Sensor dengan Perubahan Resistansi

5.2.1.1 Sensor dengan Perubahan Resistansi

Sensor-sensor yang tergolong pada perubahan resistansi pada prinsipnya dapat mengubah besaran yang bersifat fisika menjadi besaran

yang bersifat resistansi/tahanan listrik.Tahanan listrik ini biasanya dalam bentuk sensor berupa komponen listrik atau elektronik yang akan berubah-ubah nilai tahanan listriknya bila diberikan energi secara fisika, misalkan diberi energi mekanis dapat berubah nilai tahanan listriknya, contoh: potensiometer, diberikan energi cahaya dapat berubah nilai tahan listriknya, contoh: foto cell atau biasa digunakan LDR : “light dependent resistor”, diberikan energi panas atau dingin, contoh thermocouple, NTC “negative temperature coefficient”, PTC “positive temperature coefficient” dan lain-lainnya).

Berikut diberikan beberapa contoh gambar dari sensor dengan prinsip perubahan resistansi, temperatur, optik dan lain-lainnya.

Gambar 5.5. Sensor

Gambar 5.6. Sensor variable capasitor potensiometer

Gambar 5.7. Sensor optical

Gambar 5.8. Sensor strain gauge

encoder

5.2.1.1.1 Resistor Tergantung Cahaya (LDR “Light Dependent Resistor”)

Suatu sensor yang akan berubah nilai resistan/tahanan listriknya jika pada permukaan dari LDR tersebut diberikan sinar yang lebih atau sebaliknya yaitu pada permukaan LDR dikurangi/dihalangi atas sinar yang menuju ke LDR tersebut. LDR tergolong sensor aktif dan sering disebut sebagai foto cell.

Secara prinsip dasar susunan atom semikonduktor tampak pada gambar

5.5 berikut ini.

PRO TON

ELEKTRON

Gambar 5.9 Susunan atom pada semikonduktor

Dalam suatu sel photoconductive (foto cell) terdapat lapisan semi konduktor yang peka cahaya di antara dua kontak. Biasanya untuk maksud ini digunakan cadmium-sulfid , timbal dan seng. Jika suatu proton menumbuk sebuah elektron yang terdapat pada lintasan terluar dari sebuah atom dalam kisi-kisi kristal semi konduktor , maka elektro tersebut akan terlempar dari orbitnya disebabkan oleh energi proton dan akan bergerak bebas. Proses ini terjadi pada setiap tempat dalam kristal semi konduktor . Kenaikan jumlah elektron bebas terjadi diantara masing- masing atom, sehingga menaikkan konduktivitas ( daya hantar ). Ion positif dihasilkan pada setiap tempat , di mana elektron-elektron telah melepaskan diri dari atom.

Jika suatu sel photoconductive dilindungi dari cahaya, maka elektron- elektron bebas tadi akan ditarik ion-ion positif dan kembali pada posisi semula dalam atom.

Tahanan sel photoconductive akan turun ( berkurang ) jika dia disinari (kondisi terang) , sebaliknya tahanannya akan naik jika dia dilindungi dari cahaya (kondisi gelap).

Dari penjelasan prilaku LDR di atas maka Karakteristik LDR dapat digambarkan dalam

bentuk kurva resistansi/tahanan terhadap fungsi intensitas cahaya :

Intensitas cahaya

Gambar 5.10. Karakteristik LDR

Pada grafik di atas menunjukkan bahwa apabila intensitas cahaya makin kuat maka tahanan LDR makin kecil . Apabila dalam keadaan gelap LDR mempunyai tahanan yang sangat besar , dapat mencapai beberapa Mega Ohm . Tetapi bila seberkas cahaya jatuh padanya maka tahanannya akan menurun sebanding dengan intensitas cahaya tersebut. Makin kuat intensitas cahaya yang datang berarti makin besar tenaga yang diberikan maka berarti pula makin kecil tahanan LDR.

Sel-sel photoconductive dijumpai dalam beberapa bentuk yang mempunyai karakteristk berbeda-beda. Tahanan gelapnya berubah-ubah antara 10 sampai 1000 M ohm . Dengan intensitas penerangan yang tinggi dapat dicapai tahanan sekitar 100 Ohm .

Sel-sel photoconductive dapat bereaksi terhadap perubahan cahaya cepat hanya sampai sekitar 1/10.000 detik ( 10 Khz ) .

Gambar 5.11 Simbol LDR (standar IEC)

Contoh beberapa penerapan penggunaan sensor LDR adalah sebagai saklar (gambar 5.8) dan sebagai potensiometer, Suatu keuntungan yang diperoleh bila memanfaatkan LDR sebagai saklar adalah tanpa menimbulkan bunga api ( loncatan busur api ) .

L2 L2= 6Vdc/100mA

Gambar 5.12. LDR sebagai saklar

Bila saklar S terbuka , maka lampu L 1 tidak menyala, LDR tidak mendapat cahaya gelap, berarti tahanan LDR menjadi besar . Hal ini mengakibatkan L 2 tidak menyala , walaupun menyala tapi sangat suram . Selanjutnya apabila saklar S ditekan ( ON ) , maka lampu L1 menyala dan menerangi LDR . Akibatnya tahanan LDR menurun atau menjadi

sangat kecil . Hal ini mengakibatkan pula lampu L 2 menyala , karena seolah-olah saklar yang sedang ON .

Contoh lain adalah seperti ditunjukkan gambar 5.9 dimana LDR menyerupai sebuah potensiometer.

U1