Bengkeltv.id – Jenis dan Fungsi Sensor Cahaya Serta Penjelasanya Lengkap. Apa yang dimaksud dengan sensor cahaya? Sensor adalah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur sesuatu, dan kadang-kadang digunakan untuk mengukur besaran. Oleh karena itu, sensor cahaya adalah salah satu jenis sensor yang sering digunakan dalam perangkat elektronik. Sensor cahaya memiliki kemampuan untuk mendeteksi keberadaan cahaya, dan kemudian mengubahnya menjadi sinyal tegangan atau arus.
Biasanya, sensor cahaya bekerja berdasarkan prinsip perubahan arus dan resistansi listrik. Ketika sensor menerima cahaya, resistansinya akan berubah sesuai dengan tingkat pencahayaan, dan ini dapat mengendalikan arus yang mengalir melaluinya. Contoh penggunaan sensor cahaya termasuk dalam sensor kendaraan, sistem lampu jalan otomatis, robot pengikut garis, dan berbagai aplikasi lainnya.
Pengertian Sensor Cahaya
Sensor cahaya adalah sebuah komponen yang berperan dalam mengubah energi dari cahaya, baik cahaya tampak maupun inframerah, menjadi energi listrik. Fungsinya adalah untuk mendeteksi kehadiran cahaya dan kemudian mengkonversinya menjadi sinyal listrik yang dapat digunakan dalam rangkaian yang diaktifkan oleh cahaya.
Prinsip kerja sensor cahaya melibatkan perubahan energi dari cahaya, yang disebut foton, menjadi energi listrik dalam bentuk elektron. Perubahan ini tergantung pada tingkat intensitas cahaya yang diterima oleh sensor. Dalam banyak kasus, bahkan satu foton pun dapat menghasilkan sinyal listrik dalam rangkaian elektronik. Sensor cahaya sering digunakan pada objek atau lingkungan yang memiliki variasi warna atau tingkat pencahayaan yang berbeda, yang kemudian dapat diubah menjadi berbagai jenis daya yang sesuai.
Jenis dan Fungsi Sensor Cahaya
Saat ini, sensor cahaya memiliki banyak aplikasi yang luas dalam peralatan elektronika, seperti remote televisi, lampu otomatis, dan sebagainya. Jenis-jenis komponen sensor cahaya yang umum digunakan meliputi Photo transistor, LDR (Light Dependent Resistor), dan dioda foto.
Secara umum, komponen sensor cahaya dapat dibagi menjadi dua bagian:
1. Sensor Cahaya Fotovoltaic
Dengan sesuai namanya, sensor cahaya ini menghasilkan tegangan yang bervariasi tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya, atau dengan kata lain, sensor ini dapat menghasilkan listrik ketika terpapar cahaya. Salah satu jenis yang paling umum digunakan untuk sensor ini adalah sel surya atau solar cell.
Prinsip kerja solar cell melibatkan adanya sambungan silikon PN yang dilapisi dengan lapisan transparan sehingga cahaya bisa masuk. Ketika cahaya mencapai permukaan sensor, elektron akan berpindah dari lapisan P ke lapisan N, yang menghasilkan tegangan sekitar 0,5 VDC (Volt Direct Current) untuk setiap sel.
Fungsi dari jenis sensor cahaya ini biasanya digunakan dalam rangkaian yang secara otomatis mengisi baterai dengan memanfaatkan energi matahari. Saat ini, aplikasi yang paling umum adalah pada sistem penerangan jalan yang tidak dapat diakses oleh listrik PLN, yang dikenal sebagai lampu jalan berbasis sel surya atau solar cell.
