Arduino Part 23. Sensor gerak PIR - Sensor Maling

Sensor passive infrared (PIR) merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infrared dari suatu objek seperti manusia atau hewan. Sesuai namanya maka sensor ini bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infrared melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar inframerah dari luar.

Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi thermal dari sinar inframerah yang dipancarkan suatu objek seperti pada manusia dan hewan. Sehingga sensor ini bisa digunakan untuk mendeteksi gerakan manusia ataupun hewan. Untuk mendeteksi perubahan tersebut, elemen piroelektrik digunakan didalam modul sensor tersebut.

BLOK DIAGRAM SENSOR PIR

Blog diagram sensor PIR seperti gambar dibawah ini:

Fresnel Lens

Fresnel lens hampir sama dengan lensa cembung yang memiliki kemampuan untuk memfokuskan sinar dan membuat intensitas cahaya yang relatif konstan diseluruh lebar berkas cahaya. Jadi lensa fresnel ini digunakan pada sensor PIR agar dapat menangkap sinar infrared, lalu memfokuskannya sehingga intensitas cahayanya bisa konstan.

IR Filter

IR filter pada sensor PIR ini bisa menyaring sinar infrared yang memiliki panjang gelombang 8 – 14 µm (mikro meter). Panjang gelombang sinar infrared yang dipancarkan oleh tubuh manusia sekitar 9 – 10 µm, sehingga IR Filter ini sangat cocok untuk mendeteksi tubuh manusia.

Pyroelectric Sensor

Tubuh manusia memiliki suhu rata-rata sekitar 32^oC. Ini merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancara infrared inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor. Pyroelectric sensor terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat, dan litium tantalite. Dengan susunan bahan tersebut maka Pyroelectric sensor dapat menghasilkan arus listrik.

Mengapa bisa menghasilkan arus listrik?

Karena pancaran sinar infrared ini membawa energi panas, sehingga maka material Pyroelectric sensor akan bereaksi dengan menghasilkan arus listrik. Prinsipnya mirip seperti listrik tenaga surya.

Amplifier

Arus listrik yang dihasilkan Pyroelectric sensor masih terlalu kecil sehingga dibutuhkan penguatan. Komponen penguatnya disebut amplifier.

Comparator

Fungsi comparator adalah membandingkan arus listrik sensor PIR dengan kondisi sekitar. Jika terjadi gerakan manusia maka akan terjadi perbedaan listrik pada sensor PIR yang dibandingkan dengan kondisi sekitarnya, perbedaan ini akan menghasilkan tegangan pada output comparator. Tegangan yang dihasilkan oleh comparator berupa sinyal digital yaitu HIGH (1) dan LOW (0). Jika ada objek yang bergerak maka outputnya akan HIGH (1) dan jika tidak ada objek yang bergerak maka outputnya LOW (0).

BENTUK SENSOR PIR

Bentuk sensor PIR bisa dilihat pada gamar dibawah ini:

Terlihat pada sensor PIR terdapat 3 buah pin yaitu :

VCC yang terhubung ke + 5 V
OUT yang dihubungkan ke pemantau sensor, driver relay atau mikrokontrolller
GND dihubungkan Ground

Tutup putih pada sensor itu merupakan lensa Fresnel. Jarak deteksi sensor PIR ini minimum 30 cm dan maksimum sekitar 10 meter. Didalam sensor PIR terdapat sensor phototransitor infrared type: RE200B.

MODE JUMPER

Pada sersor PIR terdapat jumper warna kuning sperti pada gambar dibawah ini:

Setting jumper pada mode “H” atau Repeatable Trigger

Jika mode H maka sensor akan mereset ulang timer setiap kali mendeteksi adanya suatu gerakan. Jadi walaupun timer atau delay masih belum selesai maka sensor masih dapat di trigger ulang dan akan mereset timer mulai dari awal lagi setiap terjadi gerakan. Mode ini cocok kalau mau diaplikasikan untuk lampu kamar mandi, saat tidak ada gerakan maka lampu akan mati dan lampu akan selalu hidup jika terdeteksi adanya gerakan.

