PENDETEKSI SIANG DAN MALAM DENGAN SINAR UV
1.TUJUAN[BACK]
1. Untuk memenuhi tugas dari dosen
2. Untuk mengetahui bagaimana bentuk rangkaian sensor ultra violet(UV)
3. Untuk mengetahui bagaimana cara kerja rangkaian sensor sinar UV
2.ALAT DAN BAHAN[BACK]
1.Sensor UV
Sensor Ultraviolet (Sensor Api) UV Tron adalah sensor yang sering digunakan untuk untuk mendeteksi keberadaan sumber api berdasarkan gelombang ultraviolet yang dipancarkan oleh api. Sensor ultraviolet UV tron dapat diaplikasikan dengan mikrokontroler, sensor ini juga bisa dari sinar UV yang dipancarkan cahaya
2.Kapasitor
Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad.
3.Op-Amp
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
4.LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya.
5.Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM (Ω).
3.DASAR TEORI[BACK]
Upaya yang dilakukan oleh fisikawan pada awal abad kesembilan belas untuk memahami atom dan molekul hanya berhasil dengan pemahaman yang sangat terbatas. Dengan mengasumsikan bahwa molekul berperilaku seperti bola pantulan, fisikawan dapat memprediksi dan menjelaskan beberapa fenomena makroskopis, seperti tekanan yang diberikan oleh gas. Namun, model ini tidak menjelaskan stabilitas molekul; artinya, model itu tidak bisa menjelaskan kekuatan yang menyatukan atom-atom. Butuh waktu lama untuk menyadari — dan bahkan lebih lama untuk menerima — bahwa sifat-sifat atom dan molekul tidak diatur oleh hukum fisika klasik. Sifat atom dan molekul tidak sama dengan sifat objek materi yang lebih besar.
Era baru dalam fisika dimulai pada tahun 1900 dengan lahirnya seorang fisikawan muda asal Jerman bernama Max Planck. Ketika menganalisis data tentang radiasi yang dipancarkan oleh padatan yang dipanaskan pada berbagai suhu, Planck menemukan bahwa atom dan molekul hanya memancarkan energi dalam jumlah diskrit atau kuanta tertentu. Fisikawan selalu berasumsi bahwa energi adalah kontinu dan bahwa sejumlah energi dapat dilepaskan dalam proses radiasi. Teori kuantum Planck membalikkan teori fisika klasik. Memang, banyak penelitian yang terjadi kemudian mengubah konsep kita tentang alam.
Sifat Gelombang
Untuk memahami teori kuantum Planck, pertama-tama kita harus mengetahui sesuatu tentang sifat gelombang. Gelombang dapat dianggap sebagai gangguan bergetar dimana energi ditransmisikan. Sifat dasar gelombang diilustrasikan dengan jenis gelombang yang umum yaitu gelombang air. (Gambar 7.1). Variasi puncak dan palung yang teratur memungkinkan kita untuk merasakan penyebaran gelombang.
Gambar 7.1 Gelombang Air Laut
Gelombang dicirikan oleh panjang dan tingginya dan oleh jumlah gelombang yang melewati titik tertentu dalam satu detik (Gambar 7.2). Panjang gelombang 𝛌 (lambda) adalah jarak antara titik-titik identik pada gelombang yang berurutan. Frekuensi 𝛎 (nu) adalah jumlah gelombang yang melewati titik tertentu dalam 1 detik. Amplitudo adalah jarak vertikal dari garis tengah gelombang ke puncak atau palung.
Sifat penting lainnya dari gelombang adalah kecepatannya, yang tergantung pada jenis gelombang dan sifat medium yang dilalui gelombang (misalnya, udara, air, atau ruang hampa udara). Kecepatan (𝛖) gelombang adalah hasil kali dari panjang gelombang dan frekuensinya:
𝛖 = 𝛌𝛎 (7.1)
"Sensibilitas" yang melekat dari Persamaan (7.1) menjadi jelas jika kita menganalisis dimensi fisik yang terlibat dalam tiga istilah. Panjang gelombang (𝛌) menyatakan panjang dari suatu gelombang, atau jarak dibagi gelombang. Frekuensi (𝛎) menunjukkan jumlah gelombang ini yang melewati titik referensi per satuan waktu, atau gelombang dibagi waktu. Dengan demikian, hasil kali dari istilah-istilah ini menghasilkan dimensi jarak dibagi waktu, yaitu kecepatan:
Panjang gelombang biasanya dinyatakan dalam satuan meter, sentimeter, atau nanometer, dan frekuensi diukur dalam hertz (Hz), di mana
1 Hz = 1 siklus/s
Kata "siklus" mungkin ditinggalkan dan frekuensi dinyatakan sebagai, misalnya, 25/s atau 25 s⁻¹ (dibaca sebagai "25 per detik").
