LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR 1

Sensor Cahaya dan Transistor NPN

serta Aplikasinya dalam Teknologi

Otomatisasi

Husni Taufiq Muslim(1127030036)

September 20, 2013

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2013

1

Abstract

At the time exposed to the LDR, the LDR resistance will be small

so that the flow sensor will not be heading towards the base NPN

transistor. NPN transistor is off, the LED indicator is not lit. Since

there is no current flowing then tansistor PNP inactive, causing a light

sleeper, hand dryer and automatic alarm was not on. At the time not

exposed to LDR, the LDR resistance will be large so that the flow

will be toward the base NPN transistor. NPN transistor is on, the

LED indicator to flash. Because no current flows then active NPN

transistor, causing a light sleeper, hand dryer, automatic alarm and

light.

Keywords: LDR, Sensor, Resistors, LEDs, transistors, DC Motor,

Buzzer

Ringkasan

Pada saat LDR tersinari, resistansi LDR kecil sehingga arus menuju

sensor tidak akan menuju kaki basis transistor NPN. Transistor NPN

tidak aktif maka LED indikator tidak menyala. Karena tidak ada arus

yang mengalir maka tansistor PNP tidak aktif sehingga menyebabkan

lampu tidur, hand dryer,dan alarm otomatis tidak menyala. Pada saat

LDR tidak tersinari, resistansi LDR besar sehingga arus akan menuju

kaki basis transistor NPN. Transistor NPN aktif maka LED indikator

menyala. Karena ada arus yang mengalir maka tansistor NPN aktif

sehingga menyebabkan lampu tidur, hand dryer,dan alarm otomatis

menyala.

Kata kunci: LDR, Sensor, Resistor, LED, Transistor, Motor DC,

Buzzer

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Pada saat ini teknologi otomatisasi banyak berkembang serta banyak di-

gunakan di kalangan masyarakat. Seperti untuk rambu-rambu lalu lintas,

lampu indikator peralatan elektronik hingga ke industri, untuk lampu emer-

gency, untuk televisi, komputer, pengeras suara (speaker), hard disk ekster-

nal, proyektor, LCD, dan berbagai perangkat elektronik lainnya. Teknologi

ini dapat digunakan untuk membantu memudahkan kegiatan yang terkesan

rumit. Untuk membuat suatu system otomatisasi kita menggunakan be-

berapa komponen yang terdiri dari LDR, LED, Transistor, motor DC dan

Buzzer. LDR merupakan salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya

berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Pada keadaan

gelap, LDR memiliki resistansi yang tinggi, akan tetapi pada keadaan terang,

resistansi dari LDR tersebut akan berkurang. Akan tetapi LDR memiliki re-

spon yang lambat terhadap perubahan cahaya. Pada transistor NPN arus

akan mengalir dari kolektor ke emitor jika basisnya dihubungkan ke ground

(negatif). Sedangkan pada transistor PNP arus akan mengalir dari emit-

ter menuju ke kolektor jika pada pin basis dihubungkan ke sumber tegan-

gan. LED merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi

konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. Motor DC akan

bekerja apabila ada beda potensial yang melewatinya dan motor DC akan

berputar pada satu arah.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui prinsip kerja sensor cahaya LDR.

2. Mengetahui prinsip kerja transistor NPN sebagai pengkondisi sinyal.

3. Mengetahui prinsip kerja LED.

4. Mengetahui prinsip kerja motor DC.

5. Mengetahui prinsip kerja Buzzer.

2

6. Mampu mendesain aplikasi sederhana sensor cahaya berupa lampu

tidur, hand dryer, serta alarm otomatis.

1.3 Dasar Teori

Salah satu jenis resistor yang peka terhadap perubahan cahaya adalah

Light dependent resistor (LDR). Resistansi LDR berubah seiring dengan

perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap re-

sistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau

kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida.

Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak

muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi ba-

han telah mengalami penurunan. LDR digunakan untuk mengubah energi

cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri

adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena

responsnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situ-

asi dimana intesitas cahaya berubah secara drastis. Sensor cahaya berfungsi

untuk mendeteksi cahaya yang ada di sekitar kita, maka LDR (Light De-

pendent Resistor) dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Sensor ini akan

berubah nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan ca-

haya. Prinsip inilah yang akan kita gunakan untuk mengaktifkan transistor

untuk dapat menghidupkan lampu LED pada lampu taman otomatis, meng-

gerakkan motor DC pada hand dryer dan robot pengikut garis otomatis, atau

menghidupkan buzzer pada alarm otomatis. Perubahan nilai hambatan pada

LDR tersebut akan menyebabkan perubahan beda tegangan pada input basis

transistor, sehingga akan mengaktif/nonaktifkan transistor.

3

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini berlangsung pada tanggal 14 September 2013, bertempatkan

di Laboratorium Fisika UIN Sunan Gunung Djati Bandung.

2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Software Proteus

2.3 Prosedur Percobaan:

Dengan menggunakan sotware proteus praktikkan mendesain rangkaian lampu

tidur, hand dryer, dan alarm otomatis , kemudian prinsip kerja dari LDR,

LED, motor DC, maupun buzzer dianalisis dengan perbandingan intensitas

cahaya yang mengenai LDR.

Berikut gambar-gambar rangkaiannya:

4

2.4 Diagram Alir

Tampilkan software Proteus pada Komputer/Laptop

Desain rangkaian Lampu tidur, Hand dryer dan Alarm otomatis

Analisis prinsip kerja LDR, LED, motor DC maupun Buzzer

Analisis ke-4nya dengan perbandingan intensitas cahaya yang mengenai LDR

—

5

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Pembahasan

Desain Rangkaian Lampu Tidur Saat LDR Tidak Tersinari. Saat

sensor LDR tidak tersinari maka resistansi LDR menjadi besar, sehingga

dengan posisi LDR dekat ground maka arus tidak akan mengalir melalui

LDR tetapi memilih untuk langsung menuju transistor NPN yang akan men-

gaktifkan transistor NPN serta menyalakan LED indicator dan perubahan

logika kaki kolektor transistor NPN akan juga berfungsi sebagai input untuk

mengaktifkan transistor PNP maka lampu menyala.

Desain Rangkaian Lampu Tidur Saat LDR Tersinari. Saat sensor

LDR tersinari maka resistansi LDR menjadi kecil, sehingga arus akan men-

galir melalui LDR tidak memilih untuk langsung menuju transistor NPN.

Transistor NPN tidak aktif dan tidak ada arus yang mengalir dari kutub

positif ke negatif, sehingga LED indikator tidak menyala. Karena tidak ada

arus yang mengalir maka tidak ada arus yang mengalir ke transistor PNP.

Transistor PNP tidak aktif karena tidak ada arus yang mengalir dari kutub

positif ke negatif maka lampu tidak menyala dengan nilai tegangan nol.

Desain Rangkaian Hand Dryer saat LDR Tidak Tersinari. Saat

sensor LDR tidak tersinari maka resistansi LDR menjadi besar, sehingga

dengan posisi LDR dekat ground maka arus tidak akan mengalir melalui

LDR tetapi memilih untuk langsung menuju transistor NPN yang akan men-

gaktifkan transistor NPN serta menyalakan LED indicator dan perubahan

logika kaki kolektor transistor NPN akan juga berfungsi sebagai input untuk

mengaktifkan transistor PNP serta menyalakan hand dryer.

Desain Rangkaian Hand Dryer saat LDR Tersinari. Saat sensor

LDR tersinari maka resistansi LDR menjadi kecil, sehingga arus akan men-

galir melalui LDR tidak memilih untuk langsung menuju transistor NPN.

Transistor NPN tidak aktif dan tidak ada arus yang mengalir dari kutub

positif ke negatif, sehingga LED indikator tidak menyala. Karena tidak ada

arus yang mengalir maka tidak ada arus yang mengalir ke transistor PNP.

Transistor PNP tidak aktif karena tidak ada arus yang mengalir dari kutub

6

positif ke negatif maka hand dryer tidak menyala.

Desain Rangkaian Alarm Otomatis Saat LDR Tidak Tersinari.

