Sistem Penginformasi Keberadaan Orang Di Dalam Ruang
Tertutup Dengan Running Text Berbasis Mikrokontroler dan
Sensor PIR (Passive Infrared)
Wildian dan Osna MarnitaJurusan Fisika FMIPA Univeristas Andalas, Limau Manis, Padang wildian_unand@yahoo.com
Abstrak. Telah dirancang-bangun suatu sistem penginformasi ada-tidaknya orang di dalam
suatu ruangan tertutup menggunakan sensor passive infrared (PIR) KC7783R. Informasi ditampilkan dalam bentuk running text (―KOSONG‖ dan ―ADA ORANG‖) pada matriks LED berbasis mikrokontroler AT89S52 berdasarkan sinyal keluaran sensor PIR. Sebuah relay digunakan untuk men-switch tulisan yang akan ditampilkan. Jarak maksimum obyek yang masih dapat terdeteksi oleh sensor adalah 4,6 meter pada sudut 00 . Lebar rentang sudut deteksi sensor ini adalah 600 (300 ke kiri dan -300 ke kanan pada arah horizontal, dan 300 ke atas dan -300 ke bawah pada arah vertikal). Sensor PIR bekerja berdasarkan prinsip perubahan temperatur lingkunan obyek yang memancarkan radiasi inframerah. Obyek yang diam masih dapat terdeteksi sensor selama sekitar 4 detik. Tampilan running text pada matriks LED ini masih rentan terhadap pengaruh efek bounching yang terjadi pada relay elektromagnet.
Kata-kunci: sensor PIR, mikrokontroler AT89S52, relay, matriks LED
PENDAHULUAN
Dalam kehidupan masyarakat modern, keamanan dan kenyamanan telah menjadi kebutuhan yang tidak bisa diabaikan, baik ketika orang sedang berada di ruang istirahat maupun di ruang-ruang tertentu yang dibangun untuk kepentingan umum seperti toilet atau wc umum. Untuk alasan itu, pintu ruangan atau kamar tersebut biasanya ditutup atau dikunci oleh orang yang sedang berada di dalamnya.
Seseorang yang sedang tergesa-gesa seringkali lupa mengunci pintu toilet sehingga memungkinkan orang lain yang juga sedang membutuhkan ruangan itu masuk begitu saja karena menyangka ruangan tersebut sedang dalam keadaan kosong. Hal sebaliknya bisa pula terjadi, dimana seseorang dengan sabar menunggu di depan pintu toilet yang tertutup karena menduga masih ada orang lain di dalam toilet tersebut, padahal boleh jadi tidak ada orang di dalamnya.
Hal serupa dapat terjadi pada seseorang
yang hendak menemui seorang pejabat di ruang kerjanya, terkadang harus menunggu sekian lama karena pintu ruangan tertutup. Dugaannya adalah ada orang lain yang sedang berurusan dengan sang pejabat, padahal sang pejabat sedang tidak berada di dalam ruangan tersebut. Kasus-kasus seperti itu tidak akan terjadi jika saja pada pintu ruangan itu tersedia informasi tentang ada-tidaknya orang di dalam ruangan.
Di beberapa tempat seperti toilet di pesawat udara, untuk menginformasikan ada-tidaknya orang di dalam ruangan itu digunakan lampu indikator on/off. Sistem informasi ini belum cukup efektif karena masih memungkinkan terjadinya kekeliruan dalam menafsirkan informasi yang disampaikan dengan cara tersebut.
Makalah ini melaporkan hasil penelitian tentang perancangan dan pembuatan sistem elektronik yang dapat menginformasikan ada-tidaknya orang di dalam suatu ruangan tertutup, berdasarkan prinsip pendeteksian radiasi inframerah yang dipancarkan obyek (manusia). Informasi tersebut ditampilkan
dalam bentuk tulisan berjalan (running text) pada matriks titik (dot matrix) yang terdiri dari sejumlah LED (light emitting diode) yang disusun dalam konfigurasi baris dan kolom. Penggunaan tampilan running text ini dipilih karena teks yang bergerak lebih menarik perhatian daripada obyek yang diam.
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan suatu sistem kontrol yang dapat menginformasikan ada-tidaknya orang di dalam suatu ruangan tertutup berdasarkan prinsip pendeteksian radiasi inframerah yang dipancarkan obyek dengan menggunakan sensor PIR tipe KC7783R, dan hasilnya diinformasikan dalam bentuk tampilan running text. Sensor PIR (passive infrared) sangat populer digunakan untuk sistem keamanan dan pengelolaan energi (energy management) karena sensor ini sederhana, relatif murah, responsivitasnya tinggi, dan memiliki rentang dinamik yang lebar [1].
Sejumlah penelitian terkait dengan penerapan sensor PIR dalam sistem kontrol telah dilakukan, antara lain sebagai detektor pada sistem pintu otomatis [2], pada sistem pemantau ruang jarak jauh [3], pada sistem keamanan gudang penyimpanan yang dilengkapi kamera wireless [4], dan pada sistem pengaman ruangan dengan keluaran suara yang telah direkam sebelumnya [5].
