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