Setting jumper pada mode “L” atau No Repeatable Trigger

Jika mode L maka trigger sensor hanya membaca 1 kali gerakan saja tepatnya gerakan pertama lalu sensor akan mempertahankan outputnya selama waktu delay atau timernya. Jika waktu delay atau timernya belum selesai atau habis maka sensor tidak akan merespon gerakan-gerakan yang terjadi. Sensor akan kembali normal dan akan mendeteksi gerakan kembali setelah selesai waktu delay atau timernya.

TIME DELAY DAN SENSITIFITAS

Pada sensor PIR terdapat 2 buah trimpot yang bisa diatur dengan cara diputar. Gambarnya bisa dilihat pada gambar dibawah ini:

Trimpot A

Trimpot A berfungsi untuk mengatur Time Delay (waktu tunda). Jadi pada saat sensor sudah aktif, maka akan output sensor akan mengeluarkan logika HIGH (1). Logika HIGH (1) pada output ini akan bertahan selama waktu delay.

Jika Trimpot A diputar ke arah kiri (berlawanan arah jarum jam) atau arah minimum maka waktu delaynya akan semakin kecil atau singkat.

Jika Trimpot A diputar ke arah kanan (searah arah jarum jam) atau arah maksimum maka waktu delaynya akan semakin lama.

Trimpot B

Trimpot B berfungsi untuk mengatur Sensitifitas. Jika Trimpot B diputar ke arah kiri (berlawanan arah jarum jam) atau arah minimum maka sensitifitasnya akan semakin rendah dan jika diputar ke arah kanan (searah arah jarum jam) atau arah maksimum maka sensitifitasnya akan semakin tinggi sehingga gerakan hewan yang kecilpun dapat di deteksi dengan baik.

UJI COBA SENSOR GERAK PIR TANPA ARDUINO

Untuk ujicoba sensor PIR bisa dilakukan tanpa menggunakan arduino. Komponen yang dibutuhkan adalah : sensor PIR, resistor 330 ohm, dan lampu LED. Skema rangkaiannya adalah sbb :

Untuk power supply 5 volt bisa menggunakan charger handphone. Setelah itu silahkan lakukan gerakan di sekitar sensor. Pada saat terjadi gerakan maka lampu LED akan menyala, dan jika tidak terdeteksi gerakan maka lampu LED akan mati. Jika sudah berhasil silahkan atur trimpot A dan B amati perubahannya, lalu silahkan ujicoba untuk mode H dan L, amati perubahannya.

Jika ujicoba telah berhasil, maka kita bisa mengganti LED dengan lampu AC 220 V. Untuk menyalakan lampu 220 V tanpa Arduino kita bisa menambahkan modul driver relay. Skema rangkaiannya seperti gambar di bawah ini:

ALARM SENSOR GERAK DENGAN ARDUINO (SENSOR MALING)

Sensor gerak PIR bisa kita manfaatkan menjadi alarm maling. Jadi saat ada orang melintas maka akan muncul bunyi alarm. Suara Alarm bisa menggunakan buzzer. Skema rangkaiannya sebagai berikut:

Setelah selesai merakit silahkan anda ketik sketch program dibawah ini :

// ------------------------------

// Aplikasi sensor PIR
// untuk Alarm MALING
// www.elektronikahendry.com
// ------------------------------

const int SENSOR = 4;
int BUZZER = 3;

void setup()
{
pinMode(SENSOR, INPUT);
pinMode(BUZZER, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
// Baca sensor
int dataSensor = digitalRead(SENSOR);

if (dataSensor == 1)
{
Serial.println("MALING");
digitalWrite(BUZZER, HIGH);
delay(50);
digitalWrite(BUZZER, LOW);
delay(50);
digitalWrite(BUZZER, HIGH);
delay(50);
digitalWrite(BUZZER, LOW);
delay(50);
}
else
Serial.println("AMAN");

delay(100);
}

Setelah selesai, maka lakukan verfify dan upload program ke board arduino. Hasilnya bisa lihat seperti video berikut ini.

Anda juga bisa buka serial monitor, maka nanti akan ada tulisan AMAN jika tidak ada gerakan yang mencurigakan dan akan muncul tulisan MALING jika terdeteksi gerakan yang akan masuk ke rumah.

Terimakasih, semoga ada manfaatnya.