Gambar sensor PIR
Kita
pasti sering dengar tentang sensor. Sensor biasa digunakan untuk
mendeteksi suatu benda atau berbagai kegunaan yang lain. Salah satu
jenis sensor adalah PIR (Passive Infrared Receiver), sensor ini
merupakan sensor berbasis infrared namun tidak sama dengan IR LED dan
fototransistor. Perbedaan dengan IR LED adalah sensor PIR tidak
memancarkan apapun, namun sensor ini merespon energi dari pancaran
infrared pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya.
Salah satu benda yag memiliki pancaran infrared pasif adalah tubuh
manusia. Energi panas yang dipancarkan oleh benda dengan suhu diatas nol
mutlak akan dapat ditangkap oleh Sensor tersebut.
Bagian-bagian dari PIR adalah Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.
1. Fresnel Lens
Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar.
Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan
mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari
pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan
utama. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti
dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam
pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar
terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan
diseluruh lebar berkas cahaya.
2. IR Filter
IR
Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar
infrared 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. Sehingga Sensor
PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.
3. Pyroelectric sensor
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. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energy panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
4. Amplifier
Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
5. Comparator
Seterlah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh comparator sehingga mengahasilkan output.
Gambar blok diagram sensor PIR
Cara kerja pembacaan sensor PIR
Pancaran
infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor
pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka
sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Sensor pyroelektrik
terbuat dari bahan galium nitrida (GaN), cesium nitrat (CsNo3) dan litium tantalate (LiTaO3).
Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara
analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan
dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu
(keluaran berupa sinyal 1-bit). Jadi sensor PIR hanya akan mengeluarkan
logika 0 dan 1, 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya pancaran infra
merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah.
Sensor PIR didesain dan dirancang hanya mendeteksi pancaran infra merah
dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Diluar panjang gelombang
tersebut sensor tidak akan mendeteksinya. Untuk manusia sendiri memiliki
suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang
gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang
gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR. (Secara umum sensor PIR memang dirancang untuk mendeteksi manusia).