Rangkaian Pendeteksi Emas

Kesan saya ketika menjumpai rangkaian ini adalah 'mudah' dan 'sederhana' untuk membuat rangkaian ini.
Rangkaian ini mampu mendeteksi logam, emas atau koin di jarak sekitaran 20 cm, tergantung juga dengan ukuran objek yang akan terdeteksi.
Rangkaian ini berosilasi di sekitar 140 kHz dan harmonik frekuensi dideteksi menggunakan radio AM. Kita hanya tinggal mengatur AM radio receiver-nya hingga speaker berbunyi.
Bila didekatkan pada objek logam, frekuensi dari rangkaian akan berubah dan itu akan bisa kita rasakan dengan mendengar speaker dari AM radio.

Perhatikan rangkaian tersebut di bawah ini :

Skema Rangkaian Pendeteksi Emas

Sensor pada Smartphone

Mengenal Ragam Sensor pada Smartphone Android

Saat ini makin banyak teknologi yang dibenamkan pada perangkat berbasis Android. Namun tidak sedikit dari pengguna yang kurang mengetahui fungsi dari teknologi yang disematkan pada perangkat yang mereka gunakan. Salah satunya yaitu teknologi sensor. Secara umum, sensor di Android dibagi menjadi tiga kategori yaitu motion, environmental, dan position. Dari masing-masing kategori tersebut dibagi lagi menjadi beberapa jenis sensor yang disesuaikan dengan peruntukkannya. Semakin banyak teknologi sensor yang dibenamkan, makin mahal harga perangkat tersebut.

Tidak heran jika smartphone kelas premium menyertakan sensor yang lebih lengkap dibanding kelas entry level. Bahkan ada beberapa sensor yang hanya ada pada smartphone premium. Sebagai contoh, sensor Fingerprint atau Face Detector. Jenis sensor sendiri selalu terus bertambah seiring dengan perkembangan teknologi.  Untuk lebih lengkapnya, berikut daftar sensor yang paling umum ada di perangkat berbasis Android beserta fungsi dan kegunaannya.

Motion Sensor

• Accelerometer

Sensor yang selalu ada di setiap platform Android ini berfungsi untuk mengukur percepatan atau mendeteksi dan mengukur getaran serta gerakan. Sensor ini biasa diterapkan untuk mendeteksi pergerakan seperti shake atau tilt. Penggunaan paling umum dari sensor jenis ini adalah saat layar secara otomatis berubah dari mode potrait ke mode landscape. Atau saat memainkan game jenis balap dimana cara mengemudikannya dengan memiringkan posisi perangkat (tilt).

• Gyroscope

Mirip dengan accelerometer, sensor ini berfungsi untuk mendeteksi rotasi sebuah perangkat atau pergerakan atas, bawah, kiri, kanan, maju, mundur. Jika pada accelerometer dipengaruhi oleh gravitasi, maka gyroscope tidak dipengaruhi oleh gravitasi, oleh karena itu gerakan yang dihasilkannya lebih halus dibanding Accelerometer. Sensor ini biasa dimanfaatkan untuk game seperti Temple Run.

• Gravity

Sensor yang berkaitan dengan gaya gravitasi yang diterapkan ke perangkat pada tiga sumbu fisik (x, y, z). Sensor ini bekerja mengikuti arah gravitasi dari perangkat yang digunakan secara vertikal dan horisontal. Contohnya biasa digunakan pada game balap yang pengendaliannya dengan memiringkan layar. Mirip dengan Accelerometer, tapi sensor tersebut hanya digunakan untuk mendeteksi posisi saja, dan bukannya berdasarkan gravitasi.

Environmental Sensor

• Ambient Light

Sensor yang berfungsi untuk mendeteksi cahaya di sekitar dan menyesuaikan tingkat kecerahan agar pengguna dapat melihat tampilan layar dengan lebih jelas. Penyesuaian yang bisa diatur secara otomatis ini juga bisa mengurangi ketegangan pada mata sehingga lebih nyaman dan tidak cepat lelah. Selain itu sensor ini juga dimanfaatkan oleh aplikasi berbasis kamera guna memudahkan pengguna agar tidak repot mengatur tingkat kecerahan.

• Ambient Temperature

Sensor ini berfungsi untuk mengukur suhu ruang sekitar dalam derajat Celcius namun bisa pula dikonversi ke derajat Fahrenheit. Kegunaan lainnya yaitu bisa untuk menghitung tekanan angin, udara, serta kondisi cuaca. Tidak banyak perangkat Android yang memiliki sensor ini. Beberapa diantaranya yang menggunakannya yaitu smartphone seri Nexus, Galaxy S3 dan S4, serta lainnya.

• Barometer

Kegunaannya adalah sebagai sensor yang dapat mengukur tekanan atmofir. Sensor tersebut kebanyakan tertanam di ponsel high-end yang berfungsi untuk mengukur seberapa tinggi ponsel berada diatas permukaan laut dan meningkatkan akurasi GPS.

