Photo-diode

robotikauns.net | Satu lagi jenis dioda fungsi khusus, yaitu photo-diode. Photo-diode merupakan salah satu komponen yang sering digunakan sebagai saklar (switch) elektronik yang bekerja dengan bantuan cahaya, selain photo-transistor dan LDR (light dependent resistor). Atau dapat dikatakan bahwa, photo-diode akan bekerja seperti dioda penyearah biasa pada pembiasan maju (forward-bias), yaitu mengalirkan arus listrik. Penggunaan photo-diode yang paling umum adalah digunakan sebagai pembangun sensor optik, yaitu sensor yang berfungsi sebagai saklar elektronik berdasarkan ada dan tidaknya cahaya yang mengenai permukaannya. Gambar 1 menunjukkan beberapa contoh bentuk fisik photo-diode yang tersedia di pasaran, sedangkan gambar 2 adalah gambar simbol photo-diode.

Gambar 1. Bentuk fisik photo-diode

Gambar 2. Simbol photo-diode

Membaca Polaritas photo-diode
Pembacaan polaritas photo-diode adalah sama dengan pada LED, yaitu pertama, dengan mengamati panjang/pendek kedua kaki photo-diode. Pada photo-diode yang masih baru, kaki yang panjang adalah kaki positif (anoda) dan kaki yang pendek adalah kaki negatif (katoda). Kedua, dengan mengamati besar/kecil penampang logam yang terdapat di dalam kemasan transparan photo-diode. Bagian penampang yang lebih lebar/besar adalah kaki negatif (katoda), sebaliknya bagian penampang yang lebih sempit/kecil adalah kaki positif (anoda). Silakan menyermati gambar 3 berikut ini!

Gambar 3. Polaritas photo-diode

LED Vs photo-diode
Letak perbedaan antara LED dengan photo-diode adalah pada pembiasannya, yaitu LED akan menyala apabila kaki anoda (+) diberi tegangan positif dan kaki katoda (-) diberi tegangan negatif. Dengan lain perkataan, LED akan dapat menyala apabila diberi bias maju (forward-bias). Sebaliknya, untuk photo-diode akan dapat mengalirkan arus listrik apabila kaki anoda (+) diberi tegangan negatif dan kaki katoda (-) diberi tegangan positif. Dengan lain perkataan, photo-diode akan dapat mengalirkan arus listrik apabila diberi bias mundur (reverse-bias).

Gambar 4. Pembiasan tegangan photo-diode

Cara Kerja Photodioda
Dengan menyermati gambar 4 di atas, cara kerja photodioda dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Photodioda bekerja pada pembiasan balik (reverse-bias).

2. Apabila intensitas cahaya yang mengenai photodioda kecil (sedikit), maka aliran arus listrik akan dihambat.

3. Apabila intensitas cahaya yang mengenai photodioda besar (banyak), maka aliran arus listrik akan diteruskan.

Photodioda Pada Untai Pembagi Tegangan
Penggunaan komponen photodioda pada umumnya adalah sebagai salah satu komponen dalam membangun suatu rangkaian sensor pendeteksi cahaya (sensor optik). Dalam untai sebuah sensor cahaya (yang menggunakan photodioda), biasanya photodioda dirangkai dengan resistor (resistor tetap) untuk membuat untai pembagi tegangan yang tampak seperti pada gambar 6 dan gambar 7 berikut:

Gambar 6. Photodioda pada untai pembagi tegangan (A)

Gambar 7. Photodioda pada untai pembagi tegangan (B)

Gambar 6 dan gambar 7 di atas, keduanya merupakan untai pembagi tegangan, dimana kedua untai tersebut menggunakan komponen photodioda sebagai pengatur nilai tegangan keluaran (Vout) masing-masing untai, yaitu sebagai pendeteksi cahaya. Kemudian apabila kita cermati, perbedaan kedua untai pembagi tegangan di atas terletak pada penempatan komponen photodioda yang digunakan. pada gambar 6, photodioda dipasang mendekati tegangan input +5 volt. Sedangkan pada gambar 7, photodioda dipasang mendekati tegangan ground (GND). Perbedaan peletakan komponen photodioda ini akan menghasilkan kondisi tegangan keluaran (Vout) yang berbeda untuk masing-masing untai pembagi tegangan. Untuk lebih jelasnya, silakan menyermati keterangan yang ada di samping masing-masing gambar untai di atas!

Kondisi tegangan output untai pembagi tegangan adalah yang dideteksi oleh komponen pemroses (IC logic atau mikrokontroler) apabila untai tersebut difungskan sebagai sensor pendeteksi cahaya sebuah sistem otomatis.


Sumber Pustaka:
Taufiq Dwi Septian Suyadhi, 2014, "Photo-diode", Robotics University