Menurut Gifson, sensor PIR tipe KC7783R yang digunakannya mampu mendeteksi temperatur tubuh manusia pada jarak 1 sampai 4 meter. Tapi, dari hasil penelitian Marnis, jarak jangkauan sensor ini bahkan bisa mencapai 6 m. Pada saat sensor mendeteksi kehadiran obyek (manusia), sensor tersebut secara otomatis akan mengirimkan sinyal high ke mikrokontroler. Sebaliknya, jika sensor tidak mendeteksi kehadiran obyek, sinyal keluarannya berlogika low. Menurut Marnis, sensor ini tidak dapat mendeteksi obyek yang tidak bergerak sama sekali.
Informasi dalam bentuk running text dapat ditampilkan pada papan matriks titik
(a) (b)
Gambar 1 (a) Sensor PIR dan (b) fungsi
kaki-kakinya.
(dot matrix). Matriks titik ini dapat dibangun dari sejumlah lampu ac 5 V untuk tampilan berukuran besar [6], atau dengan menggunakan LED dalam konfigurasi matriks 8 x 8 untuk tampilan berukuran sedang.
Semua obyek memancarkan radiasi termal dari permukaannya dengan intensitas yang dapat dihitung berdasarkan hukum Stefan–Boltzmann. Jika obyek tersebut lebih hangat daripada lingkungan sekitarnya, maka radiasi termalnya bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih pendek, dan intensitasnya menjadi lebih kuat.
Kulit manusia merupakan pemancar radiasi termal yang sangat baik dengan emisivitas di atas 90%. Energi termal (radiasi inframerah) yang dipancarkannya pada 37oC adalah sekitar 0,13 eV. Radiasi ini dapat dideteksi dengan sensor PIR (passive infrared).
Sensor PIR merupakan piranti pyroelectric yang mendeteksi gerak dengan mengukur perubahan tingkat radiasi inframerah yang dipancarkan obyek-obyek di sekitarnya. Gerak ini dapat dideteksi dengan memeriksa sinyal high pada kaki I/O sensor tersebut (Gambar 1).
Prinsip Kerja Sensor PIR
Elemen sensor PIR terbuat dari material crystalline yang sangat peka (responsive) terhadap radiasi inframerah-jauh dalam rentang spektral antara 4 m hingga 20 m, yaitu rentang panjang gelombang dimana kebanyakan daya termal yang dipancarkan tubuh manusia terkonsentrasi. Material pyroelectric membangkitkan muatan listrik sebagai respon terhadap energi termal yang
Gambar 2 Model efek pyroelectric sebagai efek
sekunder piezoelectric.
mengalir melalui material tersebut. Secara sederhana, prosesnya dapat digambarkan sebagai efek sekunder ekspansi termal (Gambar 2).
Oleh karena semua material pyroelectric juga bersifat piezoelectric, maka panas yang diserap material tersebut menyebabkan sisi depan elemen penginderanya memuai. Akibatnya, muatan listrik pada elektroda elemen ini meningkat sehingga menimbulkan beda potensial antara elektroda yang menerima radiasi dan elektroda di sisi yang berlawanan (Gambar 2b).
Untuk memisahkan muatan-muatan yang terinduksi secara termal dari muatan-muatan yang terinduksi secara piezoelectric, maka sensor pyroelectric difabrikasi dalam bentuk yang simetri (Gambar 3a). Dua elemen yang identik diposisikan di dalam kemasan sensor. Elemen-elemen tersebut dihubungkan ke rangkaian elektronik, seperti ditunjukkan pada Gambar 3b, untuk menghasilkan sinyal-sinyal tak-sefasa (the out-of-phase signals) ketika menerima masukan yang sefasa.
Gambar 3 (a) Sensor pyroelectric ganda, dan (b)
rangkaian pendukungnya.
Hal ini diperlukan mengingat interferensi yang dihasilkan—misalnya oleh efek piezoelectric atau sinyal-sinyal noise lainnya—akan diterapkan pada kedua elektroda secara serentak (sefasa) dan oleh sebab itu akan saling menghilangkan pada masukan rangkaian, sementara radiasi termal yang hendak dideteksi akan diserap oleh hanya satu elemen pada suatu waktu sehingga efek saling menghilangkan dapat dihindari. Jika radiasi inframerah yang diterima kedua elektroda tidak sama, maka keluaran sensor itu akan berayun dari high ke low (atau sebaliknya).
Semua detektor PIR modern bekerja berdasarkan efek fisis yang sama, yaitu efek pyroelectric. Untuk menganalisis kinerja sensor semacam itu, pertama kita harus menghitung daya (fluks) radiasi inframerah tersebut, yang diubah menjadi muatan listrik oleh elemen pengindera. Piranti optik (dalam hal ini: lensa Fresnel) memfokuskan radiasi termal menjadi citra termal pada permukaan sensor (Gambar 4). Energi citra tersebut kemudian diubah oleh elemen kristalin pyroelectric menjadi arus listrik.
Sensor PIR memiliki dua slot, tiap slot terbuat dari material yang peka terhadap inframerah. Ketika belum mendeteksi obyek, kedua slot mendeteksi jumlah radiasi inframerah yang sama banyaknya dari ruangan, dinding, atau dari luar ruangan. Ketika benda yang hangat seperti manusia atau hewan melintas di depan sensor, maka radiasