Sensor Laser dengan Photodioda

LAPORAN LAB MEKATRONIKA
“Sensor Laser dengan Photodioda”

 

KELOMPOK 3 :

1.     Ika Lestari                          09/EK2D

2.     Lailatul Septiani                 11/EK2D

3.     Rio Andika Satriya W       17/EK2D

4.     Tommy Haripin                 20/EKD

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2016/2017

        I.           Judul : Sensor Laser dengan Photodioda

     II.            Dasar Teori

1.      Photodioda

Photodioda adalah suatu jenis dioda yang resistansinya berubah-ubah kalau cahaya yang jatuh pada diode berubah–ubah intensitasnya. Dalam gelap nilai tahanannya sangat besar hingga praktis tidak ada arus yang mengalir. Semakin kuat cahaya yang jatuh pada diode maka makin kecil nilai tahanannya, sehingga arus yang mengalir semakin besar. Jika photo diode persambungan p-n bertegangan balik disinari, maka arus akan berubah secara linier dengan kenaikan fluks cahaya yang dikenakan pada persambungan tersebut.

Photodioda bekerja mirip dengan dioda Zener yaitu pada bias mundur. Pada saat cahaya dengan panjang gelombang yang sesuai mengenai fotodioda, maka akan ada arus yang mengalir. Sehingga energi cahaya dipergunakan untuk menghasilkan pasangan elektron-hole didekat hubungan. Arus tsb kira-kira sebanding dengan intensitas total cahaya datang. Perbandingan arus pada saat dikenai cahaya dengan pada saat tidak ada cahaya ternyata cukup  besar.  Karakteristik ini diperlukan sebagai transducer cahaya. Umumnya fotodioda terbuat dari silicon dengan waktu reaksi.

         2.      Laser 

       LASER adalah singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission ofRadiation, yang artinya perbesaran intensitas cahaya oleh pancaran terangsang. Kata kuncinya adalah “perbesaran” dan “pancaranterangsang” yang akan menjadi jelas. Laser merupakan sumber cahaya koheren yang monokromatik dan amat lurus. Cara kerjanya mencakup optika dan elektronika. Para ilmuwan biasa menggolongkannya dalam bidang elektronika kuantum. Sebetulnya laser merupakan perkembangan dari MASER, huruf M disini singkatan dari Microwave, artinya gelombang mikro. Cara kerja maser dan laser adalah sama, hanya saja mereka bekerja pada panjang gelombang yang berbeda. Laser bekerja pada spektrum infra merah sampai ultra ungu, sedangkan laser memancarkan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang jauh lebih panjang, sekitar 5 cm, lebih pendek sedikit dibandingkan dengan sinyal TV - UHF. Laser yang memancarkan sinar tampak disebut laser - optik.

        3.      IC 555

IC 555 adalah sirkuit terpadu yang dapat digunakan sebagai pewaktu dan multivibrator.

 

Tegangan output Maksimum / Saturasi adalah +/ - Vcc. Tegangan Op-Amp tidak bias melampaui tegangan +/- Vcc. Jadi :

·  Jika Vin + > Vin- , Maka Vo= +Vccà  Vin = +

·  Jika Vin + = Vin - , Maka Vo = 0  à   Vin = 0

·  Jika Vin + < Vin , Maka Vo = - Vccà   Vin = -

·  Jika – Vcc = 0 , Maka Vo = 0

Pernyataan diatas dikarenakan Rangkaian Diberi catu daya +Vccdan 0 Volt ,Maka Vo hanya bertegangan +Vccatau 0 Volt.

   III.            Alat dan Bahan

1.      Sensor

2.      Penggaris

3.      Multimeter

4.      Penghalang

5.      Modul

  IV.            Gambar Rangkaian

     V.            LangkahKerja

1.      Siapkan Sensor Laser danfotodioda

2.      Letakkan Kedua alat tersebut berhadap – hadapan pada jarak tertentu.

3.      Ukur Tegangan yang ada, lalu catatlah tegangan dan jaraknya.

4.      Kemudian Berilah Penghalang pada kedua alat tersebut, ukur juga tegangan yang ada, Lalu catat kembali.

5.      Ulangi Langkahke 3 dan 4 dengan jarak yang berbeda-beda.

  VI.            Data

Tabel 1 : Vs = 5,27 V 

Jarak (cm)	Vo Terbuka	Vo Tertutup
7	5,13	0,16
14	4,23	0,36
21	5,11	0,31
28	5,13	0,43
35	5,12	0,46
42	5,15	0,45
50	5,14	0,29
100	5,10	0,22
150	2,54	0,28
200	2,48	0,18
250	2,39	0,33

Tabel 2 : Vs = 9,15 V

Jarak (cm)	Vo Terbuka	Vo Tertutup
7	9,05	0,56
14	9,04	0,64
21	9,09	0,33
28	9,08	0,58
35	9,05	0,63
42	9,13	0,69
50	9,08	0,33
100	9,12	0,26
150	9,11	0,43
200	9,12	0,19
250	9,10	0,32

Tabel 3 : Vs = 12,30 V

Jarak (cm)	Vo Terbuka	Vo Tertutup
7	0,62	12,25
14	0,65	12,21
21	0,61	12, 22
28	0,62	12,25
35	0,47	12,21
42	0,63	12,25
50	0,55	12,26
100	0,51	12,25
150	0,48	12,26
200	0,51	12,24
250	0,30	12,22

VII.            Penjelasan

Setelah melakukan praktikum kali ini, kami memahami bahwa pada percobaan Sensor Laser dengan Photodioda ini dengan merubah jarak ukur akan menghasilkan tegangan keluaran yang berbeda-beda. Dari 3kali percobaan yang kami lakukan, kami menggunakan tegangan input yang berbeda. Dan jarak ukur yang kami gunakan berubah-ubah. Hal ini mengakibatkan tegangan keluaran (Vo) yang terukur pada IC 555 kaki (x) berubah pula, dan apabila sensor laser photodioda kami tutup maka tegangan keluaran (Vo) yang terukur akan besar hampir mendekati tegangan masukan (Vi).

VIII.            Kesimpulan

Photodioda bekerja mirip dengan dioda Zener yaitu pada bias mundur. Pada saat cahaya dengan panjang gelombang yang sesuai mengenai fotodioda, maka akan ada arus yang mengalir. Arus tsb kira-kira sebanding dengan intensitas total cahaya datang. Semakin  kuat cahaya yang jatuh pada diode maka makin kecil nilai tahanannya, sehingga arus yang mengalir semakin besar.  

Sehingga dengan merubah-ubah jarak ukur sensor laser akan membuat tegangan keluaran (Vo)  yang terukur berubah-ubah pula, ini pada keadaan sensor Laser terbuka tegangan keluaran akan kecil dan sebaliknya jika sensor Laser tertutup akan membuat modul lampu mati sehingga tegangan keluaran (Vo) yang terukur akan mendekati tegangan input (Vi). Catatan kami adalah intensitas cahaya ruangan sangat berpengaruh pada percobaan kali ini.  semakin  kuat cahaya yang jatuh pada diode maka makin kecil nilai tahanannya, sehingga arus yang mengalir semakin besar.