2. transducer photokonduktif3

2. Transducer Photokonduktif

Transducer photokonduktif mengubah perubahan intensitas cahaya menjadi perubahan

konduktivitas. Transducer photokonduktif bekerja berdasarkan prinsip bahwa resistansi

listrik berubah bila cahaya jatuh pada piranti tersebut.

Sebuah transducer photokonduktif tidak menghasilkan emf atau beda potensial seperti

pada photocell, tetapi resistansi listrik pada photokonduktif akan berkurang bila cahaya

jatuh padanya. Transducer dihubungkan dengan sebuah sumber arus dari luar, dan arus

berubah baik bertambah atau berkurang yang disebabkan oleb berubahnya resistansi

listrik karena perubahan intensitas cahaya yangjatuh padanya. Istilah photocell sering

digunakan baik padaphotovoltair maupun pada photokonduktif. Photocell mempunyai

respon yang baik terhadap cahaya infra merah dan ultra violet. Sel photokonduktif

sensitif terhadap cahaya sehingga banyak dipakai pada rangkaian pengendali lampu-

lampu taman atau lampu penerangan jalan.

Transducer photokonduktif baik tipe bulk atau tipe pertemuan, kebanyakan dibuat dari

bahan cadmium selenoide atau cadmium sulfide. Tipe "bulk" lebih banyak dipakai karena

mempunyai ukuran yang kecil, murah dan sensitivitasnya tinggi. Gambar 2.30 dan 2.31

menunjukkan simbol sel photokonduktif tipe bulk dan sebuah photodioda.

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Yudhi Gunadi, MT.

Traducer 1

Dua tipe transducer photokonduktif yang banyak dipakai adalah photodioda dan

phototransistor.

Photodioda sejenis dengan dioda pada umumnya. Perbedaan pokok pada photodioda ini

adalah dipasangnya sebuah lensa pemfokus sinar. Lensa ini berfungsi untuk

memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan pn.

Konduktivitas dioda ditentukan langsung oleh cahaya yang jatuh padanya. Energi

pancaran cahaya yangjatuh pada perternuan pn menyebabkan sebuah elektron berpindah

ke tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron berpindah ke luar dari valensi band

meninggalkan "hole " sehingga membangkitkan pasangan elektron bebas dan hole.

Rangkaian dasar photodioda ditunjukkan dengan gambar 2.32. Photodioda dihubungkan

seri dengan sebuah R dan dicatu dengan sumber tegangan DC. Arus balik akan

bertambah besar bila sebuah cahaya jatuh pada pertemuan pn photodioda dan arus balik

akan menjadi sangat kecil bila pada pertemuan pn photodioda tidak terdapat cahaya yang

jatuh padanya. Arus yang mengalir pada kondisi gelap disebut "dark current" sedangkan

resistansinya ditentukan dengan hukum Ohm sebagai berikut:

RR =

Gambar 2.33. menunjukkan kurva karakteristik photodioda. Arus reverse ditentukan oleh

tegangan balik. Arus balik ditunjukkan dengan sumbu Y dalam satuan mA. Adapun kuat

cahaya ditunjukkan pada sumbu X dengan satuan foot candles.


Traducer 2

APLIKASI TRANSDUSER-1

Infra Merah : Sebuah Media Komunikasi Menggunakan Media Cahaya

Penggunaan infra merah sebagai media transmisi data mulai diaplikasikan pada berbagai

perlatan seperti televisi, handphone sampai pada transfer data pada PC. Media infra

merah ini dapat digunakan baik untuk kontrol aplikasi lain maupun transmisi data.

Penggunaan infra merah sebagai kontrol biasanya digunakan pada remote control televisi,

VCD atau bahkan untuk remote control AC. Pada handphone dan PC, media infra merah

ini digunakan untuk mentransfer data tetapi dengan suatu standar/protokol tersendiri yaitu

protokol IrDA.

Infra Merah

Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan

spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektrum

elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah.

Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak oleh mata

namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa/dideteksi.

Pada dasarnya komponen yang menghasilkan panas juga menghasilkan radiasi infra

merah termasuk tubuh manusia maupun tubuh binatang. Cahaya infra merah, walaupun

mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang tetap tidak dapat menembus bahan-

bahan yang tidak dapat melewatkan cahaya yang nampak sehingga cahaya infra merah

tetap mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata.

Pada pembuatan komponen yang dikhususkan untuk penerima infra merah lubang untuk

menerima cahaya (window) sudah dibuat khusus sehingga dapat mengurangi interferensi

dari cahaya non-infra merah. Oleh sebab itu sensor infra merah yang baik biasanya

jendelanya (pelapis yang terbuat dari silikon) berwarna biru tua keungu-unguan. Sensor

ini biasanya digunakan untuk aplikasi inrfa merah yang digunakan diluar rumah

(outdoor).


Traducer 3

Mengapa Menggunakan Infra Merah ?

Sejak ditemukannya radio maka penggunaannya semakin lama semakin banyak dan

berbagai macam. Hal ini menimbulkan permasalahan yaitu padatnya jalur komunikasi

yang menggunakan radio. Bisa dibayangkan jika pada suatu kota terdapat puluhan

stasiun pemancar radio FM dengan bandwidth radio FM yang disediakan antara 88 MHz

– 108 MHz. Tentunya ketika knob tunning diputar sedikit maka sudah ditemukan stasiun

radio FM yang lain. Ini belum untuk yang lain seperti untuk para penggemar radio

kontrol yang juga menggunakan jalur radio. Bahkan untuk pengontrollan pintu garasi

juga menggunakan jalur radio. Jika kondisi ini tidak ada peraturannya maka akan terjadi

tumpang tindih pada jalur radio tersebut.

Alternatifnya yaitu dengan menggunakan cahaya sebagai media komunikasinya. Cahaya

dimodulasi oleh sebuah sinyal carrier seperti halnya sinyal radio dapat membawa pesan

data maupun perintah yang banyaknya hampir tidak terbatas dan sampai saat ini belum

ada aturan yang membatasi penggunaan cahaya ini sebagai media komunikasi.

Gambar 1

Spektrum Cahaya dan Respon Mata Manusia

Pada dasarnya penggunaan modulasi cahaya penggunaannya tidak ada batasnya namun

modulasinya harus menggunakan sinyal carrier yang frekuensinya harus sangat tinggi

yaitu dalam orde ribuan megahertz. Biasanya modulasi dengan frekuensi carrier yang


Traducer 4

tinggi ini digunakan untuk madulasi sinar laser atau pada transmisi data yang

menggunakan media fiberoptic sebagai media perantaranya.

Untuk transmisi data yang menggunakan media udara sebagai media perantara biasanya

menggunakan frekuensi carrier yang jau lebih rendah yaitu sekitar 30KHz sampai dengan

40KHz. Infra merah yang dipancarkan melalui udara ini paling efektif jika menggunakan

sinyal carrier yang mempunyai frekuensi di atas.

Cara Kerja Remote Infra Merah

Semua remote kontrol menggunakan transmisi sinyal infra merah yang dimodulasi

dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu yaitu pada frekuensi 30KHz sampai

40KHz. Sinyal yang dipancarkan oleh transmitter diteria oleh receiver infra merah dan

kemudian didecodekan sebagai sebuah paket data biner.

Panjang sinyal data biner ini bervariasi antara satu perusahaan dengan perusahaan yang

lain sehingga suatu remote kontrol hanya dapat digunakan untuk sebuah produk dari

perusahaan yang sama dan pada tipe yang sama. Hal ini dapat dicontohkan pada remote

TV SONY hanya bisa digunakan untuk remote VCD SONY dan sebaliknya tetapi tidak

dapat digunakan untuk TV merek yang lain.

Pada transmisi infra merah terdapat dua terminologi yang sangat penting yaitu : ‘space’

yang menyatakan tidak ada sinyal carrier dan ‘pulse’ yang menyatakan ada sinyal carrier.

Gambar 2

Pulse-Space Terminologi

Pengkodean pada remote infra merah pada dasarnya ada tiga macam dan semuanya

berdasarkan pada panjang jarak antar pulsa atau pergeseran urutan pulsa.


Traducer 5

Pulse-Width Coded Signal. Pada pengkodean ini panjang pulsa merupakan kode

informasinya. Jika panjang pulsa ‘pendek’ (kira-kira 550us) maka dikatakan sebagai

logika ‘L’ tetapi jika panjang pulsa ‘panjang’ (kira-kira 2200us) maka menyatakan logika

‘H’.

