Sensor Cahaya
advertisement
Aplication of Sensors Robot was created with the purpose of exploring: 1. Robotic hardware technologies and mechanical components 2. Schematics and circuit solutions 3. Microcontrollers, sensors and other electronic components 4. Embedded software programming 5. Real-time intelligent processing algorithms Spektrum Gelombang Elektromagnetik Cahaya tampak (400-760)nm PENDAHULUAN Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan magnet dan medan listrik secara berurutan, dimana arah getar vektor medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus. TEORI MAXWELL Inti teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik adalah: Perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnet. Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Cepat rambat gelombang elektromagnetik (c) tergantung dari permitivitas () dan permeabilitas () zat. Kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan cahaya yang dirumuskan : 1 c o .o o = 8.85 x 10-12 C2/Nm2 o = 12.56 x 10-7 wb/amp.m C = 3 . 108 m/s o = permitivitas ruang hampa o = perbeabilitas ruang hampa C = cepat rambat cahaya Cepat rambat gelombang elektromagnetik dinyatakan dengan panjang gelombang dan frekwensi : c = .f c = cepat rambat gelombang elektromagnetik (3.108 m/s) = panjang gelombang (m) f = frekwensi (Hz) Arah rambatan c Arah medan listrik Arah medan magnet http://www.walter-fendt/phlle/emwave.htm GELOMBANG RADIO/TV Gelombang Radio dihasilkan oleh muatanmuatan listrik yang dipercepat melalui kawat penghantar Gelombang Radio mempunyai frekwensi berkisar antara 10 kHz sampai dengan 1 GHz Gelombang RADAR/Mikro Gelombang radar disebut juga gelombang mikro termasuk dalam gelombang radio dengan frekwensi paling tinggi bisa mencapai 3.109 Hz. Infrasonik berada dalam rentang 17 Hertz sampai 0,001 Hertz. Rentang frekuensi ini adalah sama dengan yang digunakan oleh seismometer untuk mendeteksi gempa bumi. Sinar Inframerah Sinar inframerah mempunyai range frekwensi antara 1011Hz – 1014 Hz. Sinar ini dihasilkan oleh getaran-getaran elektron dalam bahan Cahaya Tampak Spektrum optik (cahaya atau spektrum terlihat) adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang terlihat bagi mata manusia. Tidak ada batasan yang tepat dari spektrum optik; mata normal manusia akan dapat menerima panjang gelombang dari 400 nm sampai 700 nm meskipun beberapa orang dapat menerima panjang gelombang dari 380 sampai 780 nm. Sebuah mata yang telah beradatasi-cahaya biasanya memiliki sensitivitas maksimum di sekitar 555 nm, di wilayah kuning dari spektrum optik. Sinar Ultraviolet (UV) Radiasi ultraungu (ultraviolet) adalah radiasi gelombang elektromaknetik terhadap panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar tampak, namun lebih panjang dari sinar-x. Sinar UV mempunyai frekwensi antara 1015 Hz hingga 1016 Hz juga disebut "Gelombang Pendek" (Short Wave). Beberapa hewan, termasuk burung, reptil, dan serangga seperti lebah dapat melihat hingga mencapai "hampir UV". Banyak buah-buahan, bunga dan benih terlihat lebih jelas di latar belakang dalam panjang gelombang UV dibandingkan dengan penglihatan warna manusia. Sinar - X Sinar-X adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nm ke 100 pm (mirip dengan frekuensi dalam jangka 1016 Hz sampai1020 Hz). Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medical dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya. Sebuah foto sinar-X (radiograf) diambil oleh Rontgen Sinar Gamma () Sinar gamma mempunyai frekwensi antara 1020 Hz sampai 1025 Hz atau panjang gelombang antara 10-15 cm sampai 10-10 cm. Sinar gamma dihasilkan oleh atom-atom yang tidak stabil yaitu pada proses reaksi inti. RADAR dapat mendeteksi adanya benda Perhatikan berikut, mengapa bisa terjadi ? Fotovoltaic (Solar Cell/Fotocell) Berfungsi untuk mengubah sinar matahari menjadi arus listrik DC. Tegangan yang dihasilkan sebanding dengan intensitas cahaya yang mengenai permukaan solar cell. Semakin kuat sinar matahari tegangan dan arus listrik DC yang dihasilkan semakin besar. Simbol Solar Cell: Bahan pembuat solar cell adalah silicon, cadmium sullphide, gallium arsenide dan selenium. Aplikasi Sensor Solar Cell 21 Sensor LDR (Fotoconductiv families) LDR (Light Dependent Reisistor) Nilai resistansi pada LDR : Ada cahaya resistansinya = rendah Tidak ada cahaya resistansinya = besar LDR (Light Dependent Resistor) Photodiode Prinsip kerja : Energi pancaran cahaya yang jatuh pada pertemuan “pn” menyebabkan sebuah elektron berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron berpindah ke luar dari valensi band meninggalkan hole sehingga membangkitkan pasangan elektron bebas dan hole. Optical Coupler •Optical Coupler terdiri dari 2 bagian, yaitu: LED (Light Emitting Diode) - transmite Photodiode - receive Optical Coupler akan aktif apabila ada pembiasan cahaya dari LED ke Photodiode Phototransistor Berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktivitas transistor. Fototransistor sejenis dengan transistor pada umummya. Bedaannya, pada fototransistor dipasang sebuah lensa pemfokus sinar pada kaki basis untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan ”pn”.
