Sekarang saatnya melanjutkan bahasan kita mengenai sensor dan tranduser, kali ini kita akan membahas tentang sensor cahaya photo transistor. Oke sobat untuk memahaminya langsung saja sobat simak uraian di bawah ini.
Photo
transistor merupakan jenis transistor yang bias basisnya berupa cahaya infra
merah. Besarnya arus yang mengalir di antara kolektor dan emitor sebanding dengan
intensitas cahaya yang diterima photo transistor tersebut. Simbol dan bentuk photo
transistor ditunjukan seperti pada gambar berikut ini.
Gambar
1. Simbol dan bentuk photo transistor
Prinsip
Kerja Photo Transistor
Photo transistor sering digunakan
sebagai saklar terkendali cahaya infra merah, yaitu memanfaatkan keadaan jenuh
(saturasi) dan mati (cut off) dari photo transistor tersebut. Prisip kerja
photo transistor untuk menjadi saklar yaitu saat pada basis menerima cahaya
infra merah maka photo transistor akan berada pada keadaan jenuh (saturasi) dan
saat tidak menerima cahaya infra merah photo transistor berada dalam kondisi
mati (cut off) atau saklar terbuka.
Gambar 2. Titik cut-off transistor
Stuktur photo transistor mirip dengan
transistor bipolar (bipolar junctoin transistor). Pada daerah basis dapat
dimasuki sinar dari luar melalui suatu celah transparan dari luar kemasan
taransistor. Celah ini biasanya dilindungi oleh suatu lensa kecil yang memusatkan
sinar di tepi sambungan basis emitor.
Gambar 3. Bentuk nyata photo transistor 2 kaki
Gambar 4. Bentuk nyata photo transistor 3 kaki
Prinsip
kerja sensor photo transistor sambungan antara basis dan kolektor, dioperasikan
dalam catu balik dan berfungsi sebagai photo dioda yang merespon masuknya sinar
dari luar. Bila tak ada sinar yang masuk, arus yang melalui sambungan catu
balik sama dengan nol. Jika sinar dari energi photon cukup dan mengenai
sambungan catu balik, penambahan pasangan hole dan elektron akan terjadi dalam
depletion region, menyebabkan sambungan menghantar. Jumlah pasangan hole dan
elektron yang dibangkitkan dalam sambungan akan sebanding dengan intensitas
sinar yang mengenainya. Sambungan antara basis emitor dapat dicatu maju, yang menyebabkan
piranti ini dapat difungsikan sebagai transistor bipolar konvensional.
Arus kolektor dari photo transistor
diberikan oleh terminal basis dari photo transistor tidak membutuhkan sambungan
(no connect) untuk bekerja. Jika basis tidak disambung dan VCE adalah positif,
sambungan basis kolektor akan berlaku sebagai photo dioda yang dicatu balik.
Arus kolektor dapat mengalir sebagai tanggapan dari salah satu masukan, dengan
arus basis atau masukan intensitas sinar L1.
Gambar 5. Karakteristik photo transistor
Aplikasi
Photo Transistor
Contoh rangkaian dasar sensor Photo
Transistor ditunjukan seperti pada gambar berikut ini.
Gambar 6. Rangkaian dasar photo transistor
Komponen
sensor photo transistor ini memiliki sifat yang sama dengan transistor yaitu
menghasilkan kondisi cut off dan saturasi. Perbedaannya adalah, bilamana pada
transistor kondisi cut off terjadi saat tidak ada arus yang mengalir melalui
basis ke emitor dan kondisi saturasi terjadi saat ada arus mengalir melalui
basis ke emitor maka pada phototransistor kondisi cut off terjadi saat tidak
ada cahaya infrared yang diterima dan kondisi saturasi terjadi saat ada cahaya
infrared yang diterima.
Kondisi cut off adalah kondisi di
mana transistor berada dalam keadaan OFF sehingga arus dari collector tidak
mengalir ke emitor. Pada rangkaian gambar 6 diatas, arus akan mengalir dan
membias basis transistor Q1 C9014. Sedangkan kondisi saturasi adalah kondisi di
mana transistor berada dalam keadaan ON sehingga arus dari collector mengalir
ke emitor dan menyebabkan transistor Q1 tidak mendapat bias atau OFF.
Photo transistor type ST8-LR2
memiliki sudut area 15 derajat dan lapisan pelindung biru yang melindungi
sensor dari cahaya-cahaya liar. Pada photo transistor yang tidak dilengkapi
dengan lapisan pelindung ini, cahaya-cahaya liar dapat menimbulkan
indikasi-indikasi palsu yang terkirim ke CPU dan mengacaukan proses yang ada di
sana. Aplikasi photo transistor ST8-LR2 sebagai sensor peraba adalah digunakan
bersama dengan LED Infrared yang dipancarkan ke permukaan tanah. Apabila
permukaan tanah atau lantai berwarna terang, maka sinyal infrared akan
dikembalikan ke sensor dan diterima oleh photo transistor ST8-LR2. Namun bila
permukaan tanah atau lantai berwarna gelap, maka sinyal infrared akan diserap
dan hanya sedikit atau bahkan tidak ada yang kembali. Cara merangkai photo
transistor ST8-LR2 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 7. Rangkaian dasar photo transistor ST8-LR2
Gambar 8. Rangkaian photo transistor ST8-LR2 bersama LED
Photo
transistor merupakan sensor cahaya yang dapat digunakan untuk aplikasi dengan
cahaya infra merah dan cahaya matahari. Photo transistor dapat dioperasikan
secara langsung untuk mendapatkan logika output dari perubahan cahaya yang
diterima oleh photo transistor tersebut atau dengan menambahkan penguat
transistor untuk meningkatkan performa dan kecepatan respon photo transistor.
