## LIGHT DEPENDENT RESISTANT (LDR) SEBAGAI
PENDETEKSI WARNA
Yulian mirza 1 , Ali Firdaus 2 1,2 Jurusan  Teknik Komputer Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang Email: yulianmirza@polsri.ac.id 1 , alifirdaus@polsri.ac.id 2

## ABSTRAK
Permasalahan  pada  makalah  ini  adalah  berapa  besar  perbedaan  logika  digital  padanannya terhadap  perubahan  warna  warna  tertentu.  Dengan  tujuan  untuk  menghitung  perubahan tegangan  searah  menjadi  kode  digital  padanannya.  Telah  dilakukan  uji  laboratorium  dengan menggunakan  sensor  LDR  (Light  Dependent  Resistant)    sebagai  komponen  pengubah  dari intensitas  cahaya  yang  di  pancarkan  oleh  warna  warna  tertentu  menjadi  tegangan    analog, kemudian  dikonversikan  menjadi  logika  digital  menggunakan  kurva  perhitungan.  Hasil  yang diperoleh  adalah  Setiap  warna yang  berbeda  akan  diperoleh  tegangan  analog  yang  berbeda pula.  Setiap  tegangan  analog  yang  berbeda  akan  diperoleh  kode  digital  yang  berbeda. Perubahan warna terhadap kode digital hampir mendekati linier dengan persamaan y = 51 x – 0.088 Kata Kunci : LDR, warna,  analog, digital

## 1. PENDAHULUAN
Kompetisi  di  dunia  industri  saat  ini  sangat  kompetitif,  sehingga  menuntut  perusahaan melakukan  peningkatan  efisiensi  produksi  misalnya  dengan  mengurangi  jumlah  pekerja, utamanya yang terlibat di bagian produksi.
Untuk menggantikan  peran  yang  dilakukan  oleh  sejumlah  pekerja  tersebut,  misalnya dengan memanfaatan beberapa buah robot, masalahnya adalah sensor yang dipasang pada robot tersebut tergantung dari sejumlah kebutuhan, sehingga jika variabel kebutuhan dari robot lebih dari  satu  (banyak)  maka  akan  semakin  banyak  pulalah  jenis  jenis  sensor  yang  akan  dipasang pada robot tersebut.
Tatkala  sebuah  robot  akan  tugaskan    menyeleksi  produk-produk    hasil  produksi  sesuai dengan  jenisnya,  maka  dapat  dibedakan  dengan  warna  dari  masing  masing  produk  yang dihasilkan.
Dengan  demikian  jumlah  sensor  yang  digunakan  hanyalah  sensor  warna  saja,  sehingga program  yang  dijalan  untuk  peritah  robot  akan  semakin  sedikit  dan  kerja  robot  akan  semakin cepat, dibandingkan dengan memasang sejumlah sensor yang bermacam jenis sehingga program robot akan semakin panjang.
LDR  (Light  Dependent  Resistant)  merupakan  sensor  yang  dapat  mendeteksi  perubahan warna yang didasarkan intensitas pencahayaan dari warna tersebut, kemudian dikonversikanya dalam bentuk tegangan searah, tetapi tegangan searah yang dihasilkan hanya akan membedakan dengan  logika 0 dan logika 1, tatkala pembedaan warnanya lebih dari dua kemungkinan maka diperlukan sistem tambahan yang digunakan untuk mengenali perbedaan tegangan tersebut.
Analog  to  digital  converter  (ADC)  merupakan  sistem  yang  dapat  membedakan  besaran tegangan  searah  menjadi  besaran  logika  digital  yang  dapat  memiliki  kemungkinan  perbedaan logika  yang  lebih  banyak  tatkala  setiap  tegangan  analog  diubah  menjadi  logika  bit  yang lebih panjang.
Permasalahan  pada  makalah  ini  adalah  berapa  besar  perbedaan  logika  digital  terhadap perubahan  pencahayaan  dari  warna.  Dengan  tujuan  untuk  menghitung  perubahan  tegangan searah menjadi kode digital

