Lapres Infrared Dan Photodioda [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK TENAGA LISTRIK ELEKTRONIKA DISKRIT IC REGULATOR



Dosen Pembimbing: Torib Hamzah, S.Pd., M.Pd Abdul Kholiq, S.ST, MT



Disusun Oleh : Isthiaiyatul Mamudah P27838018016



POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SURABAYA JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK



TAHUN AJARAN 2018/2019 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Elektronika merupakan ilmu yang mempelajari alat listrik yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Alat-alat yang menggunakan dasar kerja elektronika ini disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Komponen elektronika berupa sebuah alat berupa benda yang menjadi bagian pendukung suatu rangkaian elektronik yang dapat bekerja sesuai dengan kegunaannya. Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat atau berfungsi mengubah suatu besaran optik (cahaya) menjadi besaran



elektrik. Salah satu jenis sensor cahaya adalah



photoconductive yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran optik (cahaya) menjadi perubahan nilai resistansi. Contoh sensor cahaya jenis photoconductive adalah LDR, photodiode, phototransistor. 1.2 Batasan Masalah Dapat mengetahui apa itu photodioda dan infrared, fungsi, prinsip kerja serta bagaimana cara merangkai photodiode dan infrared. 1.3 Rumusan Masalah a. Apa yang dimaksud dengan photodiode dan infrared? b. Bagaimana prinsip kerja photodioda dan infrared? 1.4 Tujuan 1.4.1 Tujuan Umum a. Mahasiswa dapat mengetahui karakteristik infrared dan photodiode. b. Mahasiswa dapat mengetahui fungsi infrared dan photodiode. c. Mahasiswa dapat mengetahui cara kerja infrared dan photodiode. 1.4.2 Tujuan Khusus a. Mahasiswa dapat mengetahui rusak atau tidaknya infrared dan photodiode. b. Mahasiswa dapat merangkai rangkaian dengan menggunakan infrared dan photodiode. 1.5 Manfaat 1.5.1 Manfaat Teoritis



Mahasiswa dapat mengetahui pengertian, fungsi, cara kerja dan karakteristik infrared dan photodiode. 1.5.2 Manfaat Praktis Mahasiswa mampu merangkai rangkaian dengan menggunakan infrared dan photodiode serta menentukan baik buruknya suatu infrarared dan photodiode dengan menggunakan multimeter



BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Infrared LED infrared merupakan salah satu jenis LED (light emiting diode) yang dapat memancarkan cahaya infrared yang tidak kasat mata. Cahaya infra merah merupakan gelombang cahaya yang berapa pada spektrum cahaya tak kasat mata. LED infra merah dapat memacarkan cahaya infra merah pada saat dioda LED ini diberikan tegangan bias maju pada anoda dan katodanya. LED infra merah ini dapat memancarkan gelombang cahaya infra merah karena dibuat dengan bahan khusus untuk memendarkan cahaya infra merah. Sinar infrared terdapat pada pada cahaya api, cahaya matahari, radiator kendaraan, atau pantulan jalan aspal yang terkena panas. Namun sekarang, sinar infrared dapat dihasilkan dari LED infrared. Bahan pembuatan LED infra merah tersebut adalah bahan galium arsenida (GaAs). Secara teoritis LED infra merah mempuyai panjang gelombang 7800 Å dan mempunyai daerah frekuensi 3.104 sampai 4.104



Hz. Dilihat dari jangkah frekuensi yang begitu lebar, infra merah sangat



fleksibel dalam penggunaanya. LED ini akan menyerap arus yang lebih besar dari pada dioda biasa. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar daya pancarnya dan semakin jauh jarak sapuannya.



