1. Sensor Gerak (PIR)
Cara Kerja :
PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.
Di dalam sensor PIR ini terdapat bagian-bagian yang mempunyai perannya masing-masing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.
Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yangterbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
Mengapa sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja? Hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor.
Jadi, ketika seseorang berjalan melewati sensor, sensor akan menangkap pancaran sinar inframerah pasif yang dipancarkan oleh tubuh manusia yang memiliki suhu yang berbeda dari lingkungan sehingga menyebabkan material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh sinar inframerah pasif tersebut. Kemudian sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus tersebut yang kemudian dibandingkan oleh comparator sehingga menghasilkan output.
Ketika manusia berada di depan sensor PIR dengan kondisi diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan dapat digambarkan hampir sama pada kondisi lingkungan disekitarnya. Ketika manusia itu melakukan gerakan, maka tubuh manusia itu akan menghasilkam pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas berbeda yang menyebabkan sensor merespon dengan cara menghasilkan arus pada material Pyroelectricnya dengan besaran yang berbeda beda. Karena besaran yang berbeda inilah comparator menghasilkan output.
Digunakan Di bidang :
Arsitektur (pintu otomatis mall),Keamanan (alarm)
Output Sensor :
Contoh Skema :
2. RTD (Resistance Temperature Detector)
Cara Kerja :
Prinsip kerja dari resistance temperature detector ini adalah jika
hambatan listrik mengalami perubahan, maka suhu juga berubah. Hal yang
nyaris sama juga berlaku jika suhu naik, maka hambatan listrik juga akan
naik, bahkan hampir secara linier. Resistance temperature detector
biasanya terbuat dari konduktor yang berbahan platinum dan memiliki
koefisien hambatan positif. Sensor ini juga akrab disebut dengan PT-100
atau PTC (Positive Temperature Coefficient).
Selain platina atau platinum, resistance temperature detector juga
sering ditemukan memiliki bahan pembentuk lainnya. Platinum cukup
digemari sebagai bahan jenis sensor ini dikarenakan dalam
pengoperasiannya yang sangat linear. Meskipun harganya cukup mahal,
namun karena alasan hasil dan kelinieran yang baik, maka resistance
temperature detector berbahan platinum umumnya sangat diminati. Jenis
bahan pembuat lainnya yang sangat linear adalah tungsten.
Beberapa bahan pembentuk resistance temperature detector terbiasa
digunakan untuk menguku suhu rendah, yakni copper (tembaga), nickel, dan
nickel alloys atau paduan dari nikel. Bahan resistance temperature
detector yang cukup murah adalah yang terbuat dari nikel dan paduan
nikel atau sering disebut dengan nickel alloys.
Digunakan Di Bidang :
Industri (mengontrol temperatur gas)
Output Sensor :
Contoh Skema :
3. Sensor Suhu (Thermokopel)
Cara Kerja :
Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya. Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.
Untuk lebih jelas mengenai Prinsip Kerja Termokopel, mari kita melihat gambar dibawah ini :
Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “NOL” atau V1 = V2. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius. Tegangan tersebut kemudian dikonversikan sesuai dengan Tabel referensi yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti oleh kita.
Digunakan Di Bidang :
(industri) Untuk mengukur temperatur pipa pada broiler.
Pengaman pada alat-alat pemanas
Untuk termopile sensor radiasi
Pembangkit listrik tenaga panas radioisotop, salah satu aplikasi termopile
Contoh Skema :
4. Sensor Penyandi (Encoder)
Cara Kerja :
Prinsip Kerja dari sensor ini adalah saat rangkaian
sumber cahaya diberi VCC 5 Volt dan menghasilkan cahaya, cahaya masuk pada
photodioda tidak terhalangi maka akan menghasilkan tegangan 5V dan begitu juga
sebaliknya saat terhalangi maka akan menghasilkan tegangan 0V. Dimana tegangan
menjadi inputan untuk mikrokontroler.
Berikut
ini adalah gambar Rangkaian sensor yang digunakan :
Pada
gambar diatas Led Inframerah kita gunakan untuk menembakkan cahaya sedangkan
disisi kanan light receive dapat kita gunakan sensor cahaya seperti
photodiode atau phototransistor.
Digunakan Di Bidang :
Digunakan Pada Altimeter Smartrphone.
Contoh Skema :
5. Sensor Ultrasonik
Cara Kerja :
adalah alat elektronika yang kemampuannya bisa mengubah dari energy listrik menjadi energy mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonic. Sensor ini terdiri dari rangkaian pemancar Ultrasonic yang dinamakan transmitter dan penerima ultrasonic yang disebut receiver. Alat ini digunakan untuk mengukur gelombang ultrasonic. Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik yang memiliki cirri-ciri longitudinal dan biasanya memiliki frekuensi di atas 20 Khz. Gelombong Utrasonic dapat merambat melalui zat padat, cair maupun gas. Gelombang Ultrasonic adalah gelombang rambatan energi dan momentum mekanik sehingga merambat melalui ketiga element tersebut sebagai interaksi dengan molekul dan sifat enersia medium yang dilaluinya.