Position Sensor

• Magnetic Field

Banyak aplikasi penunjuk arah atau kompas yang tersedia di Play Store. Aplikasi-aplikasi tersebut memanfaatkan sensor Magnetic Field yang mampu mendeteksi medan magnet di sekitar smartphone. Tidak hanya itu, aplikasi lain seperti detektor logam sampai aplikasi pendeteksi hantu memanfaatkan sensor ini untuk mendeteksi gelombang elektromagnetic yang berada di sekitar smartphone.

• Proximity

Ketika smartphone ditempelkan pada telinga saat melakukan panggilan atau menerima telepon, otomatis layar akan mati sehingga sensor sentuh menjadi tidak aktif. Hal ini merupakan salah satu fungsi dari Proximity sensor agar aktivitas telepon tidak terganggu akibat sentuhan yang tidak diinginkan. Sensor ini juga membuat konsumsi baterai menjadi lebih hemat. Sebagai informasi tambahan, smartphone pertama yang menggunakan sensor ini adalah iPhone.

• Global Positioning System (GPS)

Bisa dibilang sudah banyak yang mengetahui fungsi dari sensor GPS. Sensor ini berguna untuk menentukan posisi pengguna dari hasil kalkulasi trigonometri berdasarkan sinyal-sinyal dari satelit terdekat yang berhasil diterima smartphone. Dengan mengaktifkannya, smartphone bisa melacak keberadaan pengguna ataupun orang lain serta digunakan sebagai sistem navigasi yang akan memandu pengguna untuk melihat atau menunjukkan suatu lokasi.

Sumber : pcplus.co.id

Pengenalan Arduino

1.  Mengenal Arduino

  Untuk memahami Arduino, terlebih dahulu kita harus memahami terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan physical computing. Physical computing adalah membuat sebuah sistem atau perangkat fisik dengan menggunakan software dan hardware yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan merespon balik. Physical computing adalah sebuah konsep untuk memahami hubungan yang manusiawi antara lingkungan yang sifat alaminya adalah analog dengan dunia digital. Pada prakteknya konsep ini diaplikasikan dalam desaindesain alat atau projek-projek yang menggunakan sensor dan microcontroller untuk menerjemahkan input analog ke dalam sistem software untuk mengontrol gerakan alat-alat elektro-mekanik seperti lampu, motor dan sebagainya.

   Pembuatan prototype atau prototyping adalah kegiatan yang sangat penting di dalam proses physical computing karena pada tahap inilah seorang perancang melakukan eksperimen dan uji coba dari berbagai jenis komponen, ukuran, parameter, program komputer dan sebagainya berulang-ulang kali sampai diperoleh kombinasi yang paling tepat. Dalam hal ini perhitungan angka-angka dan rumus yang akurat bukanlah satu-satunya faktor yang menjadi kunci sukses di dalam mendesain sebuah alat karena ada banyak faktor eksternal yang turut berperan, sehingga proses mencoba dan menemukan/mengoreksi kesalahan perlu melibatkan hal-hal yang sifatnya non-eksakta. Prototyping adalah gabungan antara akurasi perhitungan dan seni. Proses prototyping bisa menjadi sebuah kegiatan yang menyenangkan atau menyebalkan, itu tergantung bagaimana kita melakukannya.

    Misalnya jika untuk mengganti sebuah komponen, merubah ukurannya atau merombak kerja sebuah prototype dibutuhkan usaha yang besar dan waktu yang lama, mungkin prototyping akan sangat melelahkan karena pekerjaan ini dapat dilakukan berulang-ulang sampai puluhan kali – bayangkan betapa frustasinya perancang yang harus melakukan itu. Idealnya sebuah prototype adalah sebuah sistem yang fleksibel dimana perancang bisa dengan mudah dan cepat melakukan perubahan-perubahan dan mencobanya lagi sehingga tenaga dan waktu tidak menjadi kendala berarti. Dengan demikian harus ada sebuah alat pengembangan yang membuat proses prototyping menjadi mudah. 

   Pada masa lalu (dan masih terjadi hingga hari ini) bekerja dengan hardware berarti membuat rangkaian menggunakan berbagai komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, transistor dan sebagainya. Setiap komponen disambungkan secara fisik dengan kabel atau jalur tembaga yang disebut dengan istilah “hard wired” sehingga untuk merubah rangkaian maka sambungansambungan itu harus diputuskan dan disambung kembali. Dengan hadirnya teknologi digital dan microprocessor fungsi yang sebelumnya dilakukan dengan hired wired digantikan dengan program-program software. Ini adalah sebuah revolusi di dalam proses prototyping. Software lebih mudah diubah dibandingkan hardware, dengan beberapa penekanan tombol kita dapat merubah logika alat secara radikal dan mencoba versi ke-dua, ke-tiga dan seterusnya dengan cepat tanpa harus mengubah pengkabelan dari rangkaian.

 

Saat ini ada beberapa alat pengembangan prototype berbasis microcontroller yang cukup populer, misalnya :

• Arduino http://www.arduino.cc  
• I-CubeX http://www.infusionsystems.com  
• Arieh Robotics Project Junior http://www.arobotineveryhome.com  
• Dwengo http://www.dwengo.org  
• EmbeddedLab http://www.embedded.arch.ethz.ch  
• GP3 http://www.awce.com/gp3.htm

Di antara sekian banyak alat pengembangan prototype, Arduino adalah salah satunya yang paling banyak digunakan.

   Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi. 

   Salah satu yang membuat Arduino memikat hati banyak orang adalah karena sifatnya yang open source, baik untuk hardware maupun software-nya. Diagram rangkaian elektronik Arduino digratiskan kepada semua orang. Anda bisa bebas men-download gambarnya, membeli komponen-komponennya, membuat PCB-nya dan merangkainya sendiri tanpa harus membayar kepada para pembuat Arduino. Sama halnya dengan IDE Arduino yang bisa di-download dan diinstal pada komputer secara gratis. Kita patut berterima kasih kepada tim Arduino yang sangat dermawan membagi-bagikan kemewahan hasil kerja keras mereka kepada semua orang. Saya pribadi betul-betul kagum dengan desain hardware, bahasa pemrograman dan IDE Arduino yang berkualitas tinggi dan sangat berkelas.

   Arduino dikembangkan oleh sebuah tim yang beranggotakan orang-orang dari berbagai belahan dunia. Anggota inti dari tim ini adalah:  

• Massimo Banzi Milano, Italy 
• David Cuartielles Malmoe, Sweden  
• Tom Igoe New York, US  
• Gianluca Martino Torino, Italy  
• David A. Mellis Boston, MA, USA

Profil mengenai anggota tim tersebut dan kontribusinya bisa diakses pada situs web: 

http://www.arduino.cc/playground/Main/People.  

   Saat ini komunitas Arduino berkembang dengan pesat dan dinamis di berbagai belahan dunia. Bermacam-macam kegiatan yang berkaitan dengan projek-projek Arduino bermunculan dimanamana, termasuk di Indonesia. Yang membuat Arduino dengan cepat diterima oleh orang-orang adalah karena:

• Murah, dibandingkan platform yang lain. Harga sebuah papan Arduino tipe Uno asli buatan Italia yang saya beli di tahun 2011 seharga Rp 290.000,-. Sebuah investasi yang sangat murah untuk berbagai keperluan projek. Harganya akan lebih murah lagi jika pengguna membuat papannya sendiri dan merangkai komponen-komponennya satu per satu.
• Lintas platform, software Arduino dapat dijalankan pada system operasi Windows, Macintosh OSX dan Linux, sementara platform lain umumnya terbatas hanya pada Windows.
• Sangat mudah dipelajari dan digunakan. Processing adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk menulis program di dalam Arduino. Processing adalah bahasa pemrograman tingkat tinggi yang dialeknya sangat mirip dengan C++ dan Java, sehingga pengguna yang sudah terbiasa dengan kedua bahasa tersebut tidak akan menemui kesulitan dengan Processing. Bahasa pemrograman Processing sungguh-sungguh sangat memudahkan dan mempercepat pembuatan sebuah program karena bahasa ini sangat mudah dipelajari dan diaplikasikan dibandingkan bahasa pemrograman tingkat rendah seperti Assembler yang umum digunakan pada platform lain namun cukup sulit. Untuk mengenal Processing lebih lanjut, silakan mengunjungi situs web-nya di http://www.processing.org.
• Sistem yang terbuka, baik dari sisi hardware maupun software-nya.

Sangat menarik ketika membuka kotak pembungkus papan Arduino terdapat tulisan bahwa Arduino diperuntukan bagi seniman, perancang dan penemu. Sungguh membesarkan hati dan membangkitkan semangat bahwa penggunanya tidak harus teknisi berpengalaman atau ilmuwan berotak jenius. Anda tertarik untuk menjadi seniman digital?

 

Secara umum Arduino terdiri dari dua bagian, yaitu:

1. Hardware:  papan input/output (I/O)  
2. Software:  Software Arduino meliputi IDE untuk menulis program, driver untuk koneksi dengan komputer, contoh program dan library untuk pengembangan program. 

2.  Jenis-jenis Arduino

Saat ini ada bermacam-macam bentuk papan Arduino yang disesuaikan dengan peruntukannya seperti diperlihatkan berikut ini:

Arduino USB

Menggunakan USB sebagai antar muka pemrograman atau komunikasi komputer. Contoh:  

• Arduino Uno  
• Arduino Duemilanove  
• Arduino Diecimila  
• Arduino NG Rev. C  
• Arduino NG (Nuova Generazione)  
• Arduino Extreme dan Arduino Extreme v2  
• Arduino USB dan Arduino USB v2.0 

Arduino Serial

Menggunakan RS232 sebagai antar muka pemrograman atau komunikasi komputer.

 Contoh: Arduino Serial dan Arduino Serial v2.0

Arduino Mega

Papan Arduino dengan spesifikasi yang lebih tinggi, dilengkapi tambahan pin digital, pin analog, port serial dan sebagainya. Contoh:

• Arduino Mega  
• Arduino Mega 2560  

Arduino FIO

Ditujukan untuk penggunaan nirkabel.