2. Sensor Cahaya Fotokonduktif
Pada jenis sensor cahaya ini, seperti yang dapat ditebak dari namanya, perubahan konduktansi atau resistansi pada terminalnya akan bergantung pada intensitas cahaya yang diterima oleh sensor. Ada banyak variasi komponen sensor cahaya ini, termasuk:
a. LDR / Light Dependant Resistor
Komponen LDR pada dasarnya merupakan jenis resistor yang memiliki resistansi yang bervariasi sesuai dengan tingkat pencahayaan yang diterimanya. Prinsip kerja sensor LDR adalah jika menerima cahaya yang kuat, resistansinya menjadi lebih rendah, sementara jika cahaya redup, resistansinya menjadi lebih tinggi.
Hal ini terjadi karena LDR mengandung elektroda yang terbuat dari Cadmium Sulfide, yang akan melepaskan banyak elektron ketika terpapar cahaya, mengakibatkan penurunan resistansi. Sebaliknya, saat dalam kondisi gelap, pelepasan elektron sangat sedikit, yang menyebabkan resistansi menjadi sangat tinggi, bahkan mencapai 10M Ohm.
Resistor LDR adalah pilihan yang paling ekonomis dalam rangkaian sensor cahaya untuk lampu, sehingga sering digunakan dalam aplikasi seperti rangkaian sensor cahaya sederhana yang mengendalikan LED, seperti contoh berikut ini:
b. Photo Transistor
Photo transistor memiliki dua kaki atau terminal yang terhubung ke dalam rangkaian, dan pada dasarnya, komponen ini memiliki prinsip yang mirip dengan transistor biasa. Yang membedakannya adalah bahwa foto transistor mengendalikan basisnya dengan cahaya yang masuk ke permukaannya.
Cara kerja foto transistor adalah semakin tinggi intensitas cahaya yang masuk ke sensor, maka resistansi antara kaki Emitor dan Kolektor akan semakin tinggi. Ini terjadi karena foto transistor terbuat dari bahan seperti silikon atau semikonduktor yang sangat sensitif terhadap cahaya.
Untuk informasi lebih lengkap, berikut adalah beberapa jenis sensor cahaya yang sering digunakan beserta fungsinya:
c. Photo Dioda
Photo dioda, atau sering disebut dioda foto, adalah jenis sensor cahaya yang mengubah resistansi antara pin anoda dan katodanya sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Semakin tinggi intensitas cahaya yang diterima oleh dioda foto, semakin tinggi pula nilai resistansinya, sehingga arus tidak akan mengalir antara pin P-N.
Komponen ini sering digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk dalam rangkaian penghitung atau counter, alat pengukur cahaya, dan sebagai sensor cahaya pada peralatan digital seperti kamera. Dioda foto juga memiliki peran penting dalam industri.
Selain sensor cahaya di atas, terdapat juga sensor yang merespon hanya terhadap jenis cahaya tertentu. Salah satu yang sering digunakan adalah sensor inframerah dan sensor ultraviolet.
d. Sensor Inframerah / Infrared
Seperti namanya, sensor ini khusus merespons perubahan cahaya jenis inframerah, seperti cahaya dari LED inframerah. Cara kerja sensor inframerah adalah jika menerima sinar inframerah, maka resistansi di antara kaki komponen ini akan mengalami perubahan.
Komponen ini sering digunakan dalam televisi konvensional atau televisi LCD/LED dalam rangkaian remote control sebagai sensor remote. Biasanya, sensor inframerah ini terintegrasi dalam satu chip IC kecil yang mendapatkan pasokan tegangan. Ketika terpapar cahaya inframerah dari remote, sensor ini akan menghasilkan perubahan tegangan dan menerima data digital dari remote TV. Data ini kemudian diproses di IC utama (mainboard) TV.
Sensor inframerah juga sering digunakan dalam peralatan pengukur, seperti thermometer inframerah, untuk mendeteksi suhu dengan menggunakan sinar inframerah.
e. Sensor UltraViolet
Sensor terakhir yang akan dibahas adalah sensor ultraviolet atau sensor UV, yang juga dikenal sebagai ultraungu. Jenis sensor ini sangat peka terhadap deteksi keberadaan api, bahkan api sekecil apapun, seperti yang terjadi pada ujung rokok.
