Teori Dasar LDR dan Rangkaian LDR [I]

LDR = Light Dependent Resistor, yaitu resistor yang besar resistansi-nya bergantung terhadap intensitas cahaya yang menyelimuti permukaannya. LDR, dikenal dengan banyak nama: foto-resistor, foto-konduktor, sel foto-konduktif, atau hanya foto-sel. Dan yang sering digunakan dalam literatur adalah foto-resistor atau foto-sel.

Sejarah Penemuan Foto-resistor / LDR

Foto-resistor, telah sangat banyak digunakan selama bertahun-tahun. Foto-resistor telah terlihat di bentuk awal sejak abad kesembilan belas ketika foto-konduktivitas akan selenium ditemukan oleh Smith pada tahun 1873. Sejak itu banyak varian perangkat foto-konduktif telah dibuat.

Banyak pekerjaan yang berguna dilakukan oleh Case TW pada tahun 1920 ketika ia menerbitkan sebuah makalah berjudul “Thalofide Cell – a new photo-electric cell“.

Zat-zat lainnya termasuk PbS, PbSe, dan PbTe dipelajari di tahun 1930-an dan 1940-an, dan kemudian pada tahun 1952, Rollin dan Simmons mengembangkan foto-konductor menggunakan silikon dan germanium.

Simbol Foto-resistor / LDR

Simbol rangkaian yang digunakan untuk Foto-resistor atau LDR adalah penggabungan resistor dan penunjukkan bahwa resistor tersebut sensitif terhadap cahaya. Simbol dasar Foto-resistor / LDR memiliki persegi panjang yang digunakan untuk menunjukkan fungsi resistansi-nya, dan kemudian memiliki dua panah masuk, sama seperti yang digunakan untuk foto-dioda dan foto-transistor, untuk menunjukkan sensitivitasnya terhadap cahaya. Sebagian menggunakan lingkaran pada resistor-nya, sebagian lagi tidak. Simbol Foto-resistor atau LDR yang lebih umum digunakan adalah resistor tanpa lingkaran di sekitarnya.

Mekanisme Foto-resistor / LDR

Sebuah Foto-resistor atau LDR adalah komponen yang menggunakan foto-konductor di antara dua pin-nya. Saat permukaannya terpapar cahaya akan terjadi perubahan resistansi di antaranya.

Mekanisme di balik Foto-resistor atau LDR adalah foto-konduktivitas, yaitu suatu peristiwa perubahan nilai konduktansi bahan semikonduktor saat energi foton dari cahaya diserap olehnya. Ketika digunakan sebagai Foto-resistor atau LDR, bahan semikonduktor hanya digunakan sebagai elemen resistif dan tidak ada koneksi PN-nya. Dengan demikian, Foto-resistor atau LDR adalah murni komponen pasif.

Aplikasi Foto-resistor / LDR

Foto-resistor atau LDR berguna sebagai elemen sensitif cahaya berbiaya rendah dan digunakan selama bertahun-tahun dalam fotografi sebagai pengukur intensitas cahaya serta dalam aplikasi lain seperti detektor api / asap / pencuri, pembaca kartu, dan kendali lampu jalan berdasarkan cahaya.

Rangkaian Elektronik Foto-resistor / LDR

Rangkaian elektronik yang dapat digunakan untuk Foto-resistor atau LDR adalah rangkaian yang dapat mengukur nilai resistansi dari Foto-resistor / LDR tersebut. Dari hukum ohm, diketahui bahwa:

V = I.R

Dengan V adalah beda potensial antara dua titik, I adalah arus yang mengalir di antara-nya, dan R adalah resistansi di antara-nya. Lebih lanjut dikatakan pula bahwa nilai R tidak bergantung dari V ataupun I. Sehingga, jika ada perubahan nilai resistansi dari R, maka nilai tegangan V-nya pun akan berubah. Jika beda potensial di-set tetap, maka perubahan resistansi hanya akan mempengaruhi besar arusnya. Dan persamaan tersebut akan menjadi:

 I = V / R

Kedua persamaan tersebut dapat dimanfaatkan sebagai rangkaian yang dapat mendeteksi perubahan resistansi dari Foto-resistor atau LDR. Pada persamaan pertama, nilai V akan berubah jika resistansi berubah, sedangkan pada persamaan kedua, nilai I yang akan berubah. Namun, pada banyak mikrokontroler, telah ter-integrasi rangkaian ADC yang dapat membaca tegangan (V) analog dengan baik. Sehingga pada pembahasan, rangkaian pembacaan nilai resistansi dari Foto-resistor atau LDR adalah yang berdasar pada persamaan pertama.

Dengan rangkaian sederhana seperti di atas, intesitas cahaya dapat diukur dengan mengukur nilai tegangan V_LDR (dalam volt). Karena intensitas cahaya akan mempengaruhi nilai resistansi LDR yang dengan demikian akan mempengaruhi pula nilai V_LDR.

Selanjutnya tambahkan kapasitor pada LDR seperti pada gambar di atas. Dengan penambahan kapasitor, nilai V_LDR tidak akan berubah secara signifikan. Tetapi respon terhadap perubahan intensitas memang sedikit lebih lambat. Namun, dengan kapasitor tersebut, tegangan V_LDR akan lebih stabil. Dengan pemilihan nilai kapasitor yang tepat (0.1 uF – 1 uF), respon terhadap perubahan tetap baik, dan akan didapatkan tegangan V_LDR yang stabil.

http://www.radio-electronics.com/info/data/resistor/ldr/light_dependent_resistor.php