Aplikasi Kontrol Garasi dengan Input Sensor Infrared & Sensor PIR dan Output Motor DC & LED
1. Tujuan
- Memahami prinsip kerja dari rangkaian sensor infrared.
- Memahami prinsip kerja dari rangkaian sensor infrared.
- Membuat sebuah rangkaian sensor infrared.
2. Alat dan Bahan
- Baterai DC 9 Volt;
- Sensor Infrared;
- Transistor NPN;
- Motor DC;
- LED;
- Resistor 330 Ohm;
- Speaker;
- Op-Amp;
- Sensor PIR.
3. Dasar Teori
Apa itu Sensor Infrared ?
Sensor infrared merupakan komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infrared, IR). Sensor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor infra merah digital yang di dalamnya terdapat fotodioda dan penguat (amplifier). IR Detector Photomodules yang biasa digunakan dalam perancangan robot adalah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules). TSOP ini mempunyai berbagai macam tipe sesuai dengan frekuensi carrier-nya, yaitu antara 30 kHz sampai dengan 56 kHz.
Konfigurasi pin infra merah (IR) tipe TSOP ini adalah :
- Output (OUT);
- Vs (VCC +5 Volt DC);
- Ground (GND).
- Keluaran aktif rendah;
- Konsumsi daya rendah;
- Mendukung logika TTL dan CMOS.
Sensor infra merah jenis TSOP telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz sehingga, penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 atau 1. Jika sensor infra merah menerima frekuensi carrier tersebut maka, pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut maka, keluaran sensor infra merah akan berlogika 1.
Grafik Output Sensor Infrared
Apa itu Sensor PIR ?
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek. Sesuai dengan namanya, sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek dan karena semua objek memancarkan energi radiasi, sebagai contoh ketika terdeteksi sebuah gerakan dari sumber infra merah dengan suhu tertentu yaitu manusia mencoba melewati sumber infra merah yang lain misal, dinding maka, sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu sehingga, jika ada pergerakan maka, akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu Lensa Fresnel, Penyaring Infra Merah, Sensor Pyroelektrik, Penguat Amplifier, Komparator.
Cara Kerja Sensor PIR ?
Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor Pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor Pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Sensor Pyroelektrik terbuat dari bahan Galium Nitrida (GaN), Cesium Nitrat (CsNo3) dan Litium Tantalate (LiTaO3). Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian, sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu (keluaran berupa sinyal 1-bit). Jadi sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 1 dan 0. Logika 0 muncul saat sensor tidak mendeteksi adanya perubahan pancaran infra merah dan, logika 1 muncul saat sensor mendeteksi perubahan pancara infra merah. Sensor PIR didesain dan dirancang hanya mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Diluar panjang gelombang tersebut, sensor tidak dapat mendeteksi. Manusia memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai rata-rata 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat dideteksi oleh sensor PIR. Sensor PIR hanya akan mendeteksi jika adanya suatu objek yang bergerak atau secara teknis, terjadi perubahan pancaran infra merah di lingkungan sekitar sensor. (falling up atau falling down).
Jarak Pancar Sensor PIR ?
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak dan sudut pembacaan yang bervariasi, tergantung dari karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut :
Secara umum, sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif sebagai pendeteksi manusia (human detector).
Grafik Output Sensor PIR
4. Prinsip Kerja
Berikut ini akan dijelaskan prinsip kerja dari rangkaian simulasi dibawah ini :
Ketika sensor infra merah dan sensor PIR diberikan logika 1 (HIGH) maka, output akan keluar dari pin sensor PIR dan sensor infra merah dan akan menuju transistor (Q1). Saat arus menuju ke basis transistor maka, arus akan mengalir dari kolektor menuju emitor dan akan mengalir ke motor DC, LED serta speaker sehingga akan mengaktifkan komponen tersebut. Sebaliknya, jika diberika logika 0 (LOW) maka, sensor tidak mendeteksi apapun dan komponen tidak akan berjalan.