Arduino Lilypad

Papan dengan bentuk yang melingkar. Contoh: LilyPad Arduino 00, LilyPad Arduino 01, LilyPad Arduino 02, LilyPad Arduino 03, LilyPad Arduino 04

Arduino Bluetooth

Mengandung modul bluetooth untuk komunikasi nirkabel. 

Arduino Nana dan Arduino Mini

Papan berbentuk kompak dan digunakan bersama breadboard. Contoh:  

• Arduino Nano 3.0, Arduino Nano 2.x  
• Arduino Mini 04, Arduino Mini 03, Arduino Stamp 02 

   Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah microcontroller 8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560. 

   Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam sebuah microcontroller, pada gambar berikut ini diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari microcontroller ATmega328 (dipakai pada Arduino Uno).

Blok-blok di atas dijelaskan sebagai berikut:  

• Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485.  
• 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.  
• 32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga menyimpan bootloader. Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM akan dieksekusi.  
• 1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino.  
• Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk menjalankan setiap instruksi dari program.  
• Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.  

Setelah mengenal bagian-bagian utama dari microcontroller ATmega sebagai komponen utama, selanjutnya kita akan mengenal bagian-bagian dari papan Arduino itu sendiri.

3.  Bagian-bagian dari Arduino

Dengan mengambil contoh sebuah papan Arduino tipe USB, bagian-bagiannya dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. 14 pin input/output digital (0-13)
    Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output-nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat diprogram antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.
2. USB
   Berfungsi untuk:
   Memuat program dari komputer ke dalam papan
   Komunikasi serial antara papan dan komputer
   Memberi daya listrik kepada papan
3. Sambungan SV1
   Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan, apakah dari sumber eksternal atau menggunakan USB. Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada papan Arduino versi terakhir karena pemilihan sumber daya eksternal atau USB dilakukan secara otomatis.  
4. Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator)
   Jika microcontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detak-nya. Kristal ini dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz)
5. Tombol Reset S1
   Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau mengosongkan microcontroller.  
6. In-Circuit Serial Programming (ICSP)
   Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram microcontroller secara langsung, tanpa melalui bootloader. Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun disediakan.
7. IC 1 – Microcontroller Atmega
   Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM dan RAM. 
8. X1 – sumber daya eksternal
   Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V.
9. 6 pin input analog (0-5)
   Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.

Tanpa melakukan konfigurasi apapun, begitu sebuah papan Arduino dikeluarkan dari kotak pembungkusnya ia dapat langsung disambungkan ke sebuah komputer melalui kabel USB. Selain berfungsi sebagai penghubung untuk pertukaran data, kabel USB ini juga akan mengalirkan arus DC 5 Volt kepada papan Arduino sehingga praktis tidak diperlukan sumber daya dari luar. Saat mendapat suplai daya, lampu LED indikator daya pada papan Arduino akan menyala menandakan bahwa ia siap bekerja. 

Arduino Uno

Pada papan Arduino Uno terdapat sebuah LED kecil yang terhubung ke pin digital no 13. LED ini dapat digunakan sebagai output saat seorang pengguna membuat sebuah program dan ia membutuhkan sebuah penanda dari jalannya program tersebut. Ini adalah cara yang praktis saat pengguna melakukan uji coba. Umumnya microcontroller pada papan Arduino telah memuat sebuah program kecil yang akan menyalakan LED tersebut berkedip-kedip dalam jeda satu detik. Jadi sangat mudah untuk menguji apakah sebuah papan Arduino baru dalam kondisi baik atau tidak, cukup sambungkan papan itu dengan sebuah komputer dan perhatikan apakah LED indikator daya menyala konstan dan LED dengan pin-13 itu menyala berkedip-kedip.

Saran Penulis :

1. Dengan begitu beragamnya papan Arduino yang ada di pasaran wajar jika seorang pemula akan kebingungan untuk menentukan tipe papan apa yang sebaiknya digunakan. Sebagai sama-sama pemula yang ingin berbagi pengalaman, saya akan menganjurkan untuk memulai dengan tipe Duemilanove atau Uno mengingat kedua tipe papan ini yang paling banyak digunakan oleh para aktivis Arduino saat ini. Arduino Uno adalah generasi yang terakhir setelah Duemilanove dan dari sisi harganya sedikit lebih mahal karena memiliki spesifikasi yang lebih tinggi (microcontroller: Atmega328 dan flash memory: 32 KB).
2. Setelah mengeluarkan papan Arduino dari kotaknya, harap berhati-hati dengan listrik statis dan hubungan singkat karena bagian bawah papan Arduino tidak ditutup dengan lapisan pelindung. Dianjurkan untuk tidak menyentuh bagian bawah atau kaki-kaki komponennya dengan tangan untuk menghindari bahaya listrik statis dari tubuh Anda. Hati-hati juga meletakkan papan Arduino pada meja.
   Pastikan tidak ada logam atau cairan yang bisa mengakibatkan hubungan pendek yang bisa merusak komponen. Usahakan meletakkan papan Arduino pada alas berbahan plastik yang aman.

