JFT: Jurnal Fisika dan Terapannya
p-ISSN: 2302-1497, e-ISSN: 2715-2774 http://journal.uin-alauddin.ac.id/index.php/jft

## Simulasi dan Analisis Tegangan Sensor LDR dengan OP-AMP Berbeda
Dewi Lestari 1* , Ramadhan Dwi Purnomo 2
1 Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Sains Teknik dan Desain, Universitas Trilogi
2 Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.
Email: dewy24@trilogi.ac.id *Corresponding Author

## Abstrak
Perkembangan percepatannya laju teknologi membuat manusia menjadi termotivasi untuk membuat inovasi-inovasi  baru,  maupun  sesuatu  yang  dapat  dikendalikan  secara  otomatis.  Maka  dari  itu, diperlukan suatu sensor yang dapat mempermudah aktivitas manusia terutama pada sistem kendali lampu rumah. Tujuan penelitian ini menguji dan menganalisis sensor LDR dengan simulasi sebuah software yaitu proteus dengan op-amp yang berbeda. LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya tergantung intensitas cahaya. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen yaitu dengan melakukan pengujian yang berulang- ulang sebanyak 10 kali pengujian untuk jenis tipe op-amp yang berbeda. Pengujian yang dilakukan disini menggunakan tiga buah IC yang memliki tipe berbeda yaitu IC LM 358, IC LM741 dan IC LM747. Hasil dari penelitian in berupa nilai tegangan rata-rata yang dihasilkan untuk IC LM385 input 2,75 Volt dan 4,99 Volt, IC LM 741 sebesar input 2,74 Volt dan 2,62 Volt dan IC OP07 sebesar input 2,77Volt dan output 2,5 Volt. Dari ketiga IC hasil pengujian paling besar nilai tegangan rata-rata baik input dan output terdapat pada IC OP-AMP LM385.
Kata kunci: OP-AMP, Proteus, Sensor LDR.

## Abstract
The  development  of  the  accelerated  pace  of  technology  makes  people  motivated  to  make  new innovations, as well as something that can be controlled automatically. Therefore, we need a sensor that can facilitate human activities, especially in the home light control system. The purpose of this study is to test and analyze the LDR sensor by simulating a software, namely Proteus with different op-amps. LDR (Light Dependent Resistor) is a type of resistor whose resistance value depends on the intensity of light. The method used in this research is an experimental method, namely by conducting repeated tests 10 times for different types of op-amps. The tests carried out here use three ICs that have different types, namely IC LM 358, IC LM741 and IC LM747. The results of this study are the average voltage value generated for the IC LM385 input 2.75 Volt and 4.99 Volt, IC LM 741 input 2.74 Volt and 2.62 Volt and IC OP07 2.77 Volt input and output 2.5 Volts. Of the three IC test results, the largest average voltage value for both input and output is the OP-AMP LM385 IC . Keywords: OP-AMP, Proteus, Sensor LDR.

## 1. PENDAHULUAN
Pada saat ini teknologi elektronika semakin berkembang dengan pesat. Dan tentunya manusia juga menjalani hidup tidak bisa terlepas dari listrik. Mulai dari pemanfaatan dan ketergantungannya dengan listrik di dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya pemanfaatan sumber  cahaya  yang  ada  di  setiap  rumah,  yaitu  lampu  sebagai  alat  penerangan  untuk menjalankan aktivitas manusia di dalam ruang yang tidak terpancar sinar matahari. Seiring dengan  percepatannya  laju  teknologi,  membuat  manusia  menjadi  termotiviasi  untuk membuat  inovasi-inovasi  baru,  maupun  seuatu  yang  dapat  dikendalikan  secara  otomatis dengan menggunakan sistem jarak jauh yang tentunya membuat manusia lebih mudah dalam menjalani  aktifitas  kehidupan  sehari-hari.  Untuk  mengatasi  permasalahan  ini  tentu membutuhkan peran dari masyarakat untuk terjun secara langsung membuat suatu alat yang bersifat otomatisasi. Dimulai dari tindakan kecil untuk mengurangi penggunaan listrik agar tidak berlebihan dan boros [1].
Komparator adalah salah satu  rangkaian konfigurasi  penentu  keputusan elektronik paling sederhana yang menggunakan gain loop terbuka dari Op-Amp yang sangat besar. Ada jenis OpAmp khusus yang digunakan pada penelitian ini, yang sedikit berbeda dengan Op- Amp lainnya serta disebut juga sebagai komparator [2]. Komparator membandingkan dua tegangan saluran dan mengubah output untuk  menunjukkan tegangan yang lebih besar di antara keduanya [3]. Sistem otomatisasi rumah dapat membuat rumah menjadi lebih hemat dengan penggunaan listrik yaitu dengan cara meng on/off kan peralatan seperti lampu, ac, kipas dan lain-lain [4]. LDR atau Light Dependent Resistor adalah jenis resistor yang nilai hambatan  atau  nilai  resistansinya  tergantung  pada  intensitas  cahaya  yang  diterimanya. Semakin rendah intensitas cahaya yang diterima, maka nilai resistansi LDR akan semakin besar. Sebaliknya, semakin tinggi intensitas cahaya yang diterima LDR, maka nilai resistansi LDR akan semakin kecil [5]. Pada penelitian ini dilakukan simulasi dan analisis dari sensor LDR yang digabungkan dengan jenis OP-AMP yang berbeda yaitu jenis OP-AMP LM385, LM 741 dan OP07H. Dimana untuk pengujian OP-AMP ini disambungkan dengan lampu sensor LDR yang dimana dilakukan saat lampu menyala dan saat lampu mati, selanjutnya mengukur nilai tegangan yang dihasilkan baik tegangan input maupun tegangan output.

## 2. METODE PENELITIAN
Pada Penelitian ini digunakan alat-alat (komponen) yang digunakan dalam penelitan ini  adalah  sebuah  mikrokontroller  dengan  menggunakan  Torch  LDR.  Resistor  yang digunakan yaitu Resistor 10 WATT 1K dan LED-BLUE. Comparator yang digunakan yaitu comparator  OP  AMP  =  IC  LM358,  IC  LM741  dan  IC  LM747.  Adapun  langkah  metode penelitian  yang  dilakukan  adalah  membuat  rangkaian  alat  menggunakan  software  proteus dan mensimulasikannya.
Pengujian menggunakan OP-AMP LM385
Metode  pengujian  ini  dilakukan  dengan  dua  kondisi  pertama  ketika  lampu  menyala  dan mengukur nilai tegangan yang dihasilkan. Gambar 1 merupakan simulasi saat lampu menyala terang untuk jenis IC OP-AMP LM385.
Gambar 1. Pengujian LM385 Saat lampu LDR menyala terang.
Pada komparator yang pertama, seperti pada Gambar 1 di atas yaitu IC LM358, di sisi input diberikan power sebesar 5 volt, resistor 10K, dan Torch LDR sebagai komponen sensor  nya.  Kemudian  dari  beberapa  komponen  tersebut  dihubungkan  ke  input  negatif comparator Op Amp dan diberikan pula power sebesar 3 volt pada input positif nya. Untuk menilai berapa besar tegangan yang dihasilkan, digunakan DC Voltmeter sebagai alat ukur. Lalu  pada  sisi  output  nya  diberikan  power  sebesar  5  volt  pada  kaki  8  comparator  yang terhubung dengan beberapa komponen diantaranya resistor serta lampu LED nya. Pengujian kedua dilakukan ketika lampu LDR tidak menyala
Gambar 2. Pengujian LM385 saat lampu LDR tidak menyala.

## Pengujian menggunakan OP-AMP LM741
Metode pengujian juga dilaksanakan dengan dua tahap saat lampu LDR menyala penuh dan saat lampu LDR tidak menyala.
Gambar 3. Pengujian dengan LM741 lampu LDR menyala.
Pada comparator yang kedua, seperti pada Gambar 3 di atas yaitu IC LM741, di sisi input diberikan power sebesar 5 volt, resistor 10K, dan Torch LDR sebagai komponen sensor nya. Kemudian dari beberapa komponen tersebut  dihubungkan ke input negatif comparator Op Amp dan diberikan pula power sebesar 3 volt pada input positif nya. Pengujian selanjutnya ketika lampu LDR tidak menyala.
Gambar 4. Pengujian dengan LM741 lampu LDR tidak menyala.

