RUMAH TECHNO: Menyalakan Lampu dengan Sensor Cahaya Otomatis

Menyalakan Lampu dengan Sensor Cahaya Otomatis - "Tanpa Arduino"

= Article unfinish, in progress =

Senin, 12 September 2016

Assalamualaikum, Pada postingan kali ini saya akan coba berbagi ilmu tentang bagaimana cara membuat saklar otomatis untuk lampu dimana lampu tersebut akan menyala dan padam sesuai dengan kondisi cahaya, jika gelap lampu menyala dan jika terang lampu akan padam, namun hanya menggunakan komponen sederhana tanpa menggunakan arduino atau mikrokontroler. Dengan lampu otomatis ini setidaknya kita bisa mendapatkan dua keuntungan, pertama kita bisa menghemat listrik dan yang kedua, kita setidaknya menghindari orang yang tak dikenal mengintai rumah kita karena tak berpenghuni.

Let's get started... :)

Baik langsung saja kita kenalan dengan komponen komponen yang dibutuhkan dan fungsinya :

1. Variable Resistor (bisa menggunakan trimpot / trimmer pottensio)

Komponen ini berfungsi untuk mengatur sensitifitas dari sensor cahaya.

2. Resistor

3. Lampu LED Sebagai indikator

4. Transistor NPN yang berfungsi sebagai pengontrol

5. Relay yang berfungsi sebagai saklar

6. LDR Light Depending Resistor, sebagai sensor cahaya

7. Serta kabel secukupnya

Sekilas tentang Cara kerja LDR-Light Depending Resistor (Sensor Cahaya)

LDR Light Depending Resistor

Light Dependent resistor (LDR) merupakan sebuah resistor yang nilai resistansinya berubah seiring perubahan initensitas cahaya yang mengenainya. Dalam kondisi gelap, resistansi LDR sekitar 10MΩ, tapi dalam kondisi terang resistansi LDR menurun hingga 1KΩ atau bahkan lebih kecil lagi.

LDR terbuat dari sebuah cakram semikonduktor seperti kadmium sulfida dengan dua buah elektroda pada permukaannya. Pada saat intensitas cahaya yang mengenai LDR sedikit, bahan dari cakram LDR tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya saat intensitas cahaya yang mengenai LDR sedikit maka LDR akan memiliki resistansi yang besar.

Sedangkan pada saat kondisi terang, maka intensitas yang mengenai LDR banyak. Maka energi cahaya yang diserap akan membuat elektron bergerak cepat sehingga lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Dengan banyaknya elektron bebas, maka muatan listrik lebih mudah untuk dialirkan. Artinya saat intensitas cahaya yang mengenai LDR banyak maka LDR akan memiliki resistansi yang kecil dan menjadi konduktor yang baik.

Resistansi LDR pada kondisi terang (10.27 K ohm)

Resistansi LDR pada kondisi agak gelap (44.9 K ohm)

Gambar di atas adalah resistansi pada LDR dalam kondisi terang dan kondisi gelap. Dalam kondisi terang, resistansi masih kisaran 1K ohm, dan ketika cahaya sedikit terhalangi sehingga agak gelap, maka resistansi meningkat hingga puluhan kilo ohm. Karakteristik inilah yang bisa kita manfaatkan untuk mengaktifkan relay dan menghidupkan lampu.

Skema LDR / Rangkaian LDR untuk Lampu Otomatis

Untuk membuat lampu otomatis, setidaknya kita butuh 5 komponen sebagai berikut:

LDR, berfungsi untuk mendeteksi cahaya. Rencananya : jika siang maka lampu mati, jika malam lampu menyala.
Potensiometer / Trimer Potensio, berfungsi untuk kalibrasi intensitas cahaya untuk menyalakan atau mematikan lampu.
Transistor jenis NPN, berfungsi sebagai sakelar elektrik untuk menghidupkan relay.
Resistor, sebagai pengaman arus yang masuk ke transistor.
Relay, berfungsi sebagai sakelar untuk menghidupkan lampu.

Setidaknya, kita hanya butuh 5 komponen untuk membuat sakelar cahaya untuk menghidupkan lampu. Kelima komponen tersebut belum termasuk kabel dan peralatan tambahan seperti tang untuk memotong, selotip (jika perlu), serta solder dan timahnya. Dalam percobaan kali ini, kami akan men-simulasikan rangkaian sakelar cahaya atau sensor cahaya untuk menghidupkan led dengan sumber daya dari baterai. Berikut skema lengkap dari sensor cahaya tersebut.

Skema Rangkaian Sensor Cahaya LDR untuk Lampu Otomatis

Komponen diatas dapat ditukar dengan komponen sejenis yang memiliki persamaan.
Cara kerja skema sakelar cahaya di atas yaitu : ketika cahaya terang, maka resistansi pada LDR akan berkurang sehingga tegangan antara basis dan emitor yang diwakili oleh resistor 330, sebagian resistansi VR, dan resistansi LDR lebih kecil daripada resistansi pada VR sebelah atas (antara basis ke positif). Sehingga transistor dalam keadaan tidak bekerja dan relay dalam kondisi terbuka.

Tapi ketika cahaya berkurang, maka resistansi meningkat dan sekaligus meningkat pula tegangan antara basis dan emitor. Kondisi ini membuat transistor aktif dan mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Karena arus yang mengalir melalui kolektor di seri dengan relay, maka relay akan ikut aktif. Aktifnya relay bisa kita manfaatkan untuk menghidupkan lampu dari PLN, atau dalam simulasi yang kami lakukan yaitu untuk menghidupkan led dengan baterai. Berikut adalah komponen yang siap dirakit + (baterai, led merah, dan resistor 1K untuk simulasi).