Sumber: Djuandi, Feri. 2011. Pengenalan Arduino. www.tokobuku.com

Sensor Infrared

InfraRed merupakan sebuah sensor yang masuk dalam kategori sensor optik. Secara umum seluruh infra red di dunia bekerja optimal pada frekuensi 38,5 KHz. Kurva karakteristik infra red membandingkan antara frekuensi dengan jarak yang dicapainya. kalau frekuensi di bawah puncak kurva atau lebih dari puncak kurva, maka jarak yang dapat dicapai akan pendek. Ada dua metode utama dalam perancangan pemancar sensor infra red, yaitu :

1.   Metode langsung, dimana infra red diberi bias layaknya rangkaian led biasa.
2.   Metode dengan pemberian pulsa, mengacu kepada kurva karakteristik infra red tersebut.

           Metode pemberian pulsa juga masih rentan terhadap gangguan frekuensi luar, maka kita harus menggunakan teknik modulasi, dimana akan ada dua frekuensi yaitu frekuensi untuk data dan frekuensi untuk pembawa. Dengan teknik ini, maka penerima akan membaca data yang sudah dikirimkan tersebut.

Terdapat beberapa komponen yang dapat digunakan untuk penerima, yaitu :

1.   Modul penerima jadi, yang dilengkapi dengan filter 38,5 Khz.
2.   Phototransistor atau photodioda, kita harus membuat rangkaian tambahan misal dengan metode pembagi tegangan.

           Untuk aplikasi lebih lanjut, misalnya untuk mikrikontroler kita membutuhkan keluaran yang diskrit, dimana hanya logika satu atau nol yang di butuhkan. Kondisi ini harus kita lengkapi dengan rangkaian komparator, atau masuk ke transistor sebagai saklar. Kalau kita menggunakan data dengan teknik modulasi maka data yang dikirim harus di filter, berarti kita harus merancang flter yang akan membuang  frekuensi tersebut, lalu masuk ke rangkaian buffer atau transistor sehingga keluarannya berupa sinyal diskrit.

               Pada tabel ini Infra Merah adalah suatu gelombang cahaya yang mempunyai panjang gelombang lebih tinggi dari pada cahaya merah menunjukkan spektrum cahaya tampak dan cahaya Infra Merah.

Sinar infra merah tergolong ke dalam sinar yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop sinar maka radiasi sinar infra merah tampak pada spektrum gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang diatas panjang gelombang sinar merah.

Komponen yang dibutuhkan:

• IC LM555
• Resistor Variabel/Trimport 10K ohm
• Resistor 10K, 470 ohm, 1K, 22K
• Transistor 2N3904
• PhotoTransistor / Photodioda

Berikut Rangkaian Pemancar InfraRed

Berikut adalah rangkaian Penerima

Sumber : Smart eBook

Bluefind

Sensor pada Robot

Seperti Indera pada manusia. Robot dapat mengenali lingkungannya dengan menggunakan sensor. Seperti manusia yang dapat merasakan dingin dengan kulitnya, melihat dengan matanya, mendengar dengan telinga, mengecap dengan lidahnya, dan mencium dengan hidungnya.

Jika manusia hanya memiliki 5 indera secara fisik. Robot bisa memiliki lebih banyak dari itu, karena robot bisa menggunakan sensor apa saja. Robot bisa mendapat informasi lebih banyak, termasuk seperti indera pada hewan. Robot bisa memiliki semuanya.

Jenis-jenis Sensor pada Robot

1.   Touch Sensor. Adalah jenis sensor yang akan mendeteksi ketika disentuh, ibarat kulit. Touch Sensor pada dasarnya adalah saklar yang memiliki berbagai jenis bentuk. Pada robot digunakan untuk misalnya; mendeteksi objek yang ada pada tangan robot, mencegah terjadinya tabrakan pada robot beroda, dan masih banyak lagi.

Push Button dan Touch Sensor

Contoh touch sensor yang paling sederhana adalah Push Button. Dan yang lebih baiknya bisa kamu lihat pada gambar atas.

2.   Light Sensor. Sensor ini mendeteksi cahaya atau peka terhadap cahaya disekitarnya. Dengan sensor ini robot dapat mengetahui gelap dan terang suatu objek, tempat, siang atau malam.

LDR Sensor dan IR Sensor

Untuk menentukan gelap dan terang suatu tempat biasa menggunakan LDR Sensor, sementara untuk keperluan Robot Pengikut Garis (Line Follower) menggunakan InfraRed Sensor.

3.   Color Sensor. Sama seperti light sensor atau Infra Red sensor, color sensor juga bisa mendeteksi gelap terang dengan menangkap warna hitam dan putih. Tapi selain itu, Color Sensor juga dapat mendeteksi warna lainnya seperti merah, biru, kuning, dan sebagainya.

Light Sensor

Pada aplikasinya color sensor juga bisa digunakan untuk membuat robot Line Follower, bahkan yang lebih canggih, yaitu: dapat mengikuti garis dengan warna yang lebih spesifik.