## Pengujian menggunakan OP-AMP OP07
Pada komparator yang ketiga, seperti pada gambar di atas yaitu, OP07, di sisi input diberikan power sebesar 5 volt, resistor 10K, dan Torch LDR sebagai komponen sensoornya. Kemudian dari beberapa komponen tersebut dihubungkan ke input negative comparator Op Amp dan diberikan pula power sebesar 3 volt pada input positif nya.  Untuk menilai berapa besar tegangan yang dihasilkan, digunakan DC Voltmeter sebagai alat ukur. Lalu pada sisi output nya diberikan power sebesar 5 volt pada kaki 7 komparator yang terhubung dengan beberapa komponen diantaranya resistor serta lampu LED-nya.
Gambar 5. Pengujian menggunakan OP-AMP OP07 lampu LDR menyala.
Pengujian selanjutnya dengan kondisi lampu LDR dalam keadaan mati dan mengukur nilai tegangan yang dihasilkan.
Gambar 6. Pengujian menggunakan OP07 lampu LDR tidak menyala.
Kedua,  penelitian  ini  dimulai  dengan  memberikan  nilai  pada  setiap  LDR  dengan  jarak lampu yang berbeda-beda dimulai dari jarak paling jauh dimana diartikan sebagai cahaya lampu yang padam sampai jarak yang paling dekat dimana diartikan sebagai cahaya lampu yang  paling  terang,  dilakukan  percobaan  sebanyak  10  kali  pada  masing-masing komparatornya.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  pengujian  sensor  LDR  yang  dilakukan  pada  penelitian  yang  telah  dilakukan oleh peneliti, diperoleh hasil tegangan pada setiap komparator yang ditempatkan di jarak yang berbeda akan menghasilkan tingkat kecerahan cahaya pada lampu yang berbeda.

## Hasil pengujian sensor LDR untuk jenis LM385
Hasil pengujian pertama pada IC LM358 telah dilakukan beberapa percobaan sebanyak 10 kali dari jarak senter terjauh sampai jarak senter yang terdekat.
Tabel 1. Hasil pengukuran jenis OP-AMP Lm385.
Pengujian LDR V1 (Input) V2 (Output) 1 0(gelap)  4,95 4,99 2 (+)1 4,76 4,99 3 (+)2 4,55 4,99 4 (+)3 4,17 4,99 5 (+)4 3,33 4,99 6 (+)5 2,5 4,99 7 (+)6 1,67 4,99 8 (+)7 0,83 4,99 9 (+)8 0,45 4,99 10 (+)9 0,24 4,99 Rata-rata 2,75 Volt 4,99 Volt
Tabel 1 di atas merupakan hasil uji coba dari IC LM358 pada sisi input tegangan voltmeter dari  cahaya  senter  yang  mati/gelap  diperoleh  tegangan  voltmeter  yang  cukup  besar  dan semakin  cahaya  dari  senter  itu  mendekat  maka  besar  tegangan  voltmeternya  semakin mengecil dan menghasilkan rata-rata input tegangan 2,75 Volt. Sedangkan pada sisi output tegangan  voltmeter  dari  cahaya  senter  yang  mati/gelap  sampai  ke  cahaya  yang  terang menghasilkan  besar  tegangan  voltmeter  yang  sama  besaran  nilainya  rata-rata  tegangan yaitu 4,99 volt.

## Hasil pengujian sensor LDR untuk jenis LM471
Tabel  2  di  bawah  ini  merupakan  hasil  uji  coba  dari  IC  LM741  pada  sisi  input tegangan voltmeter dari cahaya senter yang mati/gelap diperoleh tegangan voltmeter yang cukup  besar  dan  semakin  cahaya  dari  senter  itu  mendekat  maka  besar  tegangan voltmeternya  semakin  mengecil.  Sedangkan  pada  sisi  output  tegangan  voltmeter  dari cahaya senter yang mati/gelap diperoleh tegangan voltmeter yang cukup kecil dan semakin cahaya dari senter itu mendekat maka besar tegangan voltmeternya semakin membesar.
Tabel 2. Hasil pengukuran jenis OP-AMP LM741.
Pengujian  LDR V1 (Input) V2 (Output) 1 0(gelap) 4,91 1,2 2 (+)1 4,73 1,2 3 (+)2 4,52 1,2 4 (+)3 4,15 1,2 5 (+)4 3,33 1,2 6 (+)5 2,5 4,03 7 (+)6 1,68 4,03 8 (+)7 0,84 4,03 9 (+)8 0,46 4,03 10 (+)9 0,24 4,03 Rata-rata 2,74 Volt 2,62 Volt
Dari Tabel 2. Dihasilkan nilai tegangan rata-rata untuk OP-AMP LM741 input sebesar 2,74 volt  dan  nilai  rata-rata  tegangan  outputnya  2,62  Volt  lebih  kecil  yang  dihasilkan dibandingkan dengan nilai tegangan pada LM385.