## Warna Dan Panjang Gelombang
Menurut  Newton: didalam ruang gelap, seberkas cahaya putih matahari dilewatkan pada lubang kecil menuju sebuah prisma,  tatkala cahaya putih matahari menerpa prisma m a k a menjadi susunan cahaya berwarna merah, jingga,    kuning, hijau,    biru,    nila dan ungu, yang dikenal sebagai susunan spektrum dalam cahaya.
Sebuah benda berwarna putih  karena benda tersebut memantulkan semua spektrum cahaya yang menimpanya dan tidak satupun diserapnya. Dan sebuah benda tampak hitam jika benda tersebut menyerap semua unsur warna cahaya dalam spektrum dan tidak satupun dipantulkan atau benda tersebut berada dalam gelap. Maka  cahaya merupakan satu-satunya sumber warna dan benda-benda yang tampak berwarna semuanya hanyalah pemantul, penyerap dan penerus warna-warna dalam cahaya.
Thomas  Young mengemukakan hipotesa bahwa mata manusia hanya memiliki 3 buah reseptor penerima cahaya, yaitu reseptor yang peka terhadap cahaya biru, merah dan hijau. Seluruh penglihatan warna didasarkan pada ketiga reseptor tersebut.
“ Teori Young-Helmholtz ” atau “ Teori Penglihatan 3 Warna ” atau “ Teori  3 Reseptor ” . Melalui ketiga reseptor pada retina mata kita dapat melihat semua warna dan membeda- bedakannya. Jika cahaya menimpa benda, maka benda tersebut akan memantulkan satu atau lebih cahaya dalam spektrum..
Setiap warna mempunyai panjang gelombang ( ) dan frekuensi (f) yang berbeda, dengan kecepatan cahaya (C) maka:
………..…. (1) Identitas  suatu  warna  ditentukan  panjang  gelombang  cahaya .  Sebagai  contoh  warna biru  memiliki  panjang gelombang  460  nanometer.  Panjang  gelombang  warna  yang  masih  bisa ditangkap  mata  manusia  berkisar  antara  380-780  nanometer. Bentuknya dapat ditunjukkan dalam suatu bentuk gelombang sinusoida.
Spektrum  optik  (cahaya  atau  spektrum  tampak)  adalah  bagian  dari spectrum elektromagnetik  yang  tampak  oleh  mata  manusia.  Radiasi  elektromagnetik  dalam  rentang panjang  gelombang  ini  disebut  sebagai  cahaya  tampak.  Tidak  ada  batasan  yang  tepat  dari spektrum optic, mata normal manusia akan dapat menerima panjang gelombang dari 400 sampai 700 nm, meskipun beberapa orang dapat menerima panjang gelombang dari 380 sampai 780 nm (atau dalam frekuensi 790-400 terahertz). Mata yang telah beradaptasi dengan cahaya biasanya memiliki sensitivitas maksimum di sekitar 555 nm, di wilayah hijau dari spektrum optik. Warna pencampuran  seperti  pink  atau  ungu,  tidak  terdapat  dalam  spektrum  ini  karena  warna-warna tersebut hanya akan didapatkan dengan mencampurkan beberapa panjang gelombang.
Meskipun spektrum optik adalah spektrum yang kontinu sehingga tidak ada batas yang jelas  antara  satu  warna  dengan  warna  lainnya,  tabel  berikut  memberikan  batas  kira-kira  untuk warna-warna spectrum.[1]
Table 1. Spektrum Warna Warna Panjang gelombang (nm) Ungu 380 - 435 Biru 435 - 500 Sian (biru pucat) 500 - 520 Hijau 520 - 565 Kuning 565 - 590 Oranye 590 - 625 Merah 625 – 740

## LDR (Light Dependent Resistant)
LDR (Light Dependent Resistant) merupakan suatu jenis resistor yang nilai resistansinya berubah-ubah karena adanya intensitas cahaya yang diserap. LDR dibentuk dari Cadium Sulfide (CDS) yang mana Cadium Sulfide dihasilkan dari serbuk keramik. Prinsip kerja LDR ini pada saat  mendapatkan  cahaya maka  tahanannya  turun,  sehingga  pada  saat  LDR  mendapatkan  kuat cahaya terbesar maka tegangan yang dihasilkan adalah tertinggi.
Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram pada LDR menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi pengantar arus yang kurang baik, atau  bisa  disebut juga  LDR  memiliki  resistansi  yang  besar  pada  saat  gelap  atau  cahaya  redup. Pada  saat  cahaya  terang,  ada  lebih  banyak  elektron  yang  lepas  dari  bahan  semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor atau bisa disebut juga LDR memilki resistansi yang  kecil  pada  saat  cahaya  terang.  Simbol  LDR  seperti  ditunjukan  pada  Gambar  2.1, sedangkan Gambar 2.2 menunjukkan grafik hubungan antara resistansi dan intensitas cahaya.
Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Respon Spektral dan Laju Recovery
10 1 10 2 10 3 10 3 10 2 10 1 Iluminasi / kilau / kuat cahaya sat : lm/m 2 , fc } R (K Ω )
Gambar 1. Grafik perubahan resistansi dan intensitas cahaya
LDR  digunakan  untuk  mengubah  energi  cahaya  menjadi  energi  listrik.  Saklar  cahaya otomatis adalah salah satu contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responsnya terhadap  cahaya  cukup  lambat,  LDR  tidak  digunakan  pada  situasi  dimana  intesitas  cahaya berubah secara drastis. [1]
Contoh  Aplikasi  LDR  sebagai  sensor  cahaya  diantaranya:  Rangkaian  alarm,  indikator, counter (penghitung), fungsi potensiometer.
Gambar 2. Rangkaian LDR
Gambar rangkaian diatas menunjukkan  bahwa besar  tegangan pada titik A atau tegangan pada LDR (Vldr), besaran tegangan pada LDR dapat dihitung :[2]
……..……. (2)

