EE Course

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.

b. RELAY

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :

Electromagnet (Coil)
Armature
Switch Contact Point (Saklar)
Spring

fungsi relay :

Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).

c. RESISTOR

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik.

Nilai tegangannya berbanding dengan arus listrik yang mengalir sesuai dengan hukum ohm yaitu V=IR. Biasanya didalam jejaring elektronik dan sirkuit elektronik banyak menggunakan resistor. Resistor ini memang paling banyak dan sering digunakan dalam komponen lain. Dalam resistor tidak ada kutub negatif dan positif, tetapi memiliki ciri utama yakni toleransi, tegangan kerja maksimum, power rating dan resistensi. Daya listrik dan resistensinya dapat dihantarkan. Ciri lainnya adalah induktansi, koefisien suhu, dan kebisingan. Satuan dari resistensi sebuah resistor bersifat resistif dilambangkan dengan Ohm dengan simbol Ω (Omega). fungsi resistor yang sering diketahui adalah sebagai penghambat arus listrik yang mengalir suatu rangkaian elektronik. Selain itu fungsi resistor dapat membagi arus, membagi tegangan, dan mengatur arus dalam suatu rangkaian.

Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm.

Cara membaca Resistor :

d. TRANSISTOR

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.

Cara kerja transistor secara sederhana adalah jika pada kaki basis transistor diberi tegangan bias maka arus pada collector transistor akan mengalir ke kaki emitor (transistor sebagai saklar). Jika pada tegangan bias ini diikuti dengan adanya sinyal atau pulsa listrik yang akan dikuatkan maka pada kolektor pun akan menguatkan sinyal seperti yang ada pada basisnya (transistor sebagai penguat). Arus yang mengalir antara kaki basis dan emitor akan berfungsi sebagai saklar untuk mengalirkan arus yang lebih besar dari kaki kolektor ke emitor.

Agar lebih sederhana sebuah transistor NPN bisa diibaratkan sebagai sebuah keran air dimana jika keran diputar sebagai basis bisa mengalirkan air yang dialirkan melalui pipa. Kekuatan air yang mengalir keluar dari keran tergantung seberapa besar keran dibuka, dalam istilah teori nya disebut hFE atau penguatan.

e. LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya.

LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

f. GROUND

Sistem grounding pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah untuk memberikan perlindungan pada seluruh sistem. Untuk lebih jelasnya, berikut ini adalah beberapa fungsi dari grounding:

Untuk keselamatan, grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting, misalnya kabel grounding yang terpasang pada badan/sasis alat elektronik seperti setrika listrik akan mencegah kita tersengat listrik saat rangkaian di dalam setrika bocor dan menempel ke badan setrika.
Dalam instalasi penangkal petir, system grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik yang besar langsung ke bumi. meski sifatnya sama, namun pemasangan kabel grounding untuk instalasi rumah dan grounding untuk pernangkal petir pemasangannya harus terpisah.
Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.
Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar

g. LOGICSTATE

state logika. Logika pengertian, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai valid. Secara fisik pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada saluran sinyal; Logika 0 kira-kira 0 volt. Level tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak terdefinisi.

1.3 Dasar Teori [kembali]

Sensor PIR dapat mendeteksi infrared yang berasal dari daerah sekelilingnya. Infrared passive bisa disebabkan karena suhu tubuh manusia ataupun benda lainnya, sehingga jika ada sesuatu yang mendekati sensor PIR, otomatis sensor ini akan ON atau mendeteksi adanya infrared passive. Prinsip seperti itulah yang dimanfaatkan untuk mendeteksi pergerakan manusia. Sensor ini dapat dikendalikan dengan rangkaian analog, digital ataupun rangkaian terprogram berbasis microcontroler.

Karakteristik sensor PIR:

1) Bekerja dengan membaca radiasi optik yang dipancarkan suatu benda dan mengubahnya dalam besaran listrik.

2) Jangkauan jarak sensor PIR 30 cm-10 m

3) Sensor PIR hanya bekerja pada beda yang dapat memiliki gelombang infrared antara 8-14 mikrometer.

4) Menangkap energi panas denga besar suhu kira-kira 32℃

Cara kerja sensor PIR:

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.

Gambar sensor PIR

The PIR sensor sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus

PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor
PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing,
yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.
Seperti terlihat pada gambar 2 dibawahini.

sensor PIR pada saat berlogika 1 dan 0. Pengujian ini juga diperlukan untuk mengetahui

nilai tegangan output sensor passive infrared (PIR) ketika mendeteksi gerakan manusia dan tidak mendeteksi gerakan manusia.

Cara melakukan pengujian ini adalah sensor harus mendapat tegangan input sebesar 5 Vdc.

1.4 Prinsip Kerja [kembali]

Ketika keadaan sensor pir ber logika 0 atau tidak mendeteksi infra merah maka tegangan 5V dari power akan bernilai 0 karena tegangan tidak melewati resistor 1 dan tidak ada arus yang mengalir ke transistor,maka transistor akan jadi off dan arus akan mengalir langsung ke ground maka arus tidak

mengalir ke led dan relay akan bergeser ke kanan yang menyebabkan LED mati. Dan jika keadaan sensor ber logika 1 maka tegangan dari power sebesar 5V akan bernilai 5V dan arus dapat mengalir ke transistor,maka transistor on dan akan melewati LED yang menyebabkan LED menyala dan relay akan begeser ke kiri yang akan melewati resistor 2

2. Rangkaian[kembali]

2.1 Gambar Rangkaian[kembali]

Rangakaian saat berlogika 0

Rangkaian saat berlogika 1

Prinsip kerja :

Ketika sensor PIR mendeteksi suatu objek maka nilai logicstate akan bernilai 1, lalu arus akan diteruskan melalui R1, dan melewati kaki basis dari Q1, dan arus juga mengalir dari kaki kolektor dan diteruskan ke kaki emitor dari transistor Q1. maka arus akan diteruskan ke relas sehingga mengubah posisi relay dan menjadikan rangkaian sebagai rangkaian tertutup. Oleh karena itu LED dapat menyala