Membuat sendiri rangkaian penyambung arus listrik tegangan tinggi ac 220 volt atau arus kecil memerlukan sebuah saklar elektrik sebagai sarana menyambungkan dan memutus tegangan. Dengan adanya skema pemutus tegangan listrik maka kita dapat memahami bagaimana rangkaian bekerja sehingga menghasilkan fungsi sesuai keinginan hati dan orang akan mulai paham apa yang harus dilakukan terhadap rangkaian tersebut.
Mungkin kita sudah sering menjumpai sebuah saklar elektronika menggunakan sensor panas atau sensor cahaya, dimana cara kerja rangkaian penyambung tegangan listrik ini akan merubah posisi relay sebagai saklar elektrik pada posisi OFF atau ON tergantung intensitas cahaya atau panas yang diterima oleh sensor yang tersambung dengan rangkaian tersebut.
Secara sederhana kita dapat membuat sendiri rangkaian sensor ini karena komponen yang digunakan memang tidak terlalu rumit, meskipun demikian kalau mau lebih praktis maka sudah ada modul siap pakai yang dijual terpisah di pasaran. Bahkan ada sebuah lampu yang sudah termasuk sensor cahaya didalamnya sehingga kita tidak perlu repot menyalakan dan mematikan lampu tersebut secara manual.
Contoh rangkaian sensor pemutus dan penyambung arus listrik
Dibawah ini adalah skema rangkaian penyambung arus listrik sederhana menggunakan sensor cahaya yang dapat dibuat sendiri dirumah, menggunakan komponen yang umum dipakai sehingga tidak akan kesulitan menemukan tiap pengganti dari komponen tersebut.
Rangkaian sensor cahaya sederhana ini merupakan sakelar yang diaktifkan untuk mengaktifkan output cahaya. Sirkuit pembagi potensial terbentuk antara photoresistor, LDR dan resistor R1. Ketika tidak ada cahaya yang ada yaitu dalam kegelapan, resistansi LDR sangat tinggi dalam kisaran Megaohms (MΩ) sehingga bias basa nol diterapkan pada transistor TR1 dan relai dinonaktifkan energi atau “OFF”.
Ketika tingkat cahaya meningkatkan resistensi LDR mulai menurun menyebabkan tegangan bias dasar pada V1 meningkat. Pada titik tertentu yang ditentukan oleh jaringan pembagi potensial yang dibentuk dengan resistor R1, tegangan bias dasar cukup tinggi untuk menghidupkan transistor TR1 “ON” dan dengan demikian mengaktifkan relai yang pada gilirannya digunakan untuk mengontrol beberapa sirkuit eksternal. Ketika tingkat cahaya kembali ke kegelapan lagi, resistensi LDR meningkat yang menyebabkan tegangan basis transistor menurun, memutar transistor dan me-relay “OFF” pada tingkat cahaya tetap yang ditentukan lagi oleh jaringan pembagi potensial.
Dengan mengganti resistor tetap R1 dengan potensiometer VR1, titik di mana relai menyalakan “ON” atau “OFF” dapat diatur sebelumnya ke tingkat cahaya tertentu. Jenis rangkaian sederhana yang ditunjukkan di atas memiliki sensitivitas yang cukup rendah dan titik pensakelarannya mungkin tidak konsisten karena variasi suhu atau tegangan suplai. Sirkuit diaktifkan cahaya presisi yang lebih sensitif dapat dengan mudah dibuat dengan menggabungkan LDR ke dalam pengaturan “Jembatan Wheatstone” dan mengganti transistor dengan Penguat Operasional seperti yang ditunjukkan.
Penjelasan lebih jauh mengenai sensor cahaya diatas
Dalam rangkaian penginderaan gelap dasar ini, resistor bergantung cahaya LDR1 dan potensiometer VR1 membentuk satu lengan yang dapat disesuaikan dari jaringan jembatan resistansi sederhana, juga dikenal secara umum sebagai jembatan Wheatstone, sedangkan dua resistor tetap R1 dan R2 membentuk lengan lainnya. Kedua sisi jembatan membentuk jaringan pembagi potensial di seluruh tegangan suplai yang outputnya V1 dan V2 terhubung ke input tegangan non-pembalik dan pembalik masing-masing dari penguat operasional.
Penguat operasional dikonfigurasikan sebagai Penguat Diferensial yang juga dikenal sebagai pembanding tegangan dengan umpan balik yang kondisi tegangan keluarannya ditentukan oleh perbedaan antara dua sinyal input atau voltase, V1 dan V2. Kombinasi resistor R1 dan R2 membentuk referensi tegangan tetap pada input V2, yang ditentukan oleh rasio dari dua resistor. Kombinasi LDR – VR1 memberikan input tegangan variabel V1 sebanding dengan level cahaya yang dideteksi oleh photoresistor.
Seperti pada sirkuit sebelumnya, output dari penguat operasional digunakan untuk mengontrol relai, yang dilindungi oleh dioda roda bebas, D1. Ketika tingkat cahaya yang dirasakan oleh LDR dan tegangan outputnya jatuh di bawah tegangan referensi yang ditetapkan pada V2, output dari op-amp berubah keadaan mengaktifkan relai dan mengalihkan beban yang terhubung.
Demikian juga ketika level cahaya meningkat output akan beralih kembali dengan mematikan “OFF” relay. Histeresis dari dua titik pensakelaran diatur oleh resistor umpan balik Rf dapat dipilih untuk memberikan penguatan voltase yang sesuai dari amplifier.
Pengoperasian jenis rangkaian sensor cahaya ini juga dapat dibalik untuk mengalihkan relai “ON” ketika level cahaya melebihi level tegangan referensi dan sebaliknya dengan membalik posisi LDR sensor cahaya dan potensiometer VR1. Potensiometer dapat digunakan untuk “mengatur” titik switching penguat pada tingkatan berbeda sehingga ideal dengan penggunaan di lapangan yang akan menghasilkan sensor cahaya yang peka dan akurat digunakan untuk keperluan sehari-hari.