Rangkaian 741 Light / Dark Sensor

4

Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti sangat membutuhkan cahaya untuk melakukan setiap kegiatan. Apabila tidak cahaya, otomatis kita sulit untuk melakukan segala aktivitas. Alat ini merupakan konsep dasar dari rangkaian alat penerangan otomatis pada saat mati listrik. 741 Light / Dark Sensor ini mempunyai output berupa cahaya yang keluar dari lampu 2 lampu LED yang dipengaruhi oleh LDR (Light Dependent Resistance). Jadi perubahan kondisi terang dan gelap mempengaruhi output alat ini.

Daftar Komponen

Tabel Daftar Komponen

Analisa Rangkaian

Analisa rangkaian dijabarkan dalam 2 bentuk, yaitu :
1. Analisa rangkaian secara blok diagram
2. Analisa rangkaian secara detail

Rangkaian 741 Light Dark Sensor

1. Analisa Rangkaian Secara Blok Diagram

Blog Diagram

Input (Tegangan dan LDR)
Inputan pada rangkaian 741 Light / Dark Sensor ini membutuhkan tegangan masukkan (Vcc) sebesar 12 volt. Tegangan bisa berasal dari power supply, baterai ataupun adaptor dengan batas tegangan yang sesuai dengan kebutuhan. Bila tegangan yang diberikan lebih kecil dari 12 volt, kemungkinan alat ini tidak akan bekerja, karena tegangan tidak dapat mengangkat beban tegangan yang dibutuhkan oleh alat ini.
Light Dependent Resistance (LDR) atau biasa disebut dengan sensor cahaya ini merupakan komponen penting dalam alat 741 Light / Dark Sensor ini. Karena pengaruh LDR terhadap cahaya akan menentukan output dari alat ini. LDR akan berubah – ubah resistansinya sesuai dengan kapasitas cahaya yang diberikan oleh sekitarnya. Jadi pada saat kondisi terang dan gelap, alat ini akan menghasilkan output yang berbeda.

Proses (IC 741 / Penguat)
Pada rangakaian alat 741 Light Dark Sensor ini kita menggunakan IC / penguat dengan jenis Op-Amp 741. Op-Amp 741 ini berguna untuk memperkuat sinyal masukan AC (arus bolak – balik) ataupun DC (arus searah). Op-Amp ini akan menghasilkan output yang berasal dari perbandingan dari pembagian tegangan yang terjadi pada R2 (470Ω), R3 (678Ω), dan P1 (10KΩ). Op-Amp ini akan menghasilkan output tegangan pada pin ke-6. Pin ke-6 ini terhubung dengan R4 (10KΩ), dan kemudian outputnya yang berupa tegangan akan membias T1 (transistor ECG123 NTE128, atau dapat digantikan dengan transistor jenis lain dengan tipe yang sama atau NPN).
Rangkaian ini menggunakan saklar elektrik atau relay 12 volt. Relay merupakan saklar elektrik yang terdiri dari suatu lilitan dan switch. Bila lilitan tersebut dialiri arus listrik, maka switch pun akan berubah posisi. Pada alat 741 Light / Dark Sensor ini, output yang dihasilkan juga diatur oleh relay. Jadi pada saat terang, switch CO akan bergerak dan terhubung pada kaki NC. Dan pada saat gelap, kaki switch CO akan bergerak dan terhubung pada kaki NO.

Output (LED)
Output atau keluaran yang dihasilkan oleh alat 741 Light / Dark Sensor ini berupa cahaya yang dikeluarkan oleh LED. Rangkaian ini menggunakan dua buah LED, merah dan hijau. Pada saat terang, maka L1 (LED 1) yang akan menyala. Dan pada saat gelap, maka L2 (LED 2) yang akan menyala. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan tegangan yag dipengaruhi resistansi LDR yang terkena cahaya atau tidak terkena cahaya.