Saat sensor LDR tidak tersinari maka resistansi LDR menjadi besar, sehingga

dengan posisi LDR dekat ground maka arus tidak akan mengalir melalui LDR

tetapi memilih untuk langsung menuju transistor NPN yang akan mengak-

tifkan transistor NPN serta menyalakan LED indicator dan perubahan logika

kaki kolektor transistor NPN akan juga berfungsi sebagai input untuk men-

gaktifkan transistor PNP serta menyalakan buzzer.

Desain Rangkaian Alarm Otomatis Saat LDR Tersinari. Saat

sensor LDR tersinari maka resistansi LDR menjadi kecil, sehingga arus akan

mengalir melalui LDR tidak memilih untuk langsung menuju transistor NPN.

Transistor NPN tidak aktif dan tidak ada arus yang mengalir dari kutub

positif ke negatif, sehingga LED indikator tidak menyala. Karena tidak ada

arus yang mengalir maka tidak ada arus yang mengalir ke transistor PNP.

Transistor PNP tidak aktif karena tidak ada arus yang mengalir dari kutub

positif ke negatif maka buzzer tidak menyala.

3.2 Analisis Data

Pada praktikum ini dapat dibuktikan bahwa transistor merupakan kompo-

nen elektronika yang tersusun dari bahan semi konduktor yang memiliki 3

kaki yaitu: basis (B), kolektor (C) dan emitor (E). Berdasarkan susunan

semikonduktor yang membentuknya, transistor dibedakan menjadi dua tipe,

yaitu transistor PNP dan transistor NPN. Untuk membedakan transistor

PNP dan NPN dapat dari arah panah pada kaki emitornya. Pada transistor

PNP anak panah mengarah ke dalam dan pada transistor NPN arah panah-

nya mengarah ke luar. Untuk dapat bekerja, sebuah transistor membutuhkan

tegangan bias pada basisnya. Kebutuhan tegangan bias ini berkisar antara

0.5 sampai 0.7 Volt tergantung jenis dan bahan semikonduktor yang digu-

nakan. Untuk transistor NPN, tegangan bias pada basis harus lebih positif

dari emitor. Dan untuk transistor PNP, tegangan bias pada basis harus lebih

negatif dari emitor. Semakin tinggi arus bias pada basis, maka transistor se-

makin jenuh (semakin ON) dan tegangan kolektor-emitor semakin rendah.

7

4 Kesimpulan

Dalam praktikum ini praktikan dapat mendesain rangkaian lampu tidur

pada saat LDR tersinari dan tidak tersinari, rangkaian hand dryer pada

saat LDR tersinari dan tidak tersinari, dan rangkaian alarm otomatis pada

saat LDR tersinari dan tidak tersinari. Pada saat LDR tersinari, resistansi

LDR kecil sehingga arus menuju sensor tidak akan menuju kaki basis tran-

sistor NPN. Transistor NPN tidak aktif maka LED indikator tidak menyala.

Karena tidak ada arus yang mengalir maka tansistor PNP tidak aktif se-

hingga menyebabkan lampu tidur, hand dryer dan alarm otomatis tidak

menyala. Pada saat LDR tidak tersinari, resistansi LDR besar sehingga arus

akan menuju kaki basis transistor NPN. Transistor NPN aktif maka LED in-

dikator menyala. Karena ada arus yang mengalir maka tansistor PNP aktif

sehingga menyebabkan lampu tidur, hand dryer dan alarm otomatis menyala.

8

References

[1] Floyd and Buchla. ”Fundamental of analog circuits”. (2008). Prentice

Hall . New Jersey

[2] Malvino. ”Prinsip-Prinsip Elektronika 1”. (1994). Erlangga . Jakarta

[3] Giancoli, Douglas C. ”Physics For Scientists dan Engineer”.

(2009).Prentice Hall

[4] Winarmo and Arifianto, D. ”Bikin Robot Itu Gampang. (2011). Kawan

Pustaka . Jakarta

[5] Sanjaya, M. ”Membuat robot bersama Profesor Bolabot” (2013). Pener-

bit Gava Media . Yogyakarta

[6] http://www.dasar-dasar elektronika.com. Diakses tanggal 19 September

2013, jam 21.00.

[7] http://www.engineersgarage.com/contribution/line-follower-robot. Di-

akses tanggal 19 September 2013, jam 22.00.

9

LAMPIRAN

tidur.jpg

Dryer.jpg

10

otomatis.png

11