Sensor Fisika
- Mengetahui dan memahami prinsip sensor PIR
- Mengaplikasikan sensor PIR dalam alarm anti maling agar dapat mendeteksi orang yang tidak diduga (maling)
1. 1N4002 (dioda)
2. 1N4148 (dioda)
3. capasitor elektrolit
4. transistor npn (BC547)
5. buzzer
6. op amp (LM358N)
7 PIR sensor
8. potensiometer (POT- HG)
9. Relay
10. Resistor
11. logic state
PIR (Passive Infra Red)
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.
Jadi sensor PIR tidak akan menghasilkan output apabila sensor ini dihadapkan dengan benda panas yang tidak memiliki panjang gelombang inframerah antar 8 sampai 14 mikrometer dan benda yang diam seperti sinar lampu yang sangat terang yang mampu menghasilkan panas, pantulan objek benda dari cermin dan suhu panas ketika musim panas.
Untuk jarak jangkau dari sensor PIR sendiri bisa disetting sesuai kebutuhan, akan tetapi jarak maksimalnya hanya +/- 10 meter dan minimal +/- 30 cm.
4. Percobaan
Link Download (KEMBALI)
Prinsip Kerja:PIR Sensor gerakIC LM358 = Penguat invertingPotensio = Pengatur sensitivitas rangkaian
Saat sensor mendeteksi adanya suatu objek maka logicstate akan berlogika 1, lalu arus akan mengalir melalui R1 dan melewati basis dari Q1. Ketika Q1 ON maka arus mengalir dari R2 ke kaki kolektor dan emitter yang selanjutnya dikuatkan oleh OP-AMP IC LM358N menuju relay yang melewati dioda 1 lalu ke R3 dan ke basis Q2. Q2 ON ketika arus mengalir melewati kaki collector dan terus ke emiter, lalu dioda memicu relay sehingga buzzer menyala karena relay dalam keadaan Normally Close. Lama waktu nyala buzzer ditentukan oleh komponen C1.
Video Simulasi
Saat sensor mendeteksi adanya suatu objek maka logicstate akan berlogika 1, lalu arus akan mengalir melalui R1 dan melewati basis dari Q1. Ketika Q1 ON maka arus mengalir dari R2 ke kaki kolektor dan emitter yang selanjutnya dikuatkan oleh OP-AMP IC LM358N menuju relay yang melewati dioda 1 lalu ke R3 dan ke basis Q2. Q2 ON ketika arus mengalir melewati kaki collector dan terus ke emiter, lalu dioda memicu relay sehingga buzzer menyala karena relay dalam keadaan Normally Close. Lama waktu nyala buzzer ditentukan oleh komponen C1.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar