Laporan Praktikum Elektronika Dasar

KARAKTERISTIK LDR DALAM SUATU RANGKAIAN SEDERHANA

DALAM DUNIA ELEKTRONIKA

Disususn oleh :

Alkip D.K

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA

UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO

2014

KARAKTERISTIK LDR DALAM SUATU RANGKAIAN SEDERHANA

DALAM DUNIA ELEKTRONIKA

Alkip D.k

Pendidikan Fisika

Universitas Negeri Gorontalo

Abstrak

LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai

hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. Besarnya nilai hambatan pada

LDR tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. Selain itu,

intensitas cahaya juga mempengaruhi tegangan output yang dihasikan.. Tegangan output

(keluaran) dan resistansi LDR ini akan berkurang dengan bertambahnya intensitas cahaya

yang mengenai LDR. Semakin besar intensitas cahaya yang mengenai permukaan LDR

semakin kecil tegangan output dan nilai resistansinya. Sebaliknya, semakin kecil intensitas

cahaya yang mengenai LDR semakin besar tegangan output dan nilai resistansinya. Prinsip

dasar yang digunakan dalam pemanfaatan resistor LDR sebagai komponen sensor ini pada

perubahan nilai tahanan dan jumlah arus yang mengalir pada rangkaian. Sehingga sebelum

lebih jauh mengenal proses perancangan sensor sebaiknya menguasahi dahulu dalam

melakukan pengukuran terhadap tahanan dan arus listrik pada kondisi cahaya yang berbeda-

beda.

Kata kunci: LDR, Intensitas Cahaya, Tegangan Output.

Pendahuluan

Light Dependent Resistor atau yang biasa disebut LDR adalah jenis resistor yang

nilainya dapat berubah seiring intensitas cahaya yang diterima. (Muhammad Taufan, 2011).

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan satu jenis resistor yang peka terhadap cahaya,

jika LDR tidak terkena cahaya maka nilai tahanan akan menjadi besar dan jika terkena cahaya

nilai tahanan akan menjadi kecil. (Wasino, 2012 : 2). LDR (Light Dependent Resistor)

digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, Saklar cahaya otomatis dan

alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. (Monilia Sitopila, 2009).

Rangkaian LDR sering dipakai dalam penerangan lampu taman, penerangan lampu jalan, dan

sebagainya. (Nugroho, Feri 2007). Sebuah LDR (Light Dependent Resistor) terdiri dari

sebuah piringan bahan semikonduktor dengan dua buah elektroda pada permukaannya. (Ellys

Kumala, 2012 : 6). Dibawah cahaya yang redup atau gelap, bahan piringan hanya

mengandung elektron bebas dalam jumlah yang relatif sangat kecil, hal ini berarti bahwa

bahan bersifat semikonduktor yang buruk untuk arus listrik. (Syarif Abdillah Sitorus, 2008 :

7). Semakin terang cahaya yang mengenai bahan, semakin banyak elektron bebas yang

tersedia dan semakin rendah pula tahanan listrik bahan. (Owen Bishop, 2004 : 64). Prinsip

kerjanya bila sinar atau cahaya mengenai permukaan yang kondusif dari LDR, maka

tahanannya menjadi lebih kecil dan arusnya menjadi lebih besar sedangkan bila tidak ada

sinar yang mengenai permukaan maka nilai tahanannya akan menjadi besar tergantung dari

intensitas cahaya pada permukaan kondusif dari LDR. (Romi Wiryadinata. 2009 : 8). Sensor

cahaya LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya

yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik

yaitu tembaga, alumunium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga

merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang

baik (TEDC 1998). Contoh penggunaan adalah pada lampu taman dan lampu di jalan yang

bisa menyala di malam hari dan padam di siang hari secara otomatis. Dengan memanfaatkan

LDR sebagai sensor cahaya dapat membuat lampu taman menyala secara otomatis tanpa

harus mematikan atau menghidupkan lampu secara manual, dimana lampu menyala

berdasarkan cahaya matahari yang diterima oleh sensor LDR.

Tujuan dari percobaan ini adalah membuktikan pengaruh intensitas cahaya terhadap

nilai resistansi LDR dan tegangan keluaran yang dihasilkan.

Metode

Metode yang digunakan didalam pratikum Elektronika Dasar ini yaitu metode

Eksperimen, di mana bereksperimen menggunakan sebuah rangkaian untuk mengetahui

karakteristik LDR terhadap rangkaian sederhana dengan menggunakan LDR yang sebagai

factor utama yang di hubungkan dengan Resistor. Untuk metode pengambilan data yang

dilakukan adalah menggunakan Voltmeter analog serta Multimeter.

Adapun variabel bebas dari percobaan ini yaitu tegangan input (Vinput) yang dapat

berubah-ubah sesuai dengan kebutuhan di atur dari catudaya dan untuk variabel terikat yaitu

tegangan output dari rangkaian yang sesuai tegangan input yang berubah. Sedangkan untuk

variabel kontrol adalah Intensitas cahaya yang di berikan.

Metode pengambilan data yang harus dilakukan adalah Voltmeter dan Multimeter

yang akan digunakan dipastikan terlebih dahulu untuk bisa digunakan dalam percobaan.

Selain itu alat dan bahan juga harus disiapkan juga, sehingga percobaan dapat berjalan dengan

lancar. Kemudian, setelah semua alat dan bahan siap digunakan, alat dan bahan tersebut

dirangkai seperti gambar 1.

Lokasi yang digunakan untuk melakukan eksperimen ini di sebuah Laboratorium

Fisika 1 Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Gorontalo. Praktikum dilakukan pada hari

sabtu 6 Desember 2014 pada pukul 17:00 WITA hingga selesai.

Alat dan Bahan

Dalam praktikum ini, alat dan bahan yang digunakan diantaranya adalah catu daya

yang berfungsi sebagai sumber tegangan input. Voltmeter dan Multimeter yang berfungsi

sebagai pengukur tegangan output dan nilai resistansi. Papan rangkaian (PCB) yang berfungsi

sebagai tempat untuk meletakkan komponen yaitu LDR dan resistor. PCB yang digunakan

adalah PCB yang berlubang, agar dapat mempermudah dalam meletakkan LDR dan resistor.

Kabel penghubung juga digunakan dalam percobaan ini karena berfungsi untuk

menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya. Kabel penghubung ini akan

disambungkan dengan LDR dan resistor dengan cara disolder. LDR memiliki fungsi untuk

menghantarkan arus listrik dalam kondisi terang, dan menghambat arus listrik dalam kondisi

gelap. Saat cahaya terang LDR menjadi konduktor yang baik dan memiliki nilai resistansi

yang kecil, sedangkan pada saat tidak ada cahaya atau gelap, LDR menjadi konduktor yang

buruk dan memiliki nilai resistansi yang besar. Resistor berfungsi sebagai alat yang dapat

menghambat arus listrik sehingga menghasilkan tahanan.

Rancangan Penelitian

Hal pertama yang dilakukan dalam pratikum yaitu menyusun alat-alat yang telah di

sediakan sesuai dengan prosedur dan tata cara pembuatan rangkaian sehingga menjadi satu

rangkaian seperti di gambar 2, Kemudian rangkaian yang telah selesai di hubungkan ke catu

daya (power supply) agar dapat mengalirkan tegangan ke dalam rangkaian tersebut dan untuk

mengetahui seberapa besar tegangan yang masuk dan tegangan yang keluar

Resistor tetap dan LDR yang telah disusun dalam satu rangkaian, kemudian di

hubungkan menggunakan kabel penghubung ke catu daya dan voltmeter. Ujung resistor di

hubungkan ke positif catu daya, ujung LDR di hubungkan ke negatif catu daya, dan

sambungan kawat resistor tetap dan LDR di hubungkan ke positif voltmeter. Dari negatif