Ada beberapa penjelasan mengenai gelombang ultrasonic. Sifat dari gelombang ultrasonik yang melalui medium menyebabkan getaran partikel dengan medium aplitudo sama dengan arah rambat longitudinal sehingga menghasilkan partikel medium yang membentuk suatu rapatan atau biasa disebut Strain dan tegangan yang biasa disebut Strees. Proses lanjut yang menyebabkan terjadinya rapatan dan regangan di dalam medium disebabkan oleh getaran partikel secara periodic selama gelombang ultrasonic lainya. Gelombang ultrasonic merambat melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor ultrasonik. Seperti yang telah umum diketahui, gelombang ultrasonik hanya bisa didengar oleh makhluk tertentu seperti kelelawar dan ikan paus. Kelelawar menggunakan gelombang ultrasonic untuk berburu di malam hari sementara paus menggunakanya untuk berenang di kedalaman laut yang gelap.
Perhitungan waktu yang diperlukan modul sensor Ping untuk menerima pantulan pada jarak tertentu mempunyai rumus S= (tIN x V) : 2. Rumus diatas mempunyai keterangan sebagai berikut. (S) adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan obyekyang terdeteksi. (V) adalah cepat rambat gelombang ultrasonik di udara dengan kecepatan normal (344 meter per detik) (tIN) adalah selisih waktu pemancaran dan penerimaan pantulan gelombang. Ada 3 prnsip kerja dari sensor ultrasonik yaitu, sinyal dipancarkan melalui pemancar gelombang ultrasonic. Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi berkisar 344 m/s. Dan yang terakhir sinyal yang sudah diterima akan diproses untuk menghitung jaraknya.
Digunakan Di Bidang :
Industri,Perkapalan, dan Pertahanan
Output Sensor :
Keluaran dari sensor ini berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi dari 115 uS sampai 18,5 mS. Sensor ultrasonic ping parallax terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikropon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya.
Contoh Skema :
Keluaran dari sensor ini berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi dari 115 uS sampai 18,5 mS. Sensor ultrasonic ping parallax terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikropon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya.
6. Sensor Cahaya(LDR)
Cara Kerja :
Pada saat gelap atau cahaya redup,
bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang
relative kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan
elektrit. Artinya pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor yang buruk,
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 atom bahan
semikonduktor tersebut. Sehingga akan lebih banyak elektron untuk mengangkut
muatan elektrit. Artinya pada saat cahaya terang, LDR menjadi konduktor yang
baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi kecil pada saat cahaya
terang. Penerapan laindari sensor LDR ini ialah alarm Pencuri.
Misalnya
untuk rangkaian system alarm cahaya (menggunakan LDR) yang aktif ketika
terdapat cahaya. Ketika kita akan mengatur kepekaan LDR (Light Dependent Resistor) dalam suatu rangkaian maka kita perlu
menggunakan potensiometer. Kita atur letaknya agar ketika mendapat cahaya maka
buzzer atau bell akan berbunyi dan ketika tidak mendapat cahaya maka buzzer
atau bell tidak akan berbunyi.
Digunakan Di Bidang :
Lampu otomatis (lampu yang akan hidup bila keadaan sekitar kurang cahaya).
Contoh Skema :
7. Sensor Tekanan (Transduser)
Cara Kerja :
Pertama, perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga menyebabkan perubahan induksi magnetic pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT ( center tap). Dengan demikian, apabla inti mengalami pergeseran, maka induktasi pada salah satu kumparan bertambah, namun menyebabkan kumparan yang lain berkurang. Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan dengan rumus (P = d.g.h). Untuk keterangannya, (p) adalah tekanan statis (pascal) sementara (D) adalah kepadatan cairan (km/m3), lalu (G) adalah konstanta gravitasi ( 9,81 m/s2) dan (H) adalah tinggi cairan (M).
Prinsip kerja dari sensor tekanan itu sendiri adalah mengubah tegangan mekanik menjadi listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan pada kawat itu sendiri menyebabkan kawat menjadi bengkok. Sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah ketahananya. Ada beberapa fungsi lain dari sensor tekanan. Applikasi sensor tekanan adalah sebagai pemantau cuaca yang sering berubah-ubah. Digunakan dipesawat terbang untuk mengukur tekanan angina yang berada didalam band pesawat terbang, lalu yang terakhir adalah pengukur tekanan udara pada ruangan tertutup. Tiga fungsi ini adalah fungsi umum dari sendor tekanan yang sering ditemui oleh masyarakat namun masyarakat belum mengetahui cara kerja dari pengukur tekanan tersebut.
Digunakan Di Bidang :
Perkapalan (Mengukur kedalaman cairan).
Contoh Skema :
8. Sensor Kecepatan (RPM)
Cara Kerja :
Cara kerja pendeteksian sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari
suatu motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatu
generator akan menhasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan
kecepatan putaran object.
Kecepatan putar sering pula diukur denga menggunakan sensor yang
mengindra sensor magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis
terjadi.
Digunakan Di Bidang :
Transportasi
Contoh Skema :