Radiasi elektromagnetik
Ada banyak jenis gelombang, seperti gelombang air, gelombang suara, dan gelombang cahaya. Pada tahun 1873 James Clerk Maxwell mengusulkan bahwa cahaya tampak terdiri dari gelombang elektromagnetik. Menurut teori Maxwell, gelombang elektromagnetik memiliki komponen medan listrik dan komponen medan magnet. Kedua komponen ini memiliki panjang gelombang dan frekuensi yang sama, dan karenanya memiliki kecepatan yang sama, tetapi keduanya bergerak dalam bidang yang saling tegak lurus (Gambar 7.3). Signifikansi teori Maxwell adalah bahwa teori ini memberikan deskripsi matematis tentang perilaku umum cahaya. Secara khusus, modelnya secara akurat menggambarkan bagaimana energi dalam bentuk radiasi dapat disebarkan melalui ruang sebagai medan listrik dan medan magnet yang bergetar. Radiasi elektromagnetik adalah emisi dan transmisi energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik.
Gelombang elektromagnetik bergerak dengan kecepatan 3,00 x 10⁸ meter per detik (dibulatkan), atau 186.000 mil per detik dalam ruang hampa udara. Kecepatan ini berbeda dari satu media ke media lain, tetapi tidak cukup untuk mengubah perhitungan kita secara signifikan. Dengan konvensi (perjanjian), kita menggunakan simbol c untuk kecepatan gelombang elektromagnetik, atau lebih sering disebut, kecepatan cahaya. Panjang gelombang elektromagnetik biasanya diberikan dalam nanometer (nm).
Contoh 7.1
Panjang gelombang lampu hijau dari sinyal lalu lintas dipusatkan pada 522 nm. Berapa frekuensi radiasi ini?
Strategi
Diketahui panjang gelombang dari gelombang elektromagnetik dan diminta untuk menghitung frekuensinya. Menyusun ulang Persamaan (7.1) dan mengganti 𝛖 dengan c (kecepatan cahaya) memberikan
𝛖 = c / 𝛌
Penyelesian
Karena kecepatan cahaya diberikan dalam meter per detik,pertama akan lebih mudah untuk mengkonversi panjang gelombang menjadi satuan meter. Ingat bahwa 1 nm = 1 x 10⁻⁹ m (lihat Tabel 1.3).
Kita dapat menuliskan
Kita dapat mengganti panjang gelombang 5,22 x 10⁻⁷ m dan kecepatan cahaya 3,00 x 10⁸ m/s, sehingga frekuensinya adalah
Jawabannya menunjukkan bahwa 5,75 x 10¹⁴ gelombang melewati titik tetap setiap detik. Frekuensi yang sangat tinggi ini sesuai dengan kecepatan cahaya yang sangat tinggi.
Latihan
Berapakah panjang gelombang (dalam meter) dari gelombang elektromagnetik yang frekuensinya adalah 3,64 x 10⁷ Hz?
Gambar 7.4 menunjukkan berbagai jenis radiasi elektromagnetik, yang berbeda antara satu sama lain dalam panjang gelombang dan frekuensi. Gelombang radio yang terpanjang dipancarkan oleh antena besar, seperti yang digunakan oleh stasiun penyiaran. Gelombang cahaya yang lebih pendek dan cahaya tampak dihasilkan oleh gerakan elektron dalam atom dan molekul. Gelombang terpendek, yang juga memiliki frekuensi tertinggi, dikaitkan dengan sinar 𝛄 (gamma), yang dihasilkan dari perubahan dalam inti atom (lihat Bab 2). Seperti yang akan kita pelajari selanjutnya, semakin tinggi frekuensinya, semakin besar energi radiasinya. Jadi, radiasi ultraviolet, sinar X, dan sinar 𝛄 adalah radiasi energi tinggi.
Teori Kuantum Planck
Ketika padatan dipanaskan, materi akan memancarkan radiasi elektromagnetik pada berbagai panjang gelombang. Cahaya merah kusam dari pemanas listrik dan cahaya putih terang dari bola lampu tungsten adalah contoh radiasi dari padatan yang dipanaskan.