voltmeter di hubungkan ke negatif catu daya. Setelah itu hubungkan kabel pada catu daya

dengan sumber arus listrik. Kemudian hidupkan catu daya dengan menekan tombol ON, geser

tombol pada voltmeter ke arah simbol DC (arus searah). Mengatur tegangan input pada catu

daya sebesar 6 volt, lalu 4 volt dan 2 volt. Tegangan yang keluar (output) akan terukur pada

voltmeter, dengan mengatur intensitas cahayanya

Data hasil pengukuran tegangan output (keluaran) dan nilai resistansi LDR di peroleh

menggunakan alat multimeter yang memiliki tingkat ketelitian yang lebih tinggi, karena

memiliki nilai akurasi yang kecil yaitu 5%.

gambar 1

gambar 2

Analisis Data

gambar 3. Diagram ic/v ( 2 volt)

gambar 4. Diagram ic/v ( 4 volt)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

gelap redup terang

Teg

an

gan

(V

)

Intensitas cahaya

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

gelap redup terang

teg

an

gan

( V

)

Intensitas Cahaya

gambar 5. Diagram ic/v ( 6 volt)

gambar 6. Diagram ic/nilai resistansi

Dimana semakin terang atau besar intensitas cahayanya maka semakin kecil juga

tegangan yang terukur oleh voltmeter. Namun sebaliknya, semakin redup atau gelap intensitas

cahaya yang diterimanya, maka akan semakin besar tegangan yang terukur oleh voltmeter.

Hal ini dapat diakibatkan karena sifat dari resistor LDR itu sendiri yang akan besar

tegangannya apabila pada kondisi gelap, dimana prinsip kerja dari LDR yaitu pada sisi bagian

atas LDR terdapat suatu garis atau jalur melengkung yang menyerupai bentuk kurva. Jalur

tersebut terbuat dari bahan cadmium sulphida yang sangat sensitiv terhadap pengaruh dari

cahaya. Cadmium sulphida (CdS) merupakan bahan semi-konduktor yang memiliki gap

energi antara elektron konduksi dan elektron valensi. Ketika cahaya mengenai cadmium

sulphida, maka energi proton dari cahaya akan diserap sehingga terjadi perpindahan dari band

valensi ke band konduksi. Akibat perpindahan elektron tersebut mengakibatkan hambatan dari

0

1

2

3

4

5

6

7

gelap redup terang

Teg

an

gan

(

V)

Intensitas Cahaya

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

gelap redup terang

Nil

ai

Resis

tan

si (KΩ)

Intensitas Cahaya

cadmium sulphida berkurang dengan hubungan kebalikan dari intensitas cahaya yang

mengenai LDR.

Hasil Dan Pembahasan

Hasil pengukuran pada percobaan di laboratorium sebagai berikut:

Tabel 1. Hasil pengukuran tegangan output dan nilai resistansi LDR

Intensitas cahaya V in (Volt) R (k Ω)

2 4 6

Gelap 1.8 4 6 83.3

Redup 0.9 1.7 2.4 2.1

Terang 0.3 0.8 1 0.4

Berdasarkan tabel hasil pengukuran tegangan output dan nilai resistansi LDR,

membuktikan adanya pengaruh intensitas cahaya terhadap perbandingan nilai resistansi LDR

dan tegangan output (keluaran) pada grafik di bawah ini.

Gambar 7. Diagram ic/v ( 2 volt)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

gelap redup terang

Teg

an

gan

(V)

Intensitas cahaya

Gambar 8. Diagram ic/v ( 4 volt)

Gambar 9. Diagram ic/v ( 6 volt)

Gambar 10. Diagram ic/nilai resistansi

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

gelap redup terang

teg

an

gan

( V

)

Intensitas Cahaya

0

1

2

3

4

5

6

7

gelap redup terang

Teg

an

gan

(

V)

Intensitas Cahaya

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

gelap redup terang

Nil

ai

Resis

tan

si (KΩ)

Intensitas Cahaya

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.

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.

Simpulan

Berdasarkan hasil pembahasan, membuktikan bahwa nilai resistansi LDR di tentukan

oleh besarnya intensitas cahaya yang di terimanya. Semakin besar intensitas cahaya yang

diterima suatu LDR (Light Dependent Resistor) maka nilai resistansinya semakin kecil,

sebaliknya semakin kecil intensitas cahaya yang diterima LDR maka nilai resistansinya

semakin besar. Selain itu, nilai tegangan keluaran (output) juga di pengaruhi oleh besarnya

intensitas cahanya yang di terima LDR, bahwa semakin besar intensitas cahaya yang diterima,

nilai tegangan keluarnya (output) semakin kecil begitupun sebaliknya, jika semakin kecil

intensitas cahaya yang diterima, nilai tegangan keluaran (output) semakin besar. Sehingga

dapat di simpulkan bahwa nilai resistansi LDR dan tegangan keluaran (output) adalah

berbanding lurus dan berbanding terbalik dengan intensitas cahayanya.

Saran

Percobaan ini masih memiliki banyak kelemahan yang dimungkinkan karena kesalahan

praktikan dalam melakukan pengamatan dalam mengukur serta kurangnya ketelitian dari

praktikan dalam merangkai alat dalam percobaan. Dan di harapkan kepada pembaca agar

dapat lebih menguasai cara pengoperasian dan merangkai alat yang digunakan sehingga akan

lebih meminimalkan kemungkinan kesalahan yang akan terjadi

Daftar Pustaka

[1] Aris, Elfa. 2013. Edukasi Elektronika.

(http://journal.unisla.ac.id/pdf/11622014/Arif%20Budi%20laksono,%20Zaenal%20Abi

din.pdf) diakses tanggal 27 Desember 2014

[2] Bishop, Owen. 2004. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta : Erlangga

[3] Kumala, Ellys, Endarko. 2012. Kajian Karakteristik Alat Ukur dan Sensor

Standar Pada Proses Kalibrasi Data Sensor Cahaya. Surabaya [Internet] Diakses

tanggal 10 Desember 2014

[4] Sitophila, Monilia, Heriyanto, Samsul Hidayat. 2009. Rancang Bangun Atap

Sirip Otomatis Menggunakan LDR dan Sensor Tetes Air Hujan Berbasis

Mikrokontroler Universitas Negeri Malang. Malang [Internet] (http://jurnal-

online.um.ac.id/data/artikel/artikel4417FA1491D63077CF5E65C9643822F3.pdf)

diakses pada tanggal 26 Desember 2014

[5] Sitorus, Syarif Abdillah. 2008. Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR

dan Handphone . Medan: Program studi D-3 Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

[Internet](http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/14244/1/09E00090.pdf)

diakses pada tanggal 26 desember 2014

[6] TEDC 1998. http://jurnal.unikom.ac.id/s_data/jurnal/v08-n02/volume-82-artikel-

5.pdf/pdf/volume-82-artikel-5.pdf (diakses tanggal 27 desember 2014)

[7] Wasino, Arif Maftukhin, Eko Setyadi Kurniawan. 2012. Pengembangan Pesawat

Atwood berbasis sensor LDR sebagai alat peraga GLB dan GLBB.Purworejo :

Universitas Muhamadiyah Purworejo. Diakses tanggal 27 desember 2014

[8] Wiryadinata, Romi, Joko Lelono, Alimuddin. 2009. Aplikasi Sensor LDR sebagai

Pendeteksi Warna Berbasis Mikrokontroler. [Internet]

(http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&ua

ct=8&ved=0CCkQFjAB&url=http%3A%2F%2Fjsiskom.undip.ac.id%2Findex.php%2F

jsk%2Farticle%2Fdownload%2F62%2F39&ei=LJlqVKvcE9OGuATNtoGQCg&usg=A

FQjCNGKGyD0eCqb9fjUTOySm1PWw1goQw) diakses tanggal 10 desember 2014