Secara prinsip, setiap api, termasuk percikan api, akan memancarkan sinar ultraviolet. Sensor UV ini banyak digunakan dalam perangkat sensor kebakaran, baik dalam robot pemadam kebakaran yang digunakan dalam kontes maupun sebagai bagian dari sistem sensor kebakaran untuk rumah tangga.
Salah satu jenis komponen sensor ultraviolet yang sering digunakan adalah UVTron. Bentuknya mirip dengan transistor dengan dua kaki, yaitu pin anoda dan katoda.
Contoh Penggunaan Sensor Cahaya
Di bawah ini adalah beberapa contoh penggunaan sensor cahaya yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari:
1. Lampu Jalan Otomatis
Lampu jalan otomatis sangat berguna dalam mengatur penerangan jalan di malam hari. Sensor LDR (Light Dependent Resistor) digunakan dalam lampu jalan ini untuk mengendalikan kapan lampu harus menyala dan mati. Ketika matahari terbenam dan intensitas cahaya turun, sensor LDR akan mendeteksi perubahan ini dan mengirimkan sinyal ke lampu untuk mengaktifkannya. Ini memungkinkan lampu jalan untuk secara otomatis menyala saat dibutuhkan pada malam hari, dan mematikan saat cahaya matahari cukup terang. Dengan demikian, penggunaan sensor cahaya di lampu jalan otomatis membantu menghemat energi dan meningkatkan efisiensi penerangan jalan.
2. Remote Televisi
Sensor inframerah (IR) adalah komponen penting dalam remote televisi. Ketika kalian menekan tombol pada remote, ia mengirimkan sinyal inframerah ke televisi. Di dalam remote, terdapat chip IC kecil yang menerima dan mengolah sinyal IR ini. Ketika sinyal IR dari remote diterima oleh televisi, sensor IR di dalam chip IC akan mengalami perubahan tegangan. Data digital yang terkandung dalam sinyal IR kemudian diinterpretasikan oleh chip IC, dan perintah yang sesuai dijalankan pada televisi, seperti mengubah saluran, mengatur volume, atau menyalakan dan mematikan televisi. Dengan adanya sensor cahaya ini pada remote televisi, penggunaan perangkat menjadi lebih praktis dan mudah, serta memungkinkan interaksi yang nyaman dengan televisi.
3. Parkir Kendaraan
Saat ini, fasilitas parkir telah mengalami kemajuan besar dengan adopsi teknologi sensor cahaya. Sensor cahaya jenis LDR (Light Dependent Resistor) sering digunakan dalam tempat parkir untuk memberikan kenyamanan kepada pengendara. Ketika kendaraan masuk ke area parkir, sensor LDR dapat mendeteksi keberadaan kendaraan di tempat parkir tertentu. Informasi ini kemudian dikirim ke sistem manajemen parkir yang memantau slot parkir yang tersedia dan yang sedang terisi. Ketika kendaraan keluar dari tempat parkir, sensor ini juga mengirimkan sinyal ke sistem untuk membebaskan slot tersebut. Ini membantu pengendara untuk dengan cepat menemukan tempat parkir yang kosong dan menghemat waktu yang biasanya terbuang saat mencari tempat parkir yang sesuai. Dengan adanya teknologi sensor cahaya ini, manajemen parkir menjadi lebih efisien dan memudahkan penggunaan fasilitas parkir di tempat umum.
4. Energi Listrik Alternatif (Sel Surya)
Sensor cahaya juga memegang peran penting dalam menghasilkan energi listrik alternatif melalui teknologi sel surya. Sel surya adalah perangkat yang mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya didasarkan pada efek fotovoltaik, di mana cahaya matahari menghasilkan arus listrik dalam bahan semikonduktor. Ketika sinar matahari menyinari sel surya, sensor cahaya pada sel tersebut mendeteksi cahaya dan mengubahnya menjadi arus listrik. Energi listrik ini kemudian dapat digunakan untuk memasok daya perangkat elektronik, lampu, atau sistem listrik rumah tangga. Sel surya telah menjadi sumber energi alternatif yang populer dan ramah lingkungan, mengurangi ketergantungan pada energi fosil dan mengurangi jejak karbon. Teknologi sensor cahaya dalam sel surya memungkinkan pemanfaatan energi matahari yang lebih efisien, berkelanjutan, dan ramah lingkungan.
5. Robot Line Follower
Robot line follower adalah contoh nyata penggunaan sensor fotodioda. Sensor ini berfungsi untuk mengikuti atau “mengikuti” garis yang telah ditentukan di lantai. Sensor ini sering digunakan dalam kompetisi robotika atau proyek hobi yang mengharuskan robot untuk mengikuti garis yang telah diberi warna khusus.
Cara kerja sensor ini cukup sederhana. Robot dilengkapi dengan sensor fotodioda dan sumber cahaya seperti sinar LED. Sensor fotodioda menerima refleksi cahaya yang dipantulkan oleh garis pada lantai dan kemudian mengirimkan sinyal ke mikrokontroler atau komputer kontrol. Berdasarkan sinyal ini, robot dapat mengenali garis yang harus diikuti dan mengambil tindakan yang sesuai, seperti menggerakkan roda agar tetap pada jalur yang benar. Dengan demikian, sensor fotodioda membantu robot line follower untuk bergerak dengan akurasi dan kecepatan yang tepat sesuai dengan jalur yang ditentukan.
6. Robot Pemadam Kebakaran
Robot pemadam kebakaran merupakan perangkat penting dalam situasi darurat untuk memadamkan api tanpa risiko bagi manusia. Biasanya, robot-robot ini dilengkapi dengan sensor sinar ultraviolet (UV) untuk mendeteksi titik api atau panas yang tidak terlihat secara visual.
Salah satu jenis sensor sinar UV yang sering digunakan dalam robot pemadam kebakaran adalah UVTron. UVTron memiliki tampilan yang mirip dengan tabung transistor dan terdiri dari dua terminal, yaitu terminal anoda dan terminal katoda. Ketika ada titik api atau panas yang menghasilkan sinar ultraviolet, UVTron akan mendeteksi perubahan intensitas cahaya ultraviolet yang dipancarkan oleh titik api tersebut. Informasi ini kemudian dapat digunakan untuk mengarahkan robot pemadam kebakaran ke titik api dan mengambil tindakan yang diperlukan, seperti memadamkan api atau memberikan laporan kepada petugas pemadam kebakaran manusia. Dengan bantuan sensor sinar UV, robot pemadam kebakaran dapat membantu mengatasi situasi kebakaran dengan lebih efisien dan aman.
Baca Juga :
- Alat Ukur Intensitas Cahaya: Pengertian dan Jenis-Jenisnya
- Pengertian Sensor Proximity: Fungsi, Jenis dan Cara Kerjanya
- Apa Perbedaan Sensor dan Aktuator Paling Lengkap
- Memahami Perbedaan Sensor dan Transduser Secara Lengkap
Penutup
Dalam dunia teknologi, sensor cahaya memiliki peran yang sangat penting dalam berbagai aplikasi. Jenis dan fungsi sensor cahaya telah membawa kemajuan besar dalam berbagai industri, mulai dari fotografi hingga otomasi industri.
Dalam artikel bengkeltv.id ini, kita telah menjelajahi beberapa jenis sensor cahaya yang berbeda dan fungsi utama mereka dalam kehidupan sehari-hari.
Dari sensor cahaya fotodioda yang sensitif terhadap cahaya tampak hingga sensor cahaya inframerah yang digunakan dalam penginderaan jarak jauh, kita telah melihat bagaimana teknologi ini membantu kita memahami lingkungan di sekitar kita.
Dengan demikian, kita dapat memanfaatkan teknologi ini dengan lebih baik untuk meningkatkan kualitas hidup kita dan memajukan berbagai industri yang bergantung pada sensor cahaya.
