Sensor Cahaya

Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat memberikan perubahan besaran elektrik pada saat terjadi perubahan intensitas cahaya yang diterima oleh sensor cahaya tersebut. Dilihat dari perubahan output sensor cahaya maka sensor cahaya dapat dibedakan kedalam 2 tipe yaitu sensor cahaya tipe fotovoltaic dan sensor cahaya tipe fotoconduktive.

a)    Tipe Fotovoltaik

Sensor cahaya tipe fotovoltaic adalah sensor cahaya yang dapat memberikan perubahan tegangan pada output sensor cahaya tersebut apabila sensor tersebut menerima intensitas cahaya. Sensor cahaya tipe photovoltaic adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik.

Apabila solar cell menerima pancaran cahaya maka pada kedua kaki solar cell akan muncul tegangan DC sebesar 0,1 Vdc sampai 0,5 Vdc untuk tiap cell.

Penjelasan bisa di tonton pada video di bawah ini:

b)    Tipe Fotokonduktif

Sensor cahaya tipe fotokonduktif akan memberikan perubahan resistansi pada terminal outputnya sesuai dengan perubahan intensitas cahaya yang diterimanya. Sensor cahaya tipe fotokonduktif ini ada beberapa jenis diantaranya adalah:

LDR (Light Depending Resistor)

Apabila LDR (Light Dependent Resistor) menerima cahaya maka nilai konduktansi antara kedua kakinya akan meningkat (resistansi turun). Semakin besar cahaya yang diterima maka semakin tinggi nilai konduktansinya (nilai resistansinya semakin rendah). Aplikasi LDR salah satunya pada lampu penerangan jalan yang akan menyala otomatis pada saat cahaya matahari mulai redup.

Prinsip Kerja Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) yaitu Resistansi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada di sekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10 MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida.

Phototransistor

Photo transistor adalah suatu transistor yang memiliki resistansi antara kaki kolektor dan emitor dapat berubah sesuai intensitas cahaya yang diterimanya. Photo transistor memiliki 2 terminal output dengan nama emitor dan colektor, dimana nilai resistansi emitor dan kolektor tersebut akan semakin rendah apabila intensitas cahaya yang diterim photo transistor semakin tinggi.

Photo transistor prinsip kerjanya sama halnya dengan transistor pada umum, fungsi bias tegangan basis pada transistor biasa digantikan dengan besaran cahaya yang diterima photo transistor. Pada saat photo transistor menerima cahaya maka nilai konduktansi kaki kolektor dan emitor akan naik (resistansi kaki kolektor-emitor turun).

Photodioda

Sensor photo dioda merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, sensor photodioda akan mengalami perubahan resistansi pada saat menerima intensitas cahaya dan akan mengalirkan arus listrik secara forward sebagaimana diode pada umumnya. Sensor photodioda adalah salah satu jenis sensor peka cahaya (photodetector). Jenis sensor peka cahaya lain yang sering digunakan adalah phototransistor.

Sama seperti LDR, photo diode juga akan mengubah besaran cahaya yang diterima menjadi perubahan konduktansi pada kedua kakinya, semakin besar cahaya yang diterima semakin tinggi juga nilai konduktansinya dan sebaliknya. Pada photo diode walaupun nilai konduktansi tinggi (resistansi rendah) tetapi arus listrik hanya dapat dialirkan satu arah saja dari kaki Anoda ke kaki Katoda.

Sensor Proximity

Proximity sensor atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan sensor jarak adalah sensor elektronik yang mampu mendeteksi keberadaan objek disekitarnya tanpa adanya sentuhan fisik.

Sensor Proximity merupakan sensor atau saklar yang dapat mendeteksi adanya target (jenis logam) dengan tanpa adanya kontak fisik, sensor jenis ini biasanya terdiri dari alat elektonis solid-state yang terbungkus rapat untuk melindunginya dari pengaruh getaran, cairan, kimiawi, dan korosif yang berlebihan. Sensor ini dapat diaplikasikan pada kondisi penginderaan pada objek yang dianggap terlalu kecil/lunak untuk menggerakkan suatu mekanis saklar. Prinsip kerjanya adalah dengan memperhatikan perubahan amplitudo suatu lingkungan medan frekuensi tinggi.