4.   Distance Sensor. Adalah jenis sensor yang digunakan untuk mendeteksi objek dengan cara mengukur jarak objek tersebut. Sensor ini bisa mengukur jarak dengan sangat akurat. Dalam robot, Distance Sensor berguna sebagai mata. Robot dapat melihat objek didepannya dengan sensor ini.

Ultrasonic Sensor

Contoh Distance Sensor yang paling sering digunakan adalah Ultrasonic sensor. Cara kerjanya sama persis seperti mulut dan telinga pada kelelawar.

5.   Sound Sensor. Mendeteksi suara disekitar robot, fungsinya tentu saja seperti telinga. Melalui program sensor ini bisa membedakan suara yang nyaring, suara yang tidak nyaring, dan hening. Intensitasnya bisa kita atur manual, atau melalui program, tergantung jenis Sound Sensor yang dipakai.

Sound Sensor dan Voice Recognition

Bahkan untuk jenis Voice Recognition, itu bisa diprogram untuk mendengar kata (bahasa) yang digunakan manusia.


6.   Balance Sensor. Biasa digunakan untuk membuat robot tetap seimbang. Mengetahui kemiringan, dan membantu bangun saat robot terjatuh.

Ballance atau Gyro Sensor

Salah satu contohnya adalah Gyroscope, dipakai juga pada Smartphone.


7.   Gas Sensor. Berfungsi untuk mendeteksi berbagai jenis gas atau asap yang ada disekitar. Seperti hidung pada manusia, dapat membedakan yang mana gas yang biasa mana gas yang berbahaya.

Gas Sensor

Contoh penerapan gas Sensor adalah untuk robot penjinak Bom, atau robot GreenBird.

8.   Temperatur Sensor. Sama seperti kulit yang dapat merasakan panas dan dingin. Dengan temperatur sensor robot dapat mengenali suhu yang ada disekitarnya.

Temperatur Sensor

Sebenarnya masih banyak lagi sensor yang bisa digunakan untuk robot. Tapi 8 sensor di atas adalah yang paling sering digunakan.

Sumber :

kelasrobot.com

Sensor Fisika dan Kimia

Berdasarkan variabel yang diindranya, sensor dikategorikan ke dalam dua jenis :

1. Sensor Fisika 

    Sensor Fisika merupakan jenis sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum-hukum fisika, yaitu seperti sensor cahaya, suara, gaya, ke-cepatan, percepatan, maupun sensor suhu. Contoh :

Rangkaian komponen Sensor Thermocople (Fisika)

2. Sensor Kimia

    Jenis sensor kimia merupakan sensor yang mendeteksi jumlah suatu zar kimia dengan jalan mengubah besaran kimia men-Electrodes Ring structure jadi besaran listrik dimana di dalamnya dilibatkan beberapa reaksi kimia, seperti misal-nya pada sensor pH, sensor oksigen, sensor ledakan, serta sensor gas. Contoh :

Sensor Kadar Karbondioksida (Kimia)

   Sensor digunakan dalam kehidupan sehari-hari, dimana aplikasinya mencakup berbagai bidang, yaitu seperti : automobile, mesin, kedokteran, industri, robot, maupun aerospace.
   Dalam lingkungan sistem kontrol dan robotika, sensor memberi fungsi seperti layaknya mata, pendengaran, hidung, maupun lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroller sebagai otaknya.

Berikut adalah beberapa jenis sensor yang dapat dijumpai di lapangan

A. Sensor proximity

   Sensor proximity merupakan sensor atau saklar yang dapat mendeteksi adanya target jenis logam dengan tanpa adanya kontak fisik. Biasanya sensor ini tediri dari alat elektronis solid-state yang terbungkus rapat untuk melindungi dari pengaruh getaran, cairan, kimiawi, dan korosif yang berlebihan. Sensor proximity dapat diaplikasikan pada kondisi penginderaan pada objek yang dianggap terlalu kecil atau lunak untuk

menggerakkan suatu mekanis saklar. 

B.  Sensor Magnet

   Sensor Magnet atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap.

C. Sensor Sinar

   Sensor sinar terdiri dari 3 kategori. Fotovoltaic atau sel solar adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik, dengan adanya penyinaran cahaya akan menyebabkan pergerakan elektron dan menghasilkan tegangan. Demikian pula dengan Fotokonduktif (fotoresistif) yang akan memberikan perubahan tahanan (resistansi) pada sel-selnya, semakin tinggi intensitas cahaya yang terima, maka akan semakin kecil pula nilai tahanannya. Sedangkan Fotolistrik adalah sensor yang berprinsip kerja berdasarkan pantulan karena perubahan posisi/jarak suatu sumber sinar (inframerah atau laser) ataupun target pemantulnya, yang terdiri dari pasangan sumber cahaya dan penerima.

D. Sensor Ultrasonik

   Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan  perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaan waktu antara gelombang suara dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang dapat diindera di antaranya adalah: objek padat, cair, butiran maupun tekstil.

