Cara kerja Sensor Cahaya dan garis : Photodioda

Photodioda adalah komponen yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya. jika komponen ini terkena cahaya maka komponen ini bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak mendapat cahaya maka komponen ini akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.

Photodioda merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Sensor jenis ini merupakan sebuah dioda dengan sambungan p-n yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh komponen ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X.

Bentuk fisik Photodioda

Cara Kerja

Photodioda terbuat dari semikonduktor p-n junction maka cahaya yang diserap oleh photodioda akan mengakibatkan terjadinya pergeseran foton yang akan menghasilkan pasangan electron-hole di kedua sisi dari sambungan.

Ketika elektron-elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positif sumber tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian.

Besarnya pasangan elektron ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang diserap oleh photodioda. Photodioda digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh Infrared. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodioda tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared.

Sensor Cahaya 

Rangkaian dibawah adalah Rangkaian Dasar photodioda sebagai sensor cahaya. Resistor R1 berfungsi sebagai pembatas arus ke photodiode sekaligus sebagai pembagi tegangan (voltage divider). Sensor cahaya dapat dibuat berdasarkan 2 konfigurasin yaitu pull up dan pull down. Kedua konfigurasi ini mempunyai output logika yang berbeda ketika diberi cahaya.

• Jika menggunakan Pull up photodioda maka output akan menghasilkan logika 1 apabila diberikan cahaya yang cukup. Sebaliknya apabila photodioda tidak diberi cahaya ,maka output akan berogika 0.

• Jika menggunakan Pull down photodioda maka output akan menghasilkan logika 1 apabila tidak diberikan cahaya. Sebaliknya apabila photodioda diberikan cahaya yang cukup ,maka output akan berogika 1.

Prinsip Kerja Sensor Garis

Ilustrasi diatas adalah cara kerja photodioda sebagai sensor garis. Prinsip kerja Sensor garis mengunakan photodioda adalah memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap jika mengenai benda berwarna gelap. 

Sebagai sumber cahaya kita gunakan LED (Light Emiting Diode) yang akan memancarkan cahaya merah. Dan untuk menangkap pantulan cahaya LED, kita gunakan photodioda. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan.