View
227
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Sensor
Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran
mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik.
Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran
atau pengendalian
2.2.1 Sensor PIR
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.
Sensor gerak dengan modul pir sangat simpel dan mudah diaplikasikan
karena Modul PIR membutuhkan tegangan input DC 5V cukup efektif untuk
mendeteksi gerakan hingga jarak 5 meter. Ketika tidak mendeteksi gerakan,
keluaran modul adalah LOW. Dan ketika mendeteksi adanya gerakan, maka
keluaran akan berubah menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah ±0,5
detik. Sensitifitas Modul PIR yang mampu mendeteksi adanya gerakan pada jarak
5 meter memungkinkan kita membuat suatu alat pendeteksi gerak dengan
keberhasilan lebih besar.
Dengan output yang hanya memberikan 2 logika High dan Low ini kita
dapat membuat aplikasi sensor gerak yang berfariatif. Misal kita ingin langsung
aplikasikan pada alarm, kita tinggal membuat rangkaian driver untuk
mengaktifkan alarm tersebut. Atau misal ingin digunakan untuk mengaktifkan
lampu, maka tinggal di buat driver untuk memberikan sumber tegangan ke lampu.
Modul sensor gerak PIR memiliki output yang langsung bbisa di hubungkan
dengan komponen digital TTL atau CMOS dan juga dapat lansung dihubungkan
ke mikrokontroler.
4
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 yang terbentuk 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. Gambar sensor
PIR dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1: Sensor PIR
(Sumber : http://maxup01.blogspot.com/2011/12/cara-kerja-sensor-pir.html)
5
2.2.2 Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip
pantulan gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan
suatu objek tertentu di depannya, frekuensi kerjanya pada daerah diatas
gelombang suara dari 40 KHz hingga 400 KHz.sensor ultrasonik dapat
dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Sensor Ultrasonik
Pinsip Kerja Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit
penerima. Struktur unit pemancar dan penerima sangatlah sederhana, sebuah
kristal piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya
dihubungkan dengan diafragma penggetar. Tegangan bolak-balik yang
memiliki frekuensi kerja 40 KHz – 400 KHz diberikan pada plat logam.
Struktur atom dari kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat),
mengembang atau menyusut terhadap polaritas tegangan yang diberikan,
dan ini disebut dengan efek piezoelectric. Kontraksi yang terjadi diteruskan
ke diafragma penggetar sehingga terjadi gelombang ultrasonik yang
dipancarkan ke udara (tempat sekitarnya), dan pantulan gelombang
ultrasonik akan terjadi bila ada objek tertentu, dan pantulan gelombang
ultrasonik akan diterima kembali oleh oleh unit sensor penerima.
Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma penggetar
akan bergetar dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan bolak-
balik dengan frekuensi yang sama.
Besar amplitudo sinyal elekrik yang dihasilkan unit sensor penerima
tergantung dari jauh dekatnya objek yang dideteksi serta kualitas dari sensor
pemancar dan sensor penerima. Proses sensing yang dilakukan pada sensor 6
ini menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak antara sensor
dengan obyek sasaran. Jarak antara sensor tersebut dihitung dengan cara
mengalikan setengah waktu yang digunakan oleh sinyal ultrasonik dalam
perjalanannya dari rangkaian Tx sampai diterima oleh rangkaian Rx, dengan
kecepatan rambat dari sinyal ultrasonik tersebut pada media rambat yang
digunakannya, yaitu udara. Waktu di hitung ketika pemencar aktif dan
sampai ada input dari rangkaian penerima dan bila pada melebihi batas
waktu tertentu rangkaian penerima tidak ada sinyal input maka dianggap
tidak ada halangan didepannya.
(http://atmelmikrokontroler.wordpress.com/2009/06/24/prinsip-kerja-
rangkaian-sensor-ultrasonik/)
2.2 Mikrokontroller Atmega328
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet).
Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat
digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal,
koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung
mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board
Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan
AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.
Uno berbeda dengan semua board sebelumnya dalam hal koneksi USB-to-
serial yaitu menggunakan fitur Atmega8U2 yang diprogram sebagai konverter
USB-to-serial berbeda dengan board sebelumnya yang menggunakan chip FTDI
driver USB-to-serial. Adapun bentuk dari mikrokontroler Atmega328 dapat
dilihat pada gambar 3 dibawah :
7
Gambar 3. Atmega328
(Sumber:http://blog.kedairobot.com/2011/07/02/arduino-uno/01-03-
2012)
2.3 Power Suply
Power supply atau catu daya adalah sebuah peralatan penyedia tegangan
atau sumber daya untuk peralatan elektronika dengan prinsip mengubah tegangan
listrik yang tersediadari jaringan distribusi transmisi listrik ke level yang
diinginkan sehingga berimplikasi pada pengubahan daya listrik.Dalam sistem
pengubahan daya, terdapat empat jenis proses yang telah dikenal yaitusistem
pengubahan daya AC ke DC, DC ke DC, DC ke AC, dan AC ke AC.
Masingmasing sistem pengubahan memiliki keunikan aplikasi tersendiri, tetapi
ada dua yangimplementasinya kemudian berkembang pesat dan luas yaitu sistem
pengubahan AC keDC (DC power supply) dan nDC ke DC (DC-DC converter).
(Sumber : http://www.scribd.com/doc/59123033/Definisi-Power-Supply, 01-03-
2012)
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan suatu layar bagian dari modul peraga yang menampilkan
karakter yang diinginkan. Layar LCD menggunakan dua buah lembaran bahan
yang dapat mempolarisasikan Kristal cair diantara kedua lembaran tersebut. Arus
listrik yang melewati cairan menyebabkan Kristal merata sehingga cahaya tidak
dapat melalui setiap Kristal, karenanya seperti pengaturan cahaya menentukan
8
apakah cahaya dapat melewati atau tidak. Sehingga dapat mengubah bentuk
Kristal cairannya membentuk tampilan angka atau huruf pada layar. Gambar
sebuah LCD dapat dilihat pada gambar 4 berikut ini :
Gambar 4. LCD
2.5 Kran Solenoid
Sebuah katup solenoida adalah perangkat elektromagnetis yang digunakan
untuk mengendalikan cairan atau aliran gas katup solenoid dikendalikan oleh arus
listrik, yang dijalankan melalui kumparan. Ketika kumparan diberi energi, medan
magnet dibuat, menyebabkan plunger didalam kumparan bergerak. Tergantung
pada mesin katup, plunger baik akan membuka atau menutup katup. Ketika arus
listrik akan dihapus dari kumparan, katup akan kembali seperti semula.
Aksi katup solenoid, plunger langsung membuka dan menutup lubang di
dalam katup. Dalam dioperasikan pilot katup (juga disebut servo-jenis), plunger
membuka dan menutup lubang keran. Tekanan intletine yang didahului melalui
lubang keran membuka dan menutup katup.
9
Gambar 5. Keran Solenoid.
2.8. Relay
Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang
digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relai merupakan tuas saklar dengan
lilitan kawat pada batang besi (solenoid) didekatnya
Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet
yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus
dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan
kontak saklar kembali terbuka.Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan
arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan
memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Dalam
pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan
sebuah dioda yang di-paralel dengan lilitannya dan dipasang terbalik yaitu anoda
pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk
mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on
ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya.
10
Gambar 6. Relay
(Sumber : http://teknikelectronika.blogspot.com/2009/02/pengertian-relay-
electronika.html, 01-03-2012)
2.8 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja
buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan
yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus
sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau
keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan
dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan
diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan
menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah
selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
http://indraharja.wordpress.com/2012/01/07/pengertian-buzzer/
Gambar 7. Buzzer
11
2.9. Penelitian Terakhir
Pada penelitian terakhir tahun 2009 rangkaian Sistemnya terdiri dari
rangkaian power supply, mikrokontroler ATmega32, sensor PIR, level detector
dan relay. Power supply memberikan tegangan yang dibutuhkan oleh masing-
masing rangkaian, mikrokontroler ATmega32 sebagai pusat pengaturan pada
rangkaian sensor PIR (sebagai masukan), level detector (sebagai masukan) dan
relay, sensor PIR sebagai pendeteksi pergerakan tubuh manusia, level detector
sebagai pendeteksi level ketinggian air yang akan menentukan hidup matinya
motor pompa. Dengan begitu debit air pada tandon dapat dikontrol
danmenampilkan level air pada LCD. Relay sebagai saklar otomatis
menghidupkan dan mematikan motor pompa dan kran solenoid.
12
Recommended