E. Sensor Tekanan

   Sensor tekanan - sensor ini memiliki transduser yang mengukur ketegangan kawat, dimana mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Dasar penginderaannya pada perubahan tahanan pengantar (transduser) yang berubah akibat perubahan panjang dan luas penampangnya.  Strain gage adalah sebuah contoh transduser pasif yang mengubah pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Sensitivitas sebuah strain gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut factor gage (factor gage), K, yang didefinisikan sebagai perubahan satuan tahanan dibagi dengan perubahan satuan panjang.

Perubahan tahanan R pada sebuah konduktor yang penjangnya l dapat dihitung dengan menggunakan persamaan bagi tahanan dari sebuah konduktor yang penampangnya serba sama, yaitu :

F. Sensor Kecepatan

   Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatu generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi.

G. Sensor Penyandi (Encoder)

   Sensor Penyandi (Encoder) digunakan untuk mengubah gerakan linear atau putaran menjadi sinyal digital, dimana sensor putaran memonitor gerakan putar dari suatu alat. Sensor ini biasanya terdiri dari 2 lapis jenis penyandi, yaitu; Pertama, Penyandi rotari tambahan (yang mentransmisikan jumlah tertentu dari pulsa untuk masing-masing putaran) yang akan membangkitkan gelombang kotak pada objek yang diputar. Kedua,

Penyandi absolut (yang memperlengkapi kode binary tertentu untuk masing-masing posisi sudut) mempunyai cara kerja sang sama dengan perkecualian, lebih banyak atau lebih rapat pulsa gelombang kotak yang dihasilkan sehingga membentuk suatu  pengkodean dalam susunan tertentu.

H. Sensor Suhu

    Terdapat 4 jenis utama sensor suhu yang umum digunakan, yaitu thermocouple (T/C), resistance temperature detector (RTD), termistor dan IC sensor.

   Thermocouple pada intinya terdiri dari sepasang transduser panas dan dingin yang disambungkan dan dilebur bersama, dimana terdapat perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut dengan sambungan referensi yang berfungsi sebagai pembanding. Resistance Temperature Detector (RTD) memiliki prinsip dasar pada tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu. Kesebandingan variasi ini adalah presisi dengan tingkat konsisten/kestabilan yang tinggi pada pendeteksian tahanan. 

   Platina adalah bahan yang sering digunakan karena memiliki tahanan suhu, kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas. 

   Termistor adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif, karena saat suhu meningkat maka tahanan menurun atau sebaliknya. Jenis ini sangat peka dengan perubahan tahan 5% per C sehingga mampu mendeteksi perubahan suhu yang kecil. 

   Sedangkan IC Sensor adalah sensor suhu dengan rangkaian terpadu yang menggunakan chipsilikon untuk kelemahan penginderanya. Mempunyai konfigurasi output tegangan dan arus yang sangat linear. 

Karakteristik Beberapa Thermocouple

J-TC Thermocouple

JTC merupakan sensor yang mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dimana sensor ini dibuat dari sambungan dua bahan metallic yang berlainan jenis.

Sambungan ini dikomposisikan dengan campuran kimia tertentu, sehingga dihasilkan beda potensial antar sambungan yang akan berubah terhadap suhu yang dideteksi.

NTC (Negative Temperature Coefficient)

Lain halnya dengan JTC, NTC merupakan sensor yang mengubah besaran suhu menjadi hambatan. 

NTC dibuat dari campuran bahan semikonduktor yang dapat menghasilkan hambatan intrinsik yang akan berubah terhadap temperatur.

Platinum Pt 100

Platinum Pt 100 pada plant kontrol suhu memiliki fungsi yang hampir sama dengan sensor NTC, dimana letak perbedaannya adalah pada bahan pembuatan sensor. 

Platinum Pt 100 dibuat dari platinum dengan resistansi nominal 100Ω

pada suhu 0 derajat C.

I. Sensor Efek Hall

   Sensor Efek-Hall dirancang untuk merasakan adanya objek magnetis dengan perubahan posisinya. Perubahan medan magnet yang terus menerus menyebabkan timbulnya pulsa yang kemudian dapat ditentukan frekuensinya, sensor jenis ini biasa digunakan sebagai pengukur kecepatan.

   Sensor Hall Effect digunakan untuk mendeteksi kedekatan (proximity), kehadiran atau ketidakhadiran suatu objek magnetis (yang) menggunakan suatu jarak kritis. Pada dasarnya ada dua tipe Half-Effect Sensor, yaitu tipe linear dan tipe on-off. Tipe linear  digunakan untuk mengukur medan magnet secara linear, mengukur arus DC dan AC pada konduktordan funsi-fungsi lainnya. Sedangkan tipe on-off digunakan sebagai limit switch, sensor keberadaan (presence sensors), dsb. Sensor ini memberikan logika output sebagai interfacegerbang logika secara langsung atau mengendalikan beban dengan buffer amplifier.