Gambar 2.1 Infrared (Sumber : https://rayendente.wordpress.com/2015/03 /26/sensor-inframerah/ )



2.1.1 Prinsip Kerja Infrared Prinsip kerja sinar infrared yaitu sistem sensor infrared pada dasarnya menggunakan infrared sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infrared yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infrared tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Pemancar pada sistem ini tediri



atas sebuah LED infrared yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar inframerah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat fototransistor atau fotodioda, yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya sebagai pengendali jarak jauh dan terdapat pada remote control. 2.2 Pengertian Photodiode Photodiode adalah suatu jenis dioda yang resistansinya berubah-ubah kalau cahaya yang jatuh pada dioda berubah-ubah intensitasnya. Dalam gelap nilai tahanannya sangat besar hingga praktis tidak ada arus yang mengalir. Semakin kuat cahaya yang jatuh pada dioda maka makin kecil nilai tahanannya, sehingga arus yang mengalir semakin besar. Jika photodiode persambungan p-n bertegangan balik disinari, maka arus akan berubah secara linier dengan kenaikan fluks cahaya yang dikenakan pada persambungan tersebut. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh photodiode ini mulai dari cahaya inframerah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasinya diterapkan pada sensor penerima yang menempel di alat elektronik seperti televisi.



Gambar 2.2 Photodiode (Sumber : https://ryankudeta.wordpress.com/2012/12 /17/pengertian-photodioda/ )



2.2.1 Fungsi Photodiode Photodiode punya banyak fungsi. Beberapa diantaranya adalah untuk membuat robot seperti line follower, alat-alat medis, scanner barcode, sensor cahaya kamera, peralatan keamanan, dan masih banyak lagi lainnya. Itulah sebab mengapa komponen yang satu ini banyak dicari untuk diimplementasikan ke dalam rangkaian-rangkaian tersebut. 2.2.2 Prinsip Kerja Photodiode Photodiode terdiri dari satu lapisan tipis semikonduktor tipe-N yang memiliki kebanyakan elektron dan satu lapisan tebal semikonduktor tipe-P yang memiliki kebanyakan hole. Lapisan semikonduktor tipe-N adalah Katoda sedangkan lapisan semikonduktor tipe-P adalah anoda. Saat photodiode terkena cahaya, foton yang merupakan partikel terkecil cahaya akan menembus lapisan semikonduktor tipe-N dan memasuki lapisan semikonduktor tipe-P. Foton-



foton tersebut kemudian akan bertabrakan dengan elektron-elektron yang terikat sehingga elektron tersebut terpisah dari intinya dan menyebabkan terjadinya hole. Elektron terpisah akibat tabrakan dan berada dekat persimpangan PN (PN junction) akan menyeberangi persimpangan tersebut ke wilayah semikonduktor tipe-N. Hasilnya, Elektron akan bertambah di sisi semikonduktor N sedangkan sisi semikonduktor P akan kelebihan hole. Pemisahan muatan positif dan negatif ini menyebabkan perbedaan potensial pada persimpangan PN. Ketika kita hubungkan sebuah beban ataupun kabel ke katoda (sisi semikonduktor N) dan anoda (sisi semikonduktor P), elektron akan mengalir melalui beban atau kabel tersebut dari katoda ke anoda atau biasanya kita sebut sebagai aliran arus listrik.



BAB 3 METODE PENELITIAN



3.1 Alat dan Bahan a. Infrared. b. Photodioda. c. Resistor. d. Potensiometer. e. Projectboard. f. Power supply. g. Multimeter. 3.2 Langkah Percobaan a. Menyiapkan alat dan bahan. b. Menyusun rangkaian infrared dan photodioda. c. Memberi catu daya pada rangkaian. d. Mengukur tegangan pada R1, R2, R3, infrared dan photodioda. e. Mengambil suatu kesimpulan mengapa hal tersebut dapat terjadi. 3.3 Tabel Pengamatan 6 VD C 220 O H M



6 VD C R 3



R 1



47K O H M



R 2 PO T



D 1 IR



V ?