Rangkaian dasar yang dapat digunakan untuk mengaplikasikan photo transistor
sebagai sensor cahaya dapat menggunakan rangkaian sederhana berikut ini.
1. Rangkaian Dasar Dengan Logika
HIGH Pada Saat Mendeteksi Cahaya
Dengan konfigurasi pertama pada
gambar di bawah ini photo transistor sudah dapat memberikan logika HIGH pada
saat menerima pancaran cahaya. Pada saat menerima cahaya maka nilai
konduktifitas kaki kolektor – emitor akan naik sehingga Vout mendapat sumber
tegangan dari Vcc melalui kaki emitor photo transistor sehingga Vout berlogika
HIGH dan sebaliknya pada saat tidak menerima cahaya maka photo transistor OFF
dan Vout dihubungkan ke ground melalui RL sehingga berlogika LOW. Kemudian
untuk konfigurasi kedua pada gambar di bawah ini, pada saat photo transistor
menerima cahaya maka photo transistor konduk sehingga TR1 tidak mendapat bias
basis sehingga TR1 OFF dan Vout berlogika HIGH. Kemudian pada saat photo
transistor tidak menerima cahaya makan photo transistor OFF dan basis
transistor TR1 mendapat bias maju sehingga TR1 ON dan Vout dihubungkan ke
ground melalui TR1 sehingga Vout berlogika LOW.
Gambar 9. Rangkaian dasar dengan Logika High pada saat mendeteksi cahaya
2. Rangkaian Dasar Dengan Logika LOW
Pada Saat Mendeteksi Cahaya
Dari rangkaian pertama pada
gambar di bawah ini, pada saat photo transistor menerima cahaya maka photo
transistor ON sehingga Vout dihubungkan ke ground melalui photo transistor
sehingga Vout berlogika LOW dan sebaliknya pada saat tidak menerima cahaya maka
photo transistor OFF dan Vout dihubungkan ke Vcc melalui RL sehingga berlogika
HIGH. Kemudian untuk konfigurasi kedua dari gambar di bawah ini, pada saat
photo transistor menerima cahaya maka photo transistor konduk sehingga TR1
mendapat bias basis sehingga TR1 ON dan Vout dihubungkan ke ground oleh TR1
sehingga Vout berlogika LOW. Kemudian pada saat photo transistor tidak menerima
cahaya makan photo transistor OFF dan basis transistor TR1 tidak mendapat bias
maju sehingga TR1 OFF dan Vout dihubungkan ke Vcc melalui RL sehingga Vout
berlogika HIGH.
Gambar 10 Rangkaian dasar dengan Logika Low pada saat mendeteksi cahaya
3. Rangkaian
Light Switch dengan Photo Transistor
Rangkaian light switch atau saklar
terkendali cahaya dapat dibuat dari beberpa macam sensor cahaya. Rangkaian
light switch berikut ini dibuat menggunakan sensor cahaya berupa photo
transistor. Rangkaian light switch ini sangat sederhana, karena dibuat dengan 1
buah transistor, 1 buah photo transistor, 1 buah relay, 1 bauh variabel
resistor dan 1 buah dioda seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Rangkaian
light switch ini dapat bekerja pada tegangan 6 – 12 VDC atau tegangan DC yang
laian sesuai dengan relay yang digunakan. Untuk mengatur sensitifitas
penerimaan cahaya diatur dengan VR1. Rangkaian light switch with photo
transistor ini dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa lampu secara
paralel dengan daya tergantung dari kemampuan relay yang digunakan. Rangkaian
light switch with photo transistor ini juga dapat digunakan untuk mengendalikan
lampu taman, lampu jalan, atau lampu yang ingin dinyalakan di malam hari saja
secara otomatis.
Gambar 11. Rangkaian light switch dengan photo transistor
4. Rangkaian Saklar Infra red
Gambar 12. Rangkaian saklar infrar ed
Gambar 13. Kit PCB saklar infra red
5. Rangkaian
penghitung (counter) kendaraan yang lewat dengan sensor infra red
Gambar 14. Rangkaian counter dengan sensor infra red
Gambar 15. Skema counter kendaraan yang lewat dengan sensor infra red
sensornya apa bisa menggunakan transistor jengkol jenis 2n3055....?
BalasHapusgak bisa,harus menggunakan jenis photo transistor
HapusSy mau tnya...sy punya rangkain alat elektronik denagan remote untuk hidupinya..tpi remot rusak..bagaimna y menyambung manual sklar dgn tanpa remot?
BalasHapuskalau ada lihat aja gambar skema rangkaiannya, bypass aja power (on/off)-nya
Hapusmakasih gan sangat membantu, tapi saya pengen tanya, bedanya kerja phototransistor dua kaki sama 3 kaki itu gimana ya? atau pengaplikasiannya. kalo kaki nya 2 kan masukan ke basisnya sumbernya dari infrafed itu, nah kalo 3? mohon pencerahannya gan
BalasHapusKak, jd photo tranaistor bisa kan ya deteksi cahaya matahari?
BalasHapusKalau untuk mengukur intensitas cahyaa matahari bisa ?