Diagram Hall Effect

                                            Keterangan gambar :

                                            1. Elektron

                                            2. Sensor Hall atau Elemen Hall

                                            3. Magnet 

                                            4. Medan Magnet

                                            5. Power Source

   Gambar diagram hall effect tersebut tersebut menunjukkan aliran elektron. Dalam gambar A menunjukkan bahwa elemen Hall mengambil kutub negatif pada sisi atas dan kutub positif pada sisi bawah. Dalam gambar B dan C, baik arus listrik ataupun medan magnet dibalik, menyebabkan polarisasi juga terbalik. Arus dan medan magnet yang dibalik ini menyebabkan sensor Hall mempunyai kutub negatif pada sisi atas.

Hall Effect tergantung pada beda potensial (tegangan Hall) pada sisi yang berlawanan dari sebuah lembar tipis material konduktor atau semikonduktor dimana arus listrik mengalir, dihasilkan oleh medan magnet yang tegak lurus dengan elemeh Hall.

   Perbandingan tegangan yang dihasilkan oleh jumlah arus dikenal dengan tahanan Hall, dan tergantung pada karakteristik bahan. Dr. Edwin Hall menemukan efek ini pada tahun 1879.

   Hall Effect  dihasilkan oleh arus pada konduktor. Arus terdiri atas banyak beban kecil yang membawa partikel-partikel (biasanya elektron) dan membawa gaya Lorentz pada medan magnet. Beberapa beban ini berakhir di sisi – sisi konduktor. Ini hanya berlaku pada konduktor besar dimana jarak antara dua sisi cukup besar. Salah satu yang paling penting dari Hall Effect adalah perbedaan antara beban positif bergerak dalam satu arah dan beban negatif bergerak pada kebalikannya. Hall Effect memberikan bukti nyata bahwa arus listrik pada logam dibawa oleh elektron yang bergerak, bukan oleh proton. Yang cukup menarik, Hall Effect juga menunjukkan bahwa dalam beberapa substansi (terutama semikonduktor), lebih cocok bila kita berpikir arus sebagai “holes” positif yang bergerak daripada elektron.

Pengukuran Tegangan Hall

Dengan mengukur tegangan Hall yang melalui bahan, kita dapat menentukan kekuatan medan magnet yang ada. Hal ini bisa dirumuskan :

   Dimana : 

   VH  = Tegangan yang melalui lebar pelat 

   I = Arus yang melalui panjang pelat 

   B = Medan magnet 

   d = Tebal pelat 

   e = Elektron

   n = Kerapatan elektron pembawa. 

Dalam keberadaan kekuatan medan magnetik yang besar dan temperatur rendah, kita dapat meneliti quantum Hall effect, yang dimana adalah kuantisasi tahanan Hall. 

   Dalam bahan ferromagnetik (dan material paramagnetik dalam medan magnetik), resistivitas Hall termasuk kontribusi tambahan, dikenal sebagai Anomalous Hall Effect (Extraordinary Hall Effect), yang bergantung secara langsung pada magnetisasi bahan, dan sering lebih besar dari Hall Effect biasa. Walaupun sebagai sebuah fenomena yang dikenal baik, masih ada perdebatan tentang keberadaannya dalam material yang

bervariasi. Anomalous Hall Effectbisa berupa efek ekstrinsik bergantung pada putaran yang menyebar dari beban pembawa, atau efek intrinsik yang dapat dijelaskan dengan efek Berry phase dalam momentum spacekristal.

   Hall effect menghasilkan level sinyal yang sangat rendah dan membutuhkan amplifikasi. Amplifier tabung vakum pada abad 20 terlalu mahal, menghabiskan tenaga dan kurang andal dalam aplikasi sehari-hari. Dengan pengembangan IC berharga murah maka Hall Effect Sensor menjadi berguna untuk banyak aplikasi. Alat Hall Effect saat disusun dengan tepat akan tahan dengan debu, kotoran, lumpur dan air. Sifat ini menyebabkan alat Hall Effect lebih baik untuk sensor posisi daripada alat alternatif lainnya seperti sensor

optik dan elektromekanik.  Hall effect sensor sering dipakai untuk Split ring clamp-on sensor, Analog multiplication, Power sensing, Position and motion sensing, Automotive ignitiondan fuel injectionserta

Wheel rotation sensing. Sensor ini banyak tersedia di berbagai macam pabrik, dan digunakan untuk sensor-sensor yang bervariasi seperti sensor aliran cairan, sensor power dan sensor tekanan.

   Sensor Efek Hall digunakan untuk mendeteksi kedekatan (proximity), kehadiran atau ketidakhadirannya suatu objek magnetis (yang) menggunakan suatu jarak kritis. Pada dasarnya ada dua tipe Hall-Effect Sensor, yaitu tipe linear dan tipe on-off. Tipe linear digunakan untuk mengukur medan magnet secara linear, mengukur arus DC dan AC pada konduktor dan fungsi-fungsi lainnya. Sedangkan tipe on-off digunakan sebagai limit switch, sensor keberadaan (presence sensors), dsb. Sensor ini memberikan logika output

sebagai interface gerbang logika secara langsung atau mengendalikan beban dengan buffer amplifier.

Sumber : Buku Ajar Sensor dan Transduser - Iwan Setiawan, S.T., M.T.

              Program Studi Sistem Komputer - Universitas Diponegoro