## Konversi analog ke digital
Analog  to  Digital  Converter  (ADC)  adalah  sebuah  piranti  yang  dirancang  untuk mengubah  sinyal-sinyal  analog  menjadi  bentuk    sinyal  digital.  IC ADC  0804  dianggap  dapat memenuhi  kebutuhan  dari  rangkaian  yang  akan  dibuat.  IC  jenis  ini  bekerja  secara  cermat dengan  menambahkan  sedikit  komponen  sesuai  dengan  spesifikasi  yang  harus  diberikan  dan dapat  mengkonversikan  secara  cepat  suatu  masukan  tegangan. Hal-hal  yang  juga  perlu diperhatikan dalam penggunaan ADC ini adalah tegangan maksimum yang dapat dikonversikan oleh ADC  dari  rangkaian  pengkondisi  sinyal,  resolusi,  pewaktu  eksternal ADC,  tipe  keluaran, ketepatan dan waktu konversinya.
Ada  banyak  cara  yang  dapat  digunakan  untuk  mengubah  sinyal  analog  menjadi  sinyal digital yang nilainya proposional. Jenis ADC yang biasa digunakan dalam perancangan adalah jenis Successive  Approximation  Convertion (SAR)  atau  pendekatan  bertingkat  yang  memiliki waktu  konversi  jauh  lebih  singkat  dan  tidak  tergantung  pada  nilai  masukan  analognya  atau sinyal yang akan diubah. Gambar 3. memperlihatkan diagram blok ADC tersebut.

## Gambar 3. Diagram Blok ADC
Prinsip kerja dari konverter A/D adalah semua bit-bit diset  kemudian diuji, dan bilamana perlu  sesuai  dengan  kondisi  yang  telah  ditentukan.  Dengan    rangkaian  yang  paling  cepat, konversi  akan  diselesaikan  sesudah  8  clock,  dan  keluaran  D/A  merupakan  nilai  analog  yang ekivalen dengan nilai register SAR.
Apabila konversi telah dilaksanakan, rangkaian kembali mengirim sinyal selesai konversi yang  berlogika  rendah.  Sisi  turun  sinyal  ini  akan  menghasilkan  data  digital  yang  ekivalen  ke dalam  register  buffer.  Dengan  demikian,  output  digital  akan  tetap  tersimpan  sekalipun  akan dimulai siklus konversi yang baru.[3]
Untuk ADC mempunyai dua input analog, Vin(+)  dan V in(-), sehingga dapat menerima input diferensial. Input analog sebenarnya (Vin) sama dengan selisih antara tegangan-tegangan yang  dihubungkan  dengan  ke  dua  pin  input  yaitu
Kalau  input  analog berupa tegangan tunggal, tegangan ini harus dihubungkan dengan   Vin (+) , sedangkan V in(-) di-groundkan. untuk  SAC 8-bit, maka resolusinya adalah:
Untuk  operasi  normal,  ADC    menggunakan  Vcc  in(-)    =  +5  Volt  sebagai  tegangan referensi.  Dalam  hal  ini  jangkauan  input  analog  mulai  dari  0  Volt  sampai  5  Volt  (skala penuh),[4]

## 2. METODE PENELITIAN

## Teknik Pengumpulan Data
Dalam  karya  ilmiah  ini,  dilakukan  dengan  metode  expriment  dilaboratorium,  metode pengumpulan data  yang dipergunakan adalah:
1. Kajian Pustaka
Kajian pustaka digunakan untuk memahami konsep dari komponen LDR dan konversi data analog  menjadi  data  digital,  yang  dihimpun  dari  berbagai    macam  sumber-sumber  bahan pustaka yang ada
2. Pengumpulan Data
Pengumpulan  data  dibedakan  atas  dua  macam  bentuk  data  yaitu  Data  primer  dan  data sekunder.    Adapun  data  primer  adalah  data  yang  diperoleh  dari  hasil  pengukuran  dari  uji laboratorium  yang  dikumpulkan  dan  hasil  perhitungan,  kemudian  disusun    atas  beberapa buah tabel.

## Gambar 4. Cara Pengukuran LDR
Untuk  memperoleh  data  pengukuran  pada  tabel  2,  maka  pada  gambar  4,  dilakuakan penutupan  pada  komponen  sensor    LDR  dengan  bahan  berwarna  merah,  biru,  hijau  dan  tidak berwarna,  dengan jarak antara warna dengan sensor  LDR adalah 10 cm, kemudian dilakukan pengukuran  tegangan dan tahanan pada titik A terhadap ground.
Data sekunder adalah  data yang digunakan yang diperoleh dari berbagai literatur, jurnal dan internet, yang berhubungan dengan  konversi data analog menjadi data digital yaitu setiap data analog menjadi 8 bit digital, dengan kuantisai linier, tegangan max = 5 Volt, dan tegangan referensi adalah 5 V

## Perhitungan Data
Data-data  yang  terkumpul    dianalisis  melalui  perhitungan  matematis  sesuai  dengan persamaan-persamaan yang ada dalam kajian ini. Adapun perhitungan yang dilakukan meliputi perhitungan dengan  konversi data analog menjadi data digital yaitu setiap data analog menjadi 8 bit digital

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah melakukan pengujian terhadap sensor LDR dengan menggunakan bahan berwana maka diperoleh data pada tabel 2
Tabel 2. pengukuran tegangan LDR Warna R1 (K Ohm) Rldr 4. (K Ohm) Vldr (Volt) Merah 10 6.8 2.10 Biru 10 10 2.57
Hijau 10 16 3.10 Tanpa warna 10 25 3.59
Setiap perbedaan warna warna  yang digunakan untuk  menutupi komponen sensor LDR, akan mengakibatkan perubahan nilai tegangan searah yang dihasilkan pada titik A atau tegangan LDR ( Vldr)  demikian  juga terhadap besaran nilai tahanan pada LDR atau Rldr yang diperoleh berdasarkan warna warna tersebut, memiliki nilai yang hampir sama bila dilakukan perhitungan dengan  menggunakan  persamaan  (2)    sebagai  pembagi  tegangan.  Seperti  yang  dikemukakan pada tabel 2.
Berdasarkan dari persamaan (3), tentang konversi analog ke digital u ntuk operasi normal, ADC    menggunakan  Vcc  in(-) =  +5  Volt  sebagai  tegangan  referensi.  jangkauan  input  analog mulai dari 0 Volt sampai 5 Volt (skala penuh), maka diperoleh gambar 5  sebagai konversi ADC dengan maksimum nilai desimal dari kode digital adalah 256

## Gambar 5 konversi tegangan analog  ke data digital
Dengan  mengacu  dari  Gambar  5,  untuk  besar  tegangan  Vldr    pada  tabel  2,  maka diperoleh kode digital dari besaran tegangan untuk macam macam warna yang  telah dilakukan pengukuran,  diperoleh  hasil    pada  tabel  3,  dengan  cara  menarik  garis  konversi pada  kurva gambar 5,
Tabel 3 Hasil konversi Digital Warna Vldr Desimal digital Merah 2.1 107 01101011 Biru 2.5 127 01111111 Hijau 3.1 158 10011110 Tanpa warna 3.6 183 10110111 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 0 50 100 150 200 f(x ) =  51x  - 0.09 R ² =  1

## Gambar 6. Konversi analog ke digital terhadap tegangan warna yang dihasilkan
Dari  hasil  yang  diperoleh  pada  tabel  3,  yang  ditinjau  dalam  dibentuk  kurva    disajikan pada  gambar  6,  maka  hasil  kurva  terlihat  mendekati  linier  dengan  diperoleh  persamaan  untuk kode digital terhadap warna tegangan analog adalah y = 51 x – 0.088

## 4. KESIMPULAN
Setelah melakukan pengujian dan analisis data maka diperoleh kesimpulan  penelitian ini adalah:
1. Setiap warna yang berbeda akan diperoleh tegangan analog yang berbeda.
2. Setiap tegangan analog yang berbeda akan diperoleh kode digital yang berbeda sebanding dengan padanannya.
3. Perubahan  warna  terhadap  kode  digital  hampir  mendekati  linier,  dengan  perbandingan maksimum 5 V : 256,  dengan persamaan y = 51 x – 0.088

## 5. SARAN
Untuk  pengembangan  lebih  lanjut penelitian  ini  dapat  diaplikasikan  untuk menyelesaikan studi kasus dalam bidang tertentu.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada redaksi  jurnal  jupiter yang  telah menerbitkan naskah jurnal ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1] 5. Subandono, “Perangkat Elektronika” , PEDC Bandung, 1985
[2] Fraden, Jacob. “ Handbook of modern sensors : physics, designs, and applications” 3rd, Springer-Verlag New York, Inc. 2004
[3] Setiawan, Iwan, “Buku Ajar Sensor Dan Transduser”, Universitas Diponegoro, 2009
[4] 6. Pramu dijanto, jos “Sensor dan Tranduser”, Institut Teknologi Sepuluh November, 2008
[5] Agus S, “Penerapan Dasar Transducer dan Sensor”, Kanisius. Yogyakarta(2002)
[6] Tokheim L Roger, “Elektronika Digital”, , Erlangga,2009