Mengapa digunakan sensor proximity, ada beberapa hal atau kondisi digunakannya sensor ini antara lain:

•         Object yg di deteksi terlalu kecil

•         Respons cepat dan kecepatan switching di perlukan Contoh: Dalam menghitung atau eject control applications.

•         Objek yg di deteksi harus di indra / check dengan adanya pembatasan non metalik (non logam) seperti kaca, plastik dan karton kertas.

•         Lingkungan yg berbahaya, dimana lingkungan tersebut tidak diijinkan adanya kontak mekanik.

Sensor Proximity dapat diklasifikasikan menjadi 4 jenis, yaitu Inductive Proximity Sensor, Capacitive Proximity Sensor, Ultrasonic Proximity Sensor dan Photoelectric Sensor. Berikut adalah penjelasan singkat tentang keempat jenis Proximity Sensor ini.

a)    Inductive Proximity Sensor (Sensor Jarak Induktif)

Sensor Jarak Induktif atau Inductive Proximity Sensor adalah Sensor Jarak yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan logam baik logam jenis Ferrous maupun logam jenis non-ferrous.

Sensor induktif sering digunakan sebagai pengganti saklar mekanis karena kemampuannya yang dapat beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi dari sakelar mekanis biasa. Sensor Jarak Induktif ini juga lebih andal dan lebih kuat.

Inductive Proximity Sensor ini pada dasarnya terdiri dari sebuah osilator, sebuah koil dengan inti ferit, rangkaian detektor, rangkaian output, kabel dan konektor.

b)    Capacitive Proximity Sensor (Sensor Jarak Kapasitif)

Sensor Jarak Kapasitif atau Capacitive Proximity Sensor adalah Sensor Jarak yang dapat mendeteksi gerakan, komposisi kimia, tingkat dan komposisi cairan maupun tekanan. Sensor Jarak Kapasitif dapat mendeteksi bahan-bahan dielektrik rendah seperti plastik atau kaca dan bahan-bahan dielektrik yang lebih tinggi seperti cairan sehingga memungkinkan sensor jenis ini untuk mendeteksi banyak bahan melalui kaca, plastik maupun komposisi kontainer lainnya.

Sensor Jarak Kapasitif ini pada dasarnya mirip dengan Sensor Jarak Induktif, perbedaannya adalah sensor kapasitif menghasilkan medan elektrostatik sedangkan sensor induktif menghasilkan medan elektromagnetik. Sensor Jarak Kapasitif ini dapat digerakan oleh bahan konduktif dan bahan non-konduktif.

c)    Ultrasonic Proximity Sensor (Sensor Jarak Ultrasonik)

Sensor Jarak Ultrasonik atau Ultrasonic Proximity Sensor adalah sensor jarak yang menggunakan prinsip operasi yang mirip dengan radar atau sonar yaitu dengan menghasilkan gelombang frekuensi tinggi untuk menganalisis gema yang diterima setelah terpantul dari objek yang mendekatinya. Sensor Proximity Ultrasonik ini akan menghitung waktu antara pengiriman sinyal dengan penerimaan sinyal untuk menentukan jarak objek yang bersangkutan.

d)    Photoelectric Proximity Sensor (Sensor Jarak Fotolistrik)

Sensor jarak fotolistrik atau Photoelectric Proximity Sensor adalah sensor jarak yang menggunakan elemen peka cahaya untuk mendeteksi objek. Sensor jarak fotolistrik terdiri dari sumber cahaya atau disebut dengan emitor dan penerima (Receiver).

Terdapat 3 jenis sensor jarak fotolistrik yaitu:

•         Direct Reflection, emitor dan emitter yang ditempatkan bersama menggunakan cahaya yang dipantulkan langsung Dari objek untuk dideteksi.

•         Refleksi dengan Reflektor, emitor dan receiver yang disimpan bersama dan membutuhkan reflector. Sebua objek dideteksi ketika objek tersebut menggunakan berkas cahaya antara sensor dan reflector.

•         Thru Beam, emitor dan receiver ditempatkan secara terpisah, mendeteksi suatu objek ketika objek tersebut mengganggu berkas cahaya antara pemancar dan penerima.