LAPORAN PRAKTIKUM SENSOR DAN TRANDUSER

FUNGSI TRANSFER PIR(Passive Infrared Receiver)

Dosen Pembimbing : Bapak Samsul Hidayat, S.Si, M.T.

Disusun oleh:

Istiqomah 309322417560Nunjil Hidayah 309322417568

Kelas/Offering : N/H

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN FISIKA

PRODI FISIKA

Mei 2012

FUNGSI TRANSFER PIR

A. LATAR BELAKANGPIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan

infrared. Temperatur merupakan salah satu ekspresi untuk energi kinetik dari pergerakan atom dan molekul. Jenis energi ini dapat diukur dengan berbagai fenomena antara lain perubahan volume, tekanan, resistansi, gaya elektromagnetik atau radiasi elektromagnetik. Passive Infrared (PIR) merupakan jenis radiasi pirometer untuk detektor foton. Radiasi yang datang akan menyebabkan detektor melepaskan sejumlah elektron dan menghasilkan sinyal listrik untuk digunakan dalam pengukuran. PIR mendeteksi radiasi infra merah dari tubuh manusia yang sering digunakan dalam teknologi deteksi gerak. Detektor suhu yang digunakan hanya untuk mendeteksi adanya sumber panas.

Pancaran sinyal Infra Red (IR) yang terdapat dalam spektrum elektromagnetik tidak dapat dilihat, tetapi dapat dideteksi. Setiap obyek yang dapat menghasilkan panas juga menimbulkan pancaran sinar IR, termasuk tubuh manusia dan hewan. Proses kerja sensor ini dilakukan dengan mendeteksi adanya radiasi panas tubuh manusia yang diubah menjadi perubahan tegangan. Namun perubahan tegangan pada PIR sangatlah kecil yaitu berkisar pada ordo 10 hingga 20 milivolt atau bahkan lebih kecil lagi. Hal ini sangat tergantung dari beberapa faktor yaitu, panas tubuh dari manusia yang dideteksi, jarak dengan sensor maupun suhu lingkungan.

Sensor PIR sangat sensitif terhadap radiasi infra merah sehingga ditambahkan fresnel lens untuk membatasi radiasi yang masuk sehingga sensor hanya akan menerima radiasi infra merah pada range panjang gelombang 8 - 14 μm. Radiasi infra merah tersebut diubah menjadi bentuk tegangan pada 5 Volt. Sensor PIR terbuat dari bahan kristal yang akan menimbulkan beban listrik ketika terkena panas dan pancaran sinyal infra merah. Perubahan intensitas pancaran dari sinyal infra merah juga menyebabkan perubahan beban listrik pada sensor. Elemen-elemen pada sensor juga sensitif terhadap penyinaran yang melebihi lebar jangkauan, sehingga ditambahkan filter pada kemasan TO5 untuk membatasi pancaran tubuh manusia.

Gambar A.1 Diagram Internal PIR

Sensor PIR mempunyai dua elemen sensing yang terhubungkan dengan masukan dengan susunan seperti yang terdapat dalam gambar1. Jika ada sumber panas yang lewat di depan sensor tersebut, maka sensor akan mengaktifkan sel pertama dan sel kedua sehingga akan menghasilkan bentuk gelombang seperti ditunjukkan dalam gambar2 . Sinyal yang dihasilkan sensor PIR mempunyai frekuensi yang rendah yaitu 0,2 – 5 Hz.

                             Gambar A.3 Blok Diagram Sensor PIR

Sensor PIR hanya mampu mendeteksi tubuh manusia dan hewan. 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, sedangkan tubuh manusia dan hewan menghasilkan panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer saja, sehingga dapat dideteksi oleh sensor. 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

Gambar A.2 Arah Deteksi dan Jangkauan Sensor PIR

Rangkaian Power Supply

Gerakan Manusia

LEDMenyala

Gambar D.1 Diagram Blok Rangkaian

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.

B. TUJUAN PERCOBAAN1. Memahami Fungsi transfer PIR2. Memahami proses kerja sensor PIR

C. ALAT DAN BAHAN1. Alat

Power Supply 20A, Variable Output Voltage

2. Bahan PIR LED Resistor 680K-1K/0,25W

D. DIAGRAM BLOK DAN SKEMA PERCOBAAN1. Diagram Blok

2. Skema Percobaan

R

-

+

Vcc, + 5VPIR

o

Gambar D.2 Skema Percobaan

E. LANGKAH PERCOBAAN1. Membuat rangkaian seperti gambar D.22. Menghubungkan Rangkaian pada Power Supply3. Menggerak-gerakkan badan di dekat rangkaian4. Mengamati perubahan yang terjadi pada lampu LED dan mencatat

hasilnya

F. DATA DAN PEMBAHASAN1. Data Percobaan

Saat ada gerakan manusia di dekat rangkaian Lampu LED menyala

Saat tidak ada gerakan manusia di dekat rangkaian Lampu LED mati

2. Analisa dan PembahasanBerdasarkan data hasil praktikum, diperoleh hasil, lampu LED

menyala saat ada gerkan manusia di dekat rangkaian dan mati saat tidak ada gerakan manusia di dekat rangkaian. 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, sedangkan tubuh manusia dan hewan menghasilkan panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer saja, sehingga dapat dideteksi oleh sensor. 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 arus tersebut menjadi output yang ditunjukkan dengan menyalanya lampu LED.

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 kemudian PIR menghasilkan output.

Jadi, dapat disimpulkan juga 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.

G. KESIMPULAN1. Fungsi transfer PIR adalah, sensor PIR dapat menghasilkan sebuah output

apabila sensor ini dihadapkan pada panas yang tidak memiliki panjang gelombang inframerah antar 8 sampai 14 mikrometer.

2. Prosesp kerja sensor PIR, dilakukan dengan mendeteksi adanya radiasi panas tubuh manusia dan hewan yang diubah menjadi perubahan tegangan.

H. DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2011. Cara Kerja Sensor PIR (Passive Infra Red), (Online),

(http://4.bp.blogspot.com/-60fWzv-yQY8/Tvu, diakses tanggal 06 Mei 2012).

Celulux. 2011. Pendeteksi Gerakan Manusia menggunakan sensor Passive Infra Red (PIR) dan Arduino,(Online), (http://cicink.files.wordpress.com, diakses tanggal 07 Mei 2012).

Hidayat, Samsul. 2012. Modul Praktikum Sensor dan Transduser. Malang: FMIPA Universitas Negeri Malang.