Tutorial Menggunakan Sensor Cahaya (LDR) dengan Raspberry Pi Trainer Kit V2

Di dalam dunia elektronika, dikenal dua jenis input dan output (I/O) yaitu, analog dan digital. Untuk yang digital itu gampang dipelajari karena digital cuma dua kondisi : menyala atau mati, 1 atau 0.

Pada Raspberry Pi, input yang berada di bawah sekitar 1.8 volt dianggap mati (off), dan yang di atas 1.8 volt dianggap menyala (on). Untuk output, Raspberry Pi akan memberikan 0V saat off, dan 3.3V saat on.

Nah, untuk input analog sedikit lebih rumit. Input analog bisa punya beragam nilai tegangan, mulai dari 0V sampai 3.3V. Sayangnya, Raspberry Pi nggak bisa langsung membaca nilai analog ini,  jadi ntuk bisa membaca input analog seperti dari LDR, kita bisa pakai komponen bernama kapasitor.

Kapasitor adalah komponen yang bisa menyimpan muatan listrik. Saat ada arus masuk ke kapasitor, dia mulai menyimpan muatan. Tegangan di kaki kapasitor awalnya rendah, lalu pelan-pelan naik seiring muatannya bertambah.

Kalau kita tambahkan resistor di rangkaian, kita bisa atur kecepatan pengisian kapasitor. Kalau resistornya besar, maka pengisian akan lambat. Kalau resistornya kecil, maka pengisiannya cepat.

LDR (Light Dependent Resistor) adalah resistor khusus yang dipengaruhi oleh cahaya.

• Saat terkena cahaya terang, nilai resistansinya menjadi sangat rendah.
• Saat dalam kondisi gelap, resistansinya menjadi sangat tinggi.

Kalau kita pasangkan LDR secara seri dengan kapasitor, maka kecepatan pengisian kapasitor akan tergantung pada jumlah cahaya yang diterima LDR. Semakin terang, semakin cepat pengisiannya. Semakin gelap, semakin lambat.

Alat dan Bahan yang Diperlukan

Untuk menjalankan proyek ini, berikut yang kamu butuhkan :

• Raspberry Pi Trainer Kit V2
• LDR
• Kapasitor
• Breadboard dan kabel jumper
• Software:
  • Notepad++ untuk menulis skrip Python
  • MobaXterm atau terminal lainnya untuk menjalankan skrip di Raspberry Pi

Wiring Rangkaian Percobaan Sensor LDR

Hubungkan salah satu kaki LDR dengan kapasitor, dan kemudian :

• LDR ke 3V3
• Positif kapasitor ke LDR lalu GPIO 4
• Negatif kapasitor ke GND

Gambar 1. Wiring Rangkaian LDR dengan GPIO 4

Menulis Program LDR dengan Python

Setelah LDR terpasang, buka Notepad++ dan buat file Python baru. Tulis kode berikut dan simpan file dengan nama ldr.py :

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
pin = 4

while True:
    reading = 0
    GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
    GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
    time.sleep(1)

    GPIO.setup(pin, GPIO.IN)
    while (GPIO.input(pin) == GPIO.LOW):
        reading = reading + 1

    print(reading)
    time.sleep(1)

Penjelasan Kode

• import RPi.GPIO as GPIOmengimpor pustaka GPIO untuk mengontrol pin Raspberry Pi.
• import timemengimpor pustaka time untuk menggunakan fungsi jeda (delay).
• GPIO.setmode(GPIO.BCM)mengatur penomoran pin GPIO menggunakan mode BCM
• pin = 4menentukan bahwa pin GPIO 4 akan digunakan.
• while True:memulai perulangan tak terbatas.
• reading = 0menginisialisasi variabel untuk menghitung durasi sinyal LOW.
• GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)mengatur pin sebagai output.
• GPIO.output(pin, GPIO.LOW)mengirim sinyal LOW ke pin (biasanya untuk mereset sensor).
• time.sleep(1)menunggu selama 1 detik.
• GPIO.setup(pin, GPIO.IN)mengatur ulang pin menjadi input.
• while GPIO.input(pin) == GPIO.LOW:melakukan loop selama pin masih dalam keadaan LOW.
• reading += 1menambah nilai reading setiap iterasi (menghitung durasi LOW).
• print(reading)menampilkan hasil pembacaan durasi LOW ke terminal.
• time.sleep(1)menunggu 1 detik sebelum memulai ulang.

Apa yang Terjadi?

Gambar 2. Hasil Percobaan Sensor LDR pada Terminal MobaxTerm

Saat program dijalankan, output diberi sinyal LOW selama 1 detik untuk “memicu” sensor. Setelah itu, pin diubah menjadi input, lalu Raspberry Pi mulai menghitung berapa lama pin tersebut tetap dalam kondisi LOW. Hasil dari perhitungan ini disimpan dalam variabel reading dan ditampilkan di terminal.

Karena yang digunakan adalah sensor LDR, nilai reading ini menunjukkan seberapa terang atau gelap kondisi di sekitar sensor. Kalau lingkungan terang, cahaya mengenai LDR dan membuat pin cepat berubah dari LOW ke HIGH hasilnya, nilai reading akan kecil. Tapi kalau gelap, perubahan ke HIGH butuh waktu lebih lama, jadi nilai reading akan besar.