## Hasil pengujian sensor LDR untuk jenis OP-AMP OP07
Hasil pengukuran dari IC OP07 pada sisi input tegangan voltmeter dari cahaya senter yang mati/gelap diperoleh tegangan voltmeter yang cukup besar dan semakin cahaya dari senter itu  mendekat  maka  besar  tegangan  voltmeternya  semakin  mengecil.  Sedangkan  pada  sisi output tegangan voltmeter dari cahaya senter yang mati/gelap diperoleh tegangan voltmeter yang  cukup  kecil  dan  semakin  cahaya  dari  senter  itu  mendekat  maka  besar  tegangan voltmeternya semakin membesar.
Tabel 3. Hasil pengukuran jenis OP-AMP OP07.
Pengujian LDR V1 (Input) V2 (Output) 1 0(gelap) 4,36 2 2 (+)1 4,33 2 3 (+)2 4,29 2 4 (+)3 4,14 2 5 (+)4 3,33 2 6 (+)5 2,5 3 7 (+)6 1,74 3 8 (+)7 1,33 3 9 (+)8 0,99 3 10 (+)9 0,67 3 Rata-Rata 2,77 Volt 2,5 Volt
Tabel  3 diatas  dapat  dijelaskan bahwa nilai  rata-rata tegangan yang dihasilkan baik  input maupun  output  untuk  jenis  Op-AMP  paling  kecil  dibandingkan  dengan  dua  OP-AMP lainnya yaitu nilai rata-rata tegangan inpu 2,77 Volt dan 2,5 Volt untuk tegangan rata-rata output. Adapun beberapa hasil Vout model OpAmp yang sama disebabkan oleh beberapa parameter yang serupa pada datasheet-nya[4].

## 4. SIMPULAN
Dari hasil dan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa hasil nilai  tegangan  rata-rata  untuk  jenis  LM385  input  sebesar  2,75  Volt  dan  output  4,99  Volt. Pada jenis OP-AMP LM 471 dihasilkan rata-rata tegangan input sebesar 2,74 Volt dan output 2,62 Volt. Hasil pengujian ketiga dengan jenis OP-AMP OP07 dihasilkan rata-rata tegangan input 2,77 Volt dan Output 2,5 Volt. Dari ketiga pengujian dapat dikatakan bahwa OP-AMP yang  menghasikan  terbesar  rata-rata  tegangan  input  dan  output  adalah  jenis  OP-AMP LM385.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1] Supatmi S. Pengaruh Sensor LDR Terhadap Pengontrolan Lampu. Majalah UNIKOM , 2011;8(2):1411-9374..
[2] Tooley, M. (2007). Electronic Circuits—Fundamentals & Applications(3ed). Routledge. https://doi.org/10.4324/9780080477503
[3] Nuryanto,  L.  E.  (2017).  Penerapan  dari  Op-Amp  (Operational  Amplifier).  ORBITH, 13(1), 43–50.
[4] Lestari,  D.,  &  Daimunte,  M.  R.  (2020).  Rancang  Bangun  Home  Automation  Berbasis Ethernet  Shield Arduino. Al-Fiziya:  Journal  of  Materials  Science,  Geophysics, Instrumentation and Theoretical Physics , 3 (1), 21-28.
[5] Alisrobia, G., Asri, H. N., Kautsar, M. A. R., Utomo, M. S. D., Hasanah, M., & Fujiyanti, V. (2022). Analisis Rangkaian Komparator dengan Variasi  IC Op-Amp yang Tersedia pada Circuit Wizard. CIRCUIT: Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Elektro , 6 (2), 116-125.
[6] Isas, R. (2018). Analisis Karakterisasi Op-Amp Menggunakan Virtual Instrument. EPIC (Journal of Electrical Power, Instrumentation and Control) , 1 (2), 194-201.
[7] Wiltona, Z. (2017). Analisis Perbandingan Transistor dengan Op-Amp dalam Rangkaian Pre-Amplifier (Pre-Amp) (Doctoral dissertation, Universitas Negeri Padang).
[8] Lestari, D., & Yaddarabullah, Y. (2019). Perancangan Alat Pembacaan Meter Air PDAM Menggunakan  Arduino  Uno. Al-Fiziya  J.  Mater.  Sci.  Geophys.  Instrum.  Theor. Phys , 1 (2), 36-41.
[9] F. Nurzaman. (2008). Rancang Bangun Pensaklaran Lampu Otomatis Yang Terhubung Dengan Hp Menggunakan Mikrokontroler Atmega 8535 . Universitas Diponegoro.