5. Rangkaian Simulasi
Berikut ini adalah rangkaian simulasi dari pengaplikasian sensor Infrared dan Sensor PIR :
6. Video Tutorial
Berikut ini adalah video tutorial dari rangkaian simulasi dari pengaplikasian sensor Infrared dan Sensor PIR :
7. Link Download
Berikut ini adalah link download untuk mengunduh berkas-berkas di dalam tugas ini :
Rangkaian Simulasi : DOWNLOAD
Video Tutorial : DOWNLOAD
Datasheet Sensor Infrared : DOWNLOAD
Datasheet Sensor PIR : DOWNLOAD
Library Sensor Infrared : DOWNLOAD
Library Sensor PIR : DOWNLOAD
File HTML : DOWNLOAD
- Baterai DC 9 Volt;
- Sensor Infrared;
- Transistor NPN;
- Motor DC;
- LED;
- Resistor 330 Ohm;
- Speaker;
- Op-Amp;
- Sensor PIR.
3. Dasar Teori
Apa itu Sensor Infrared ?
Konfigurasi pin infra merah (IR) tipe TSOP ini adalah :
- Output (OUT);
- Vs (VCC +5 Volt DC);
- Ground (GND).
Sensor penerima inframerah TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) memiliki fitur-fitur utama, yaitu :
- Fotodioda dan penguat dalam satu chip;- Keluaran aktif rendah;
- Konsumsi daya rendah;
- Mendukung logika TTL dan CMOS.
Sensor infra merah jenis TSOP telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz sehingga, penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 atau 1. Jika sensor infra merah menerima frekuensi carrier tersebut maka, pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut maka, keluaran sensor infra merah akan berlogika 1.
Grafik Output Sensor Infrared
Apa itu Sensor PIR ?
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek. Sesuai dengan namanya, sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek dan karena semua objek memancarkan energi radiasi, sebagai contoh ketika terdeteksi sebuah gerakan dari sumber infra merah dengan suhu tertentu yaitu manusia mencoba melewati sumber infra merah yang lain misal, dinding maka, sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu sehingga, jika ada pergerakan maka, akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu Lensa Fresnel, Penyaring Infra Merah, Sensor Pyroelektrik, Penguat Amplifier, Komparator.
Cara Kerja Sensor PIR ?
Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor Pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor Pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Sensor Pyroelektrik terbuat dari bahan Galium Nitrida (GaN), Cesium Nitrat (CsNo3) dan Litium Tantalate (LiTaO3). Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian, sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu (keluaran berupa sinyal 1-bit). Jadi sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 1 dan 0. Logika 0 muncul saat sensor tidak mendeteksi adanya perubahan pancaran infra merah dan, logika 1 muncul saat sensor mendeteksi perubahan pancara infra merah. Sensor PIR didesain dan dirancang hanya mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Diluar panjang gelombang tersebut, sensor tidak dapat mendeteksi. Manusia memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai rata-rata 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat dideteksi oleh sensor PIR. Sensor PIR hanya akan mendeteksi jika adanya suatu objek yang bergerak atau secara teknis, terjadi perubahan pancaran infra merah di lingkungan sekitar sensor. (falling up atau falling down).
Jarak Pancar Sensor PIR ?
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak dan sudut pembacaan yang bervariasi, tergantung dari karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut :
Secara umum, sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif sebagai pendeteksi manusia (human detector).
Grafik Output Sensor PIR
4. Prinsip Kerja
Berikut ini akan dijelaskan prinsip kerja dari rangkaian simulasi dibawah ini :
Ketika sensor infra merah dan sensor PIR diberikan logika 1 (HIGH) maka, output akan keluar dari pin sensor PIR dan sensor infra merah dan akan menuju transistor (Q1). Saat arus menuju ke basis transistor maka, arus akan mengalir dari kolektor menuju emitor dan akan mengalir ke motor DC, LED serta speaker sehingga akan mengaktifkan komponen tersebut. Sebaliknya, jika diberika logika 0 (LOW) maka, sensor tidak mendeteksi apapun dan komponen tidak akan berjalan.
5. Rangkaian Simulasi
Berikut ini adalah rangkaian simulasi dari pengaplikasian sensor Infrared dan Sensor PIR :
6. Video Tutorial
Berikut ini adalah video tutorial dari rangkaian simulasi dari pengaplikasian sensor Infrared dan Sensor PIR :
7. Link Download
Berikut ini adalah link download untuk mengunduh berkas-berkas di dalam tugas ini :
Rangkaian Simulasi : DOWNLOAD
Video Tutorial : DOWNLOAD
Datasheet Sensor Infrared : DOWNLOAD
Datasheet Sensor PIR : DOWNLOAD
Library Sensor Infrared : DOWNLOAD
Library Sensor PIR : DOWNLOAD
File HTML : DOWNLOAD
No comments:
Post a Comment