Sensor Garis – Prinsip Kerja Sensor Garis menggunakan Photodioda dan LDR
2/17/2013 10:28:00 AM
Sensor
garis sering digunakan pada robot line follower (line tracking) yang berfungsi
mendeteksi warna garis hitam dan putih. Sensor ini biasa dibuat dari LED
sebagai pemancar cahaya lalu LDR ataupun photodioda sebagai sensor. Dengan
memanfaatkan sifat pemantulan cahaya yang berbeda dari berbagai macam warna
dan diaplikasikan pada rangkaian pembagi tegangan akan bisa dibedakan
warna hitam dan putih. Output dari sensor garis nantinya dihubungkan ke
komparator atau langsung ke mikrokontroler yang mempunyai fitur adc.
Sebelum
membahas cara kerja sensor garis, harus diketahui dulu sifat dari sensor yang
dipakai baik itu Photodioda ataupun LDR.
Prinsip
Kerja Sensor Garis
Sifat
Pemantulan cahaya yang berbeda dari warna.
LED
Pada sensor garis berfungsi sebagai pengirim cahaya ke garis untuk dipantulkan
lalu dibaca sensor (photodioda ataupun LDR). Sifat pemantulan cahaya yang
berbeda dari berbagai macam warna digunakan dalam hal ini. Ketika LED
memancarkan cahaya ke bidang berwarna putih, cahaya akan dipantulkan hampir
semuanya oleh bidang berwarna putih tersebut. Sebaliknya, ketika LED
memancarkan cahaya ke bidang berwarna gelap atau hitam, maka cahaya akan banyak
diserap oleh bidang gelap tersebut, sehingga cahaya yang sampai ke sensor
(photodioda atau LDR) sedikit. Karena perbedaan cahaya yang diterima oleh
sensor akan menyebabkan hambatan yang berbeda pula di dalam sensor maka
prinsip ini yang digunakan untuk membedakan pembacaan garis. Gambar dibawah ini
adalah ilustrasi mekanisme pemantulan cahaya sensor garis.
Gambar:
Mekanisme Pemantulan Cahaya Sensor Garis
Rangkaian
Pembagi tegangan
Gambar:
Rangkaian Pembagi Tegangan dan Rumus
Berdasarkan
Gambar dan rumus diatas maka diketahui bahwa
•
Saat Rbottom sangat besar maka keluaran
Vout=Vin
•
Saat Rbottom sangat kecil maka keluaran
Vout=0
•
Vout Berbanding lurus dengan Rbottom
Pada
penggunaanya di sensor garis, Rbottom diganti menggunakan sensor (photodioda
ataupun LDR). Dengan berubahnya resistansi saat sensor mendeteksi warna
berbeda maka Vout pun akan ikut berubah seiring perubahan pendeteksian warna.
Perubahan tegangan Vout inilah yang akan digunakan sebagai pembeda warna.
Cara
kerja sensor garis
Berikut
ilustrasi kerja dari sensor garis
Gambar:
Ilustrasi kerja Sensor Garis
Saat
sensor pada garis putih,
maka sensor akan terkena banyak cahaya sehingga nilai resistansinya akan sangat
kecil atau dapat diabaikan. Karena Rsens sangat kecil maka Vout=0.
Saat
sensor pada garis hitam,
maka sensor akan tidak terkena cahaya sehingga nilai resistansinya akan besar
atau dapat diasumsikan tak hingga. Karena Rsens sangat besar maka Vout= Vin
Dengan
arti kata dengan rangkaian diatas perubahan Vout berbanding lurus dengan
cahaya. Untuk membuat rangkaian dengan Vout berbanding terbalik dengan
perubahan cahaya hanya dengan mengganti letak sensor berada dekat dengan Vin.
Seperti
dibahas diatas Saat Sensor mendeteksi warna berbeda maka Vout pun akan ikut
berubah. Perubahan Vout inilah yang akan digunakan sebagai pembeda warna hitam
dan putih baik dengan menggunakan komparator ataupun dengan menggunakan ADC
internal mikrokontroler.
Photodioda
[by:mfnst]
Photodioda
adalah dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, jika photodioda
terkena cahaya maka photodioda bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika
tidak mendapat cahaya maka photodioda akan berperan seperti resistor dengan
nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.
ambar:
Photodioda
Photodioda
merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya
menjadi besaran listrik. Photodioda merupakan sebuah dioda dengan sambungan p-n
yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh
photodioda ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai
dengan sinar-X.
Prinsip
kerja, karena photodioda terbuat dari semikonduktor p-n junction maka cahaya
yang diserap oleh photodioda akan mengakibatkan terjadinya pergeseran foton
yang akan menghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi dari sambungan.
Ketika elektron-elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka
elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positif sumber tegangan sedangkan
hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber tegangan sehingga arus
akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya pasangan elektron ataupun hole yang
dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang diserap oleh
photodioda.
Gambar:
struktur dioda
Sifat
dari Photodioda adalah :
1.
Jika terkena cahaya maka resistansi nya berkurang
2.
Jika tidak terkena cahaya maka resistansi nya meningkat.
Sensor garis
sering digunakan pada robot line follower (robot pengikut garis), digunakan
juga sebagai pendeteksi objek dengan permukaan bidang pantul yang kontras….
nach pada blog ini dijelaskan bagaimana cara mendesain sensor garis tersebut
menggunakan sensor photodiode. Selain menggunakan photodiode
dapat juga dirancang dengan menggunakan phototranssistor, infra red,
dan masih banyak laennya.
Sensor photodiode
adalah salah satu jenis sensor peka cahaya (photodetector). Photodiode
akan mengalirkan arus yang membentuk fungsi linear terhadap intensitas cahaya
yang diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power density (Dp).
Perbandingan antara arus keluaran dengan power density disebut sebagai current
responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika photodiode
tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur.
Hubungan
antara keluaran sensor photodiode dengan intensitas cahaya yang
diterimanya ketika dipanjar mundur adalah membentuk suatu fungsi yang linier.
Hubungan antara keluaran sensor photodiode dengan intensitas cahaya
ditunjukkan pada Gambar berikut.
Gambar Hubungan keluaran photodiode dengan intensitas
cahaya
Mekanisme
Perancangan Sensor Garis
LED superbright
berfungsi sebagai pengirim cahaya ke garis untuk dipantulkan lalu dibaca oleh
sensor photodiode. Sifat dari warna putih (permukaan terang) yang
memantulkan cahaya dan warna hitam (permukaan gelap) yang tidak memantulkan
cahaya digunakan dalam aplikasi ini. Gambar dibawah ini adalah ilustrasi
mekanisme sensor garis.
Gambar Ilustrasi mekanisme sensor garis
Prinsip
Kerja Sensor
Pada
rancangan sensor photodiode dibawah ini, nilai resistansinya akan berkurang
bila terkena cahaya dan bekerja pada kondisi riverse bias. Untuk pemberi
pantulan cahayanya digunakan LED superbright, komponen ini mempunyai
cahaya yang sangat terang, sehingga cukup untuk mensuplai pantulan cahaya ke photodiode.
Berikut ini prinsip dan gambaran kerja dari sensor photodiode.
Gambar Sensor photodiode tidak terkena cahaya
Saat photodiode
tidak terkena cahaya, maka nilai
resistansinya akan besar atau dapat diasumsikan tak hingga. Sehingga tidak ada
arus bocor yang mengalir menuju komparator.
Gambar Sensor photodiode terkena cahaya
JAKARTA
1 comments
makasih atas infonya
ReplyDeleteMesin pemisah lcd
jangan lupa komentarnya guys