Gambar 3

Pulse Width Coded Signals

Space-Coded Signals. Pada pengkodean ini didasarkan pada panjang/pendek space.

Jika panjang pulsa sekitar 550us atau kurang maka dinyatakan sebagai logika ‘L’

sedangkan jika panjang space lebih dari 1650us maka dinyatakan sebagai logika ‘H’.

Gambar 4

Space Width Coded Signal

Shift Coded Signal. Pengkodean ini ditentukan pada urutan pulsa dan space. Pada

saat ‘space’ pendek, kurang dari 550us dan ‘pulse’ panjang, lebih dari 1100us maka

dinyatakan sebagai logika ‘H’. Tetapi sebaliknya jika ‘space’ panjang dan ‘pulse’

pendek maka dinyatakan sebagai logika ‘L’.


Traducer 6

Gambar 5

Shift Coded Signal

Pengkodean ini merupakan hal yang sangat penting karena tanpa mengetahui sistem

pengkodean pada sisi transmitter infra merah maka disisi receiver tidak bisa

mendekodekan data/perintah apa yang dikirmkan. Selain itu didalam pengkodean ini

perlu disisipkan suatu data yang dinamakan sebagai ‘device address’ sebelum data atau

perintah. Device addres ini menyatakan nomor alamat peralatan jika terdapat lebih dari

satu alat yang dapat dikendalikan oleh sebuah remote kontrol pada suatu area tertentu.

Transmitter Infra Merah

Infra merah dapat digunakan baik untuk memancarkan data maupun sinyal sura.

Keduanya membutuhkan sinyal carrier untuk membawa sinyal data maupun sinyal suara

tersebut hingga sampai pada receiver.


Traducer 7

Gambar 6

Konverter Sinyal Suara Menjadi Frekuensi

Untuk transmisi sinyal suara biasanya digunakan rangkaian voltage to frequency

converter yang berfungsi untuk merubah tegangan sinyal suara menjadi frekuensi. Dan

jika sinyal ini dimodulasikan sengan sinyal carrier maka akan menghasilkan suatu

modulasi FM. Modulasi jenis ini lebih disukai karena paling kebal terhadap perubahan

amplitudo sinyal apabila sinyal mengalami gangguan di udara.

Untuk transmisi data biasanya sinyal ditransmisikan dalam bentuk pulsa-pulsa seperti

telah dijelaskan di atas. Ketika sebuah tombol ditekan pada remote kontrol unti maka IR


Traducer 8

akan mentransmitkan sebuah sinyal yang akan dideteksi sebagai urutan data biner.

Penerima Infra Merah

Untuk aplikasi jarak jauh maka perlu adanya pengumpulan sinar termodulasi yang lemah.

Hal ini bisa dilakukan dengan menggunakan photodioda yang sudah mempunyai

semacam lensa cembung yang akan mengumpulkan sinar termodulasi tersebut. Biasanya

menggunakan lensa tambahan yang dinamakan dengan lensa FRESNEL yang terbuat dari

bahan plastik dan kemudian diumpankan ke photodioda dengan jarak tertentu pada fokus

lensa FRESNEL ini.

Untuk aplikasi remote ontrol biasanya cukup menggunakan lensa yang dimiliki oleh

photodioda/phototransistor dengan penguatan tertentu. Untuk penggunaan yang harus

dapat menerima pancaran sinyal infra merah yang sudut datangnya besar maka harus

menggunakan dua atau lebih photodioda. Photodioda yang baik adalah photodioda yang

mampu mengumpulkan sinar termodulasi tepat pada wafer silikonnya dan hal inilah yang

mempengaruhi kualitas photodioda/phototransistor yang dibeli di pasaran.

Pada saat photodioda mendeteksi adanya sinar infra merah maka akan terdapat arus bocor

sebesar 0.5 uA dan ini juga tergantung pada kekuatan sinar infra merah yang datang dan

sudut datangnya.

Kekuatan sinar dan sudut datang merupakan faktor penting dalam keberhasilan transmisi

data melalui infra merah selain filter dan penguatan pada bagian receivernya.


Traducer 9

2. transducer photokonduktif3

Documents