2.2 Sensor PIR Passive Infra Red 2.2.1 Infra Merah
Cahaya merupakan suatu bentuk radiasi dari gelombang elektromagnetik yang pada prinsipnya sama dengan gelombang radio, misalnya infrared, ultraviolet, dan sinar-
dimana yang membedakannya adalah panjang gelombang dan frekuensinya. Panjang gelombang dari cahaya tampak yakni 400 nm hingga 800 nm, dan ultraviolet memiliki
panjang gelombang lebih pendek dari 400 nm, sedangkan sinar infra merah mempunyai panjang gelombang antara 0,76 μm – 100 μm. Dalam beberapa kasus,
panjang gelombangnya bisa mencapai 3 μm – 100 μm yang disebut far-infrared.
Hubungan antara frekuensi dan panjang gelombang dapat dirumuskan dengan: λ =
� �
Dimana : c
≅ 3 x 10
8
ms= kecepatan gelombang elektromagnetik dalam vakum λ = panjang gelombang m
ƒ = frekuensi Hz Karakteristik cahaya Foton dapat ditemukan dalam gelombang
elektromagnetik pada frekuensi partikular dalam kuantisasi diskrit energi. Jika beberapa sumber mengeluarkan energi dari satu frekuensi , maka dinamakan quanta.
Inilah yang dinamakan foton. Dirumuskan: �
�
= ��
λ = ��
Dimana :
W
p
= energi eV c
= kecepatan cahaya3 x 10
8
ms
2
λ = panjang gelombang m
h = konstanta plank 6,62.10
-34
Js f
= frekuensi S
-1
Infra merah dapat digunakan untuk memancarkan data maupun sinyal suara dimana keduanya membutuhkan sinyal carier untuk membawa sinyal data maupun
sinyal suara hingga sampai pada receiver. Untuk transmisi sinyal suara biasanya
Universitas Sumatera Utara
digunakan rangkaian voltage to frekwensi converter yang berfungsi untuk mengubah tegangan sinyal suara menjadi frekuensi.
2.2.2 Pengenalan Sensor PIR
PIR Passive Infra Red merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari LED Inframerah dan
fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti LED Inframerah. 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.
Gambar 2.1 Bentuk fisik PIR 2.2.3 Fungsi Pin Sensor PIR
Berikut ini adalah susunan pinkaki dari pin-pin Sensor PIR yaitu:
Tabel 2.1 Fungsi pin Sensor PIR Sensor PIR
Port Control
OP Pin 4I1
V
+
Pin 1 VCC GND
Pin 2GND Berikut adalah gambar deskripsi dari pin-pin Sensor PIR
Universitas Sumatera Utara
gnd vcc
vo
Gambar 2.2 Pin Sensor PIR
2.2.4 Cara Kerja Sensor PIR
Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter mampu
menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 µm sampai 14 µm, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara
9 µm sampai 10 µm ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Misalnya 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.
Universitas Sumatera Utara
Berikut adalah diagram blok dari sensor PIR:
Gambar 2.3 Diagram
Blok Sensor PIR
Bagian- bagian dari sensor PIR yaitu: a
Fresnel Lens b
IR Filter c
Pyroelectric sensor d
Amplifier e
Comparator
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. 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 hal ini disebabkan pancaran sinar inframerah pasif ini
membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter
mampu menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 µm sampai 14 µm, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar
antara 9 µm sampai 10 µm ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Misalnya 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
Universitas Sumatera Utara
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.
Gambar 2.4 Sebuah Objek melewati sensor PIR
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.4 ketika ada sebuah objek melewati sensor, pancaran radiasi infra merah pasif yang dihasilkan akan dihasilkan akan
dideteksi oleh sensor. Energi panas yang dibawa oleh sinar infra merah pasif ini menyebabkan aktif material pyroelektric di dalam sensor yang kemudian
menghasilkan arus listrik. 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 menghasilkan 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 antara 8 µm sampai 14 µm
Secara umum penggunaan PIR untuk aplikasi tadi hampir sama,sensor ini banyak di gunakan untuk security system, lighting control, temperature system dan
pintu otomatis.Misalnya sensor ini digunakan untuk lighting control dan temperature control, ketika seseorang berada di sebuah ruangan sensor akan mendeteksi kehadiran
Universitas Sumatera Utara
manusia dan kemudian menghidupkan lampu atau menghidupkan kipas dan ketika tidak ada orang yang dideteksi lampu akan mati. Masalah penempatan sensor juga
harus diperhitungkan, jangan sampai ketika orang sudah ada di dalam ruangan tapi belum terdeteksi sehingga lampu tidak juga menyala atau kipas tidak juga menyala
PIR untuk aplikasi lighting control dan temperature control tidak memerlukan power supply karena sensor ini langsung di koneksi langsung ke installasi listrik dengan
sumber tegangan 220VAC.
2.3 Fotodioda