D 2 P H O T O D IO D A



Gambar 3.1 Rangkaian Infrared dan Photodioda



Tabel 3.1 Tabel Pengamatan Infrared dan Photodioda No.



Potensiomete



Tegangan



Tegangan



Tegangan



Tegangan



Tegangan



R1



R2



R3



Infrared



Photodiode



r



1.



0



3,8 V



0,04 V



5V



1,2 V



0,04 V



2.



5K



0,17 V



4V



5V



1,2 V



0,13 V



3.



10 K



0,09 V



4V



5V



1,2 V



0,16 V



6 VD C 220 O H M



6 VD C



R 1 D 2 P H O T O D IO D A R 2



V ?



PO T



D 1



R 3



IR



47K O H M



Gambar 3.2 Rangkaian Infrared dan Photodioda Tabel 3.2 Tabel Pengamatan Infrared dan Photodioda No.



Potensiometer



Tegangan



Tegangan



Tegangan



Tegangan



Tegangan



R1



R2



R3



Infrared



Photodiode



1.



0



3,8 V



0,04 V



3,4 V



1,2 V



2V



2.



5K



0,17 V



4V



1,8 V



1,2 V



3,6 V



3.



10 K



0,09 V



4V



1,6 V



1V



3,6 V



BAB 4 ANALISIS DAN KESIMPULAN 4.1 Analisis Pada praktikum pertama, semakin besar resistansi pada resistor potensiometer maka tegangan output hasil pembagian tegangan juga semakin besar. Semakin besar tegangan maka LED inframerah menyala semakin terang meskipun tidak dapat dilihat secara langsung. Dengan pemasangan LED inframerah yang sejajar dengan photodiode ditambah LED inframerah menyala maksimal, maka photodhiode dapat menangkap banyak cahaya inframerah. Banyaknya cahaya inframerah yang dapat ditangkap menyebabkan semakin besar pula arus dan tegangan yang dihasilkan oleh photodiode sehingga lampu LED dapat menyala. Sedangkan pada praktikum kedua, semakin besar resistansi pada resistor potensiometer maka tegangan output hasil pembagian tegangan semakin kecil sehingga LED inframerah menyala redup bahkan mati. Pemasangan photodiode pada praktikum kedua juga berbeda, tidak sejajar. Hal ini menyebabkan photodiode tidak dapat menangkap cahaya dari LED inframerah dengan maksimal sehingga photodiode tidak dapat menghasilkan tegangan bahkan tidak dapat menghasilkan arus dan tegangan. Hal tersebut menyebabkan lampu LED menyala redup atau bahkan tidak menyala. 4.2 Kesimpulan Dari praktikum tersebut saya dapat menyimpulkan bahwa LED inframerah dan photodiode saling bekerja sama. Jika inframerah mendapatkan tegangan dan mengeluarkan cahaya yang tidak terlihat oleh mata. Dalam praktikum ini, cahaya inframerah ditangkap oleh photodiode dan selanjutnya diubah menjadi arus dan tegangan yang dapat menyalakan indikator lampu LED.



DAFTAR PUSTAKA [1.] No Name. 2015. “Spektrum Cahay LED Infra Merah (Infra Red LED)”. http://elektronika-dasar.web.id/spektrum-cahaya-led-infra-merah-infra-red-led/ Diakses pada: 2 Desember 2018 [2.] Ridwan, Faisal. 2016. “Makalah Sensor dan Transduser Sensor Cahaya, Suhu dan Mekanik”. http://anakteknikkeras.blogspot.com/2016/11/makalah-sensor-dan-transduser-sensor.html Diakses pada: 2 Desember 2018 [3.] Riko. 2013. “Percobaan Photodioda”. http://rikosibigo.blogspot.com/2013/04/percobaan-photodioda.html Diakses pada: 2 Desember 2018



LAMPIRAN 1. FOTO PRAKTIKUM 2. LAPORAN SEMENTARA



FOTO PRAKTIKUM GAMBAR



KETERANGAN