Pengukuran yang dilakukan pada akhir abad ke-19 menunjukkan bahwa jumlah energi radiasi yang dipancarkan oleh suatu objek pada suhu tertentu tergantung pada panjang gelombangnya. Upaya untuk menjelaskan ketergantungan ini dalam hal teori gelombang yang mapan dan hukum termodinamika hanya sebagian yang berhasil. Satu teori menjelaskan ketergantungan panjang gelombang pendek tetapi gagal menjelaskan panjang gelombang yang lebih panjang. Teori lain menjelaskan panjang gelombang lebih panjang tetapi gagal untuk panjang gelombang pendek. Tampaknya ada sesuatu yang mendasar yang hilang dari hukum fisika klasik.
Planck memecahkan masalah dengan asumsi yang menyimpang secara drastis dari konsep yang diterima waktu itu. Fisika klasik mengasumsikan bahwa atom dan molekul dapat memancarkan (atau menyerap) jumlah energi radiasi yang berubah-ubah. Planck mengatakan bahwa atom dan molekul dapat memancarkan (atau menyerap) energi hanya dalam jumlah diskrit, seperti paket kecil atau berkas. Planck memberi nama kuantum untuk jumlah energi terkecil yang dapat dipancarkan (atau diserap) dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Energi E dari satu kuantum energi diberikan oleh persamaan
E = h 𝛎 (7.2)
di mana h disebut konstanta Planck dan n adalah frekuensi radiasi. Nilai konstanta Planck adalah 6,63 x 10⁻³⁴ J/s. Karena 𝛎 = c /𝛌 , Persamaan (7.2) juga dapat dinyatakan dengan persamaan
(7.3)Menurut teori kuantum, energi selalu dipancarkan dalam kelipatan integral h𝛎; misalnya h𝛎, 2h𝛎, 3h𝛎,. . . , tetapi tidak pernah pecahan, misalnya 1,67 h𝛎 atau 4,98 h𝛎. Pada saat Planck mempresentasikan teorinya, ia tidak dapat menjelaskan mengapa energi harus ditetapkan atau diukur dengan cara ini. Dimulai dengan hipotesis ini, bagaimanapun, ia tidak memiliki masalah mengkorelasikan data eksperimen untuk emisi padatan pada seluruh rentang panjang gelombang; semua data mendukung teori kuantum.
Gagasan bahwa energi harus dikuantifikasi atau "dibundel" mungkin tampak aneh, tetapi konsep kuantisasi memiliki banyak analogi. Misalnya, muatan listrik juga diukur; hanya ada kelipatan bilangan bulat e, muatan satu elektron. Materi itu sendiri dikuantisasi, karena jumlah elektron, proton, dan neutron dan jumlah atom dalam sampel materi juga harus bilangan bulat. Sistem uang kita didasarkan pada "kuantum" nilai yang disebut rupiah. Bahkan proses dalam sistem kehidupan melibatkan fenomena terkuantisasi. Telur-telur yang dihasilkan oleh ayam dikuantisasi, dan kucing yang hamil melahirkan sejumlah anak kucing, bukan setengah atau tiga perempat anak kucing.
4.PERCOBAAN[BACK]
1. foto rangkaian dan urutan pengerjaan rangkaian
a.
b.
c.
2. video cara kerja rangkaian UV
5.PRINSIP KERJA[BACK]
prinsip kerjanya mirip dengan rangkaian lampu otomatis ,dimana ketika ada sinar uv yang mengenai sensor maka sensor akan meneruskan listrik dari sumber listrik menuju rangkaian di output.
1.saat ada sinar uv yang mengenai sensor maka sensor akan dapat melanjutkan listrik dari sumber listrik pada input ke output .
2.arus mengalir ke op amp dan dibandingkan kemudian keluar ke output op amp
3.arus yang keluar akan menuju lampu , sehingga ketika ada sinar uv maka akan ada lampu yang menyala.
note : maksut judul pendeteksi siang dan malam ketika misalnya sedang ada di goa,atau dalam pengerjaan yang tidak memungkinkan melihat cahaya matahari maka dapat dideteksi apakah diluar masi siang atau malam.
6.LINK DOWNLOAD[BACK]
download gambar [klik disini]
download video [klik disini]
download HTML [klik disini]
download datasheet [klik disini]
download rangkaian proteus [klik disini]
download library [klik disini]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar