SENSOR oleh: Aditya Banuaji dan Amy Hadiastuti

SENSOR SUARASensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara

menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Alat pendeteksi sinyal suara bekerja berdasarkan prinsip pemfilteran suara yang didengar oleh komponen mikrofon. Sinyal analog hasil pembacaan mikrofon akan disaring dengan menggunakan unit bandpass filter yang meloloskan sinyal analog.

Sensor suara bekerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik dan turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Gambar 01. Rangkaian pengubah suara menjadi gelombang listrik

SENSOR GARIS

Sensor garis atau sensor proximity adalah jenis sensor yang berfungsi mendeteksi warna garis hitam atau putih dengan menggunakan LED sebagai transmitter dan photodioda sebagai receiver. Dengan memanfaatkan IC comparator sebagai pembanding tegangan, hasil yang berubah-ubah yang diperoleh dari receiver diolah menjadi data digital berupa logika high atau low untuk kemudian diolah di dalam mikrokontroler.

Gambar 2. Rangkaian sensor garis

Sensor api/panasSensor api/panas adalah sensor yang dapat mendeteksi keberadaan api. Pendeteksian yang

dilakukan oleh sensor api/ panas dilakukan melalui beberapa cara, yakni melalui pendeteksian (1) perubahan suhu, (2) keberadaan sinar UV, (3) keberadaan sinar IR. Berikut ini adalah contoh-contoh sensor api/panas berdasarkan cara kerjanya.

1. Sensor Panas Pyroelectric Detektor, Eltec E442-3 Sensor ini adalah sebuah IR-EYE berupa Lithium Tantalate Pyroelectric parallel opposed

dual element high gain detector dengan pemroses sinyal analog terintegrasi. Sensor ini dapat mendeteksi perubahan panas dari -40 hingga +70 derajat Celcius tanpa perubahan yang siginfikan dari noise dan sensitivitas.

2. Sensor Cahaya UVtron, Hamamatsu UVtron R66-R2868 Sensor ini peka terhadap radiasi UV antara 185 – 260 nm. Sensor ini digunakan bersama

dengan sebuah driver untuk mendeteksi spektrum UV yang dipancarkan oleh api.

3. Sensor Panas TPA81 Sensor panas TPA81 adalah sebuah thermophile array yang mendeteksi gelombang infra

merah pada kisaran panjang gelombang 2 μm – 22 μm. Daerah kisaran tersebut merupakan gelombang radiasi panas. Sensor TPA81 dapat mendeteksi perubahan panas pada beberapa posisi sehingga dapat mendeteksi pergerakan panas. TPA81 terdiri dari delapan thermopile yang disusun. Sensor ini dapat mendeteksi panas dari delapan titik secara simultan. Sensor ini dapat mendeteksi panas api dalam jangkauan dua meter dan tidak terpengaruh oleh cahaya. TPA81 dapat diakses dangan menggunakan komunikasi i2c. Alamat register device TPA81 adalah 0x0D0. Di bawah ini adalah bentuk fisik sensor TPA81

Gambar 03. Eltec E442-3

Pyroelectric Detector. Gambar 04. Hamamatsu UVtron

R66-R2868.

Gambar 05. Bentuk fisik sensor TPA81.

Gambar 06. Bentuk fisik Range Sensor Sharp GP2D12.

Sensor JarakSensor jarak (proximity sensor) merupakan komponen untuk mendeteksi keberadaan suatu

objek beserta perkiraan jaraknya. Sensor jarak adalah perkakas yang tidak bersentuhan dengan objek yang berfungsi untuk menyediakan peringatan dini mengenai keberadaan objek di depannya. Uraian di bawah ini adalah penjelasan mengenai dua buah sensor jarak, yaitu (1) sensor jarak infra merah dan (2) sensor jarak ultrasonik.

1. Sensor Jarak Infra Merah, Sharp GP2D12

Sensor ini termasuk pada sensor jarak kategori optik. Pada dasarnya sensor ini sama seperti sensor Infra Red (IR) konvensional, GP2D12 memiliki bagian transmitter/emitter dan receiver (detektor). Bagian transmitter akan memancarkan sinyal IR yang telah dimodulasi, sedangkan pantulan dari IR (apabila mengenai sebuah objek) akan ditangkap oleh bagian detektor yang terdiri dari lensa pemfokus dan sebuah position-sensitive detector. Gambar 06 di atas adalah bentuk fisik dari sensor Sharp GP2D12.

Sensor Sharp GP2D12 dapat mengukur jarak halangan pada daerah 10 – 80 cm dengan memanfaatkan pemancaran dan penerimaan gelombang infra merah sebagai media untuk mengestimasi jarak. Penggunaan sperktrum infra merah menyebabkan sensor ini tidak mudah

terganggu dengan keberadaan cahaya tampak dari lingkungan karena memiliki daerah spektrum yang berbeda.

Untuk menghitung jarak objek pada wilayah pandangnya, sensor ini menggunakan metode triangulation dan sebuah linear CCD array sebagai position-sensitive detector. Pertama-tama, emitter memancarkan sinyal IR yang telah dimodulasi ke arah target. Sinar ini berjalan sepanjang sudut pandangnya dan akan dipantulkan oleh objek yang menghalanginya. Jika tidak mengenai objek, IR tidak akan dipantulkan kembali dan sensor mendeteksi ketidakberadaan objek.

Pantulan IR akan diterima oleh lensa pada detektor dan difokuskan ke linear CCD array. Detektor akan mendeteksi sudut datang IR hasil pantulan sebagai parameter jarak. Perbedaan sudut sinar datang yang diterima oleh detektor sinar IR ini kemudian akan diproyeksikan oleh lensa pada bagian tertentu dari CCD array sesuai sudut datang dari IR. Dengan kata lain, lokasi penerima cahaya pada CCD array akan merepresentasikan jarak objek. Gambar 07 di bawah ini mengilustrasikan cara kerja sensor Sharp GP2D12 pada saat mendeteksi objek dekat dan saat mendeteksi objek jauh

Gambar 07. Ilustrasi cara kerja sensor Sharp GP2D12

2. Sensor Jarak Ultrasonik, R93-SRF05

Sensor Ultrasonik R93-SRF05 (biasa disebut SRF05) merupakan sensor jarak yang mampu mendeteksi jarak halangan di depannya pada rentang 3 cm – 3 m. Sensor ini menggunakan prinsip time of flight, artinya sensor tersebut akan mengukur waktu semenjak suara dipancarkan hingga terdengar suara pantulnya. Waktu yang terukur akan dibandingkan dengan jarak tempuhnya. Gambar di bawah ini adalah bentuk fisik dari sensor SRF05.

Prinsip kerja sensor ini digambarkan dalam Gambar 09. Pulsa ultrasonik, yang merupakan sinyal ultrasonik dengan frekuensi ±41 kHz sebanyak 12 periode, dikirimkan dari pemancar ultrasonik. Ketika pulsa mengenai benda penghalang, pulsa ini dipantulkan, dan diterima kembali oleh penerima ultrasonik. Dengan mengukur selang waktu antara saat pulsa dikirim dan pulsa pantul diterima. Jarak antara alat pengukur dan benda penghalang bisa dihitung

Gambar 08. Bentuk fisik Range Sensor SRF05

Gambar 09. Prinsip kerja sensor jarak ultrasonik