2. Analisa Rangkaian Secara Detail
Rangkaian 741 Light Dark Sensor ini mempunyai komponen utama yaitu LDR (Light Dependent Resistance) dan relay. Pada saat kita memberikan tegangan input 12 volt (Vcc), maka komponen alat ini akan mulai bekerja sebagai alat sensor cahaya. Pada saat terkena cahaya (kondisi terang) atau tidak terkena cahaya (kondisi gelap), LDR akan mengatur resistansinya sesuai dengan kapasitas cahaya yang terkena pada permukaan kepala LDR. Kemudian LDR mengelurkan input tegangan dan kemudian akan terjadi pembagian tegangan pada R1 (10KΩ), R2 (470Ω) dan R3 (678Ω). Dan P1 atau potensiometer (10KΩ) yang dapat diatur resistansinya berguna untuk mengatur kesensitivan LDR terhadap cahaya.
Kemudian tegangan dari R1, R2, R3, dan P1 masuk ke Op-Amp 741 melalui pin 2 dan 3. Pada pin 2 akan terjadi pembalikan nilai tegangan atau inverting. Pada pin 7 berguna sebagai tegangan catu positif yang digunakan untuk mengaktifkan Op-Amp, dan pin 4 berguna sebagai tegangan catu negatif yang digunakan untuk mengaktifkan Op-Amp. Kemudian output Op-Amp tersebut keluar dari pin 6 yang terhubung pada R4 (10KΩ). Output ini kemudian menuju ke kaki basis transistor dan kemudian terjadi saturasi. Setelah terjadi saturasi, maka tegangan akan terus mengalir ke lilitan relay dan mengaktifkan relay.
Setelah relay aktif, kumparan yang didalam relay akan mengatur perpindahan kaki CO (Change Over) sesuai dengan kondisi LDR. Pada saat LDR terkena cahaya (kondisi terang), lilitan akan mengatur kaki CO relay menjadi terhubung pada kaki NC. Ini berarti tegangan mengalir dari kaki CO ke NC dan menuju ke LED1, sehingga LED1 dapat menyala. Dan pada saat LDR tidak terkena cahaya (kondisi gelap), lilitan akan mengatur kaki CO relay menjadi terhubung pada kaki NO. Ini berarti tegangan mengalir dari kaki CO ke NO dan menuju ke LED2, sehingga LED2 dapat menyala.
Relay diberikan dioda dengan tujuan untuk mencegah terjadinya arus balik pada rangkaian. Arus balik listrik ini dapat berasal dari induksi medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan relay. Induksi listrik ini biasanya lebih tinggi tegangannya dibandingkan dengan tegangan sumber. Untuk mencegah terjadinya kerusakan akibat terjadinya tegangan induksi ini maka pada rangkaian relay dipasangkan rangkaian dioda. Dan pada kedua LED diberikan resistor 1KΩ bertujuan agar tidak terjadi korsleting atau terjadi sort pada LED. Resistor 1KΩ ini digunakan sebagai buffer.

Cara Pengoperasian Alat
Kita memerlukan tegangan inputan (Vcc) untuk dapat menjalankan rangkaian ini. Tegangan yang digunakan dapat berasal dari catu daya, adaptor, maupun batu baterai. Apabila kita menggunakan catu daya DC maka voltage (tegangan) yang dipakai sebesar 12 V, atau kita dapat mengambil tegangan ini baik melalui adaptor ataupun batu batery yang mempunyai voltage 12 V.
Keuntungan kita menggunakan catu daya dari pada adaptor adalah kita tidak pelu takut atau khawatir apabila arus dari tegangan habis atau tidak ada, yang dikarenakan lost current / kehilangan arus. Tetapi penggunaan daripada catu daya dari adaptor perlu diperhatikan lagi, karena bila voltage terlalu besar ini bisa merusak komponen-komponen.
Pada saat rangkaian diberi tegangan, maka LED (L1) langsung menyala karena kondisi kepala LDR terkena cahaya (terang). Dan pada saat kita menutup kepala LDR (tidak terkena cahaya atau gelap), maka LED (L2) langsung menyala.
Dalam rangkaian ini, saklar yang kami gunakan adalah relay (saklar elektrik). Karena relay dapat melakukan switch pada kaki NO dan NC. Jadi perubahan LED yang menyala terjadi karena adanya switch yang dilakukan relay yang dipengaruhi oleh LDR.
Untuk mengatur kesensitivan LDR terhadap cahaya, kita gunakan potensiometer. Kita dapat mengatur potensiometer dengan memutar poros yang ada sampai menghasilkan output yang tepat.
Untuk memastikan rangkaian yang kita buat aman kita dapat menyimpannya dalam sebuah box akrilik yang sudah dibuat dengan beberapa lubang untuk meletakkan jack banana tegangan input (Vcc), ground, LDR, dan potensiometer agak mudah digunakan dalam pengoperasian alat ini.