Sensor adalah perangkat yang merespon tekanan, energi termal, energi akustik, energi elektromagnetik, gerak, atau magnet dengan menghasilkan sinyal listrik.
Pengembangan semikonduktor dari tahun 1940 hingga 1950-an menghasilkan perangkat penginderaan cahaya yang ringkas, lebih murah, dan efisien seperti sensor optik.
Sensor ini terutama dikembangkan untuk meningkatkan efisiensi & keandalan sistem kontrol dengan biaya lebih murah.
Sensor optik mampu mendeteksi cahaya pada rentang spektrum elektromagnetik tertentu seperti tampak, inframerah & ultraviolet.
Sensor ini mendeteksi frekuensi, polarisasi cahaya, atau panjang gelombang & mengubahnya menjadi sinyal listrik karena efek fotolistrik. Jadi, artikel ini membahas ikhtisar sensor optik – bekerja dengan aplikasi.
Apa itu Sensor Optik?
Definisi sensor optik adalah; sensor yang digunakan untuk mengubah sinar cahaya menjadi sinyal elektronik.
Sensor-sensor ini membantu dalam mengukur intensitas cahaya insiden dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat dibaca melalui alat pengukur yang tergabung berdasarkan jenis sensor.
Umumnya, sensor ini merupakan bagian penting dari sistem yang lebih besar yang mencakup sumber cahaya, sensor, dan alat pengukur itu sendiri.
Secara umum, sensor optik terdiri dari pembuat enkode, alat ukur optik, kisi-kisi, serat optik dan perangkat lainnya.
Jadi semua perangkat ini saling membantu untuk memungkinkan sensor optik berfungsi secara normal & mengukur data yang berbeda dengan tepat.
Ciri-ciri sensor optik adalah; kemampuannya untuk menghitung perubahan dari berkas cahaya. Jadi perubahan ini seringkali bergantung pada perubahan intensitas cahaya.
Sensor ini dapat berfungsi baik pada teknik satu titik atau dengan distribusi titik. Signifikansi utama untuk menggunakan sensor ini adalah memegang bagian tertentu dari properti yang diukur. Itu harus selalu tetap responsif terhadap properti.
Prinsip Kerja Sensor Optik
Sensor optik memiliki kapasitas untuk mendeteksi cahaya biasanya pada rentang spektrum elektromagnetik yang tepat seperti cahaya tampak, inframerah, dan ultraviolet.
Sensor ini hanya mendeteksi polarisasi cahaya, panjang gelombang, atau frekuensi dan mengubahnya menjadi sinyal listrik karena efek fotolistrik.
Prinsip pendeteksian sensor optik terutama bergantung pada perubahan dalam karakteristik sinyal optik. Sensor ini sebagian besar bekerja dengan menggunakan cahaya sebagai mediumnya, sehingga jarak pendeteksiannya sangat jauh.
Secara umum, ada dua komponen dalam penginderaan optik yaitu. pemancar (yaitu sumber optik) dan penerima (detektor optik). Konsep tersebut digambarkan pada gambar dengan contoh serat optik.
Seperti yang ditunjukkan berkas cahaya mengubah parameternya ketika ada objek yang masuk di antara pemancar dan penerima.
Ada lima parameter cahaya yang berguna yang diukur dalam penginderaan optik yaitu. intensitas, fase, panjang gelombang, polarisasi, dan distribusi spektral.
Karena munculnya teknologi penginderaan optik, berikut pengukuran fisik dan kimia dapat diukur. Mereka, Suhu, aliran, tekanan, perpindahan, tingkat cairan, getaran, rotasi, akselerasi, medan magnet, gaya, Ph, radiasi, spesies kimia, kelembaban, regangan, medan listrik, kecepatan, medan akustik, dll.
Jenis Sensor Optik
Ada berbagai jenis sensor optik seperti sensor Through Beam, Diffuse reflective dan Retro-reflective.
Melalui Sensor Optik Beam
Sensor optik through-beam mencakup pemancar dan penerima yang diatur dengan saling menunjuk sehingga dapat membuat jalur sinar cahaya secara langsung. Begitu ada objek yang mendekati di tengah jalur ini maka intensitas cahaya akan berubah dan dengan demikian objek terdeteksi.
Sensor Reflektif Difus
Sensor reflektif difus ini memiliki pemancar dan penerima yang disusun sejajar satu sama lain. Setelah pemancar menghasilkan sinyal cahaya kemudian dipantulkan melalui objek. Pantulan cahaya ini dapat dengan mudah diukur melalui penerima.
Jenis sensor ini terutama digunakan untuk melakukan diferensiasi warna. Jika LED merah digunakan sebagai sumber cahaya, maka sulit membedakan cahaya merah dan putih karena kedua lampu warna merah & putih memiliki jumlah pantulan yang sama.
Sensor retro-reflektif
Sensor optik semacam ini memiliki pemancar dan penerima yang diatur dalam satu wadah. Pemancar menghasilkan sinar cahaya yang dipantulkan melalui reflektor dan diterima oleh penerima.
Jika ada objek yang mendekat di tengah jalur sinar cahaya ini, maka objek tersebut akan rusak. Jadi objek di penerima terdeteksi berdasarkan variasi antara intensitas pancaran cahaya dan parameter lainnya.
Diagram Rangkaian Sensor Optik
Alarm asap optik juga disebut alarm asap foto-listrik yang terutama digunakan di lounge, kamar tidur, lorong, dll. Alarm asap ini merespons dengan sangat cepat terhadap api yang tampak membara.
Rangkaian ini menggunakan Transmissive Optical Sensor TCST2103. Sensor ini terutama mencakup emitor & fototransistor IR yang disusun berhadap-hadapan pada sumbu optik dalam paket bertimbal sehingga cahaya tampak dapat diblokir.
Komparator ganda seperti LM393 terhubung untuk mengganti beban listrik eksterior setelah level input non-pembaliknya turun di bawah ambang tertentu, yang diatur melalui trimpot RP1 yang terhubung dengan input pembaliknya.
Pada rangkaian detektor asap di atas, resistor R1 digunakan untuk membatasi aliran arus LED IR di dalam sensor optik sedangkan resistor R4 membatasi aliran arus di seluruh LED1.
Resistor R3 dihubungkan sebagai resistor pull-up pada output IC1. Output ini terutama digunakan untuk mengontrol sirkuit eksterior untuk menggerakkan sinyal audio atau visual yang sangat kuat seperti klakson, suar, dll.
Sirkuit ini juga dapat melihat asap dengan pasti tetapi dengan sensor optik TCST2103; sirkuit ini memantau jalur cahaya tak terlihat terus-menerus di antara pemancar dan penerima cahaya dan memberikan peringatan setiap kali sinar cahaya terganggu melalui asap padat di dalam slot sensor.
Di sini, prinsip kerja sensor asap optik ini agak berbeda dibandingkan dengan detektor asap optik komersial.
Dalam detektor komersial, pemancar IR secara tidak teratur menghasilkan berkas cahaya tak terlihat ke dalam ruang penerima IR untuk memverifikasi partikel asap.
Setelah kebakaran terjadi maka asap masuk ke ruangan dengan menggunakan ventilasi pembuka & partikel asapnya dapat menyebabkan sinar cahaya menyebar ke penerima IR.
Ketika cahaya yang tersebar ini menyerang penerima IR maka elektronik yang terkait di sirkuit akan membuat alarm memberi peringatan kepada penghuni.
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan sensor optik antara lain sebagai berikut.
- Ini tersedia dalam ukuran kecil dengan berat kurang.
- Berlaku untuk penginderaan jauh.
- Sensitivitasnya tinggi.
- Inert secara kimiawi.
- Rentang dinamisnya lebar.
- Ia mampu memantau berbagai parameter fisik dan kimia.
- Pengoperasiannya dapat diandalkan.
- Fleksibilitas & Kekokohan.
- Sensor ini menggabungkan pemancar inframerah & fotodetektor dalam satu paket.
- Ini mampu memberikan penginderaan multipleks / terdistribusi.
Kelemahan sensor optik meliputi yang berikut ini.
- Sensor optik mahal.
- Rentan terhadap kerusakan fisik
- Rentan terhadap intrusi dari efek ekologis.
- Ada berbagai jenis kerugian yang terjadi dalam domain optik seperti penyerapan, coupler,
hamburan, penyisipan, pengotor, refleksi, dll.
Aplikasi Sensor Optik
Aplikasi sensor optik dibahas di bawah ini.
- Sensor optik digunakan di telepon pintar untuk mengatur kecerahan layar.
- Ini digunakan dalam jam tangan pintar untuk mengukur detak jantung orang tersebut.
- Sensor ini tersedia di bidang energi untuk memantau struktur yang mendistribusikan, memproduksi, dan mengubah daya listrik.
- Sensor ini digunakan sebagai sensor cahaya sekitar di ponsel.
- Ini digunakan dalam aplikasi biomedis untuk analisis napas dan pemantauan detak jantung.
- Ini digunakan sebagai indikator ketinggian air.
- Sensor optik digunakan dalam indikator level cairan.
- Ini adalah bagian penting di banyak perangkat umum seperti mesin Xerox, komputer dan perlengkapan lampu yang aktif dalam gelap secara otomatis.
- Ini adalah komponen elektronik yang terutama dirancang untuk mendeteksi dan mengubah sinyal cahaya kejadian menjadi sinyal listrik.
- Ini sangat berguna dalam mengukur intensitas cahaya insiden dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat dibaca melalui instrumen terintegrasi.
- Ini digunakan untuk mendeteksi lensa kontak, menghitung, dan sebaliknya deteksi bagian.
- Sensor optik digunakan dalam pencitraan, satelit penginderaan jauh, metrologi, perangkat medis, dan aplikasi berbasis kontrol kualitas dan proses.
- Ini digunakan dalam medis dan kesehatan, elektronik konsumen, dan industri atau komersial.
- Ini digunakan dalam beberapa aplikasi komersial dan penelitian untuk proses dan kontrol kualitas, metrologi, teknologi medis, penginderaan jauh dan pencitraan.
Jadi itulah penjelasan mengenai apa itu sensor optik yang dapat tim elektronikapedia.com jabarkan. Jika ada pertanyaan, silahkan bertanya pada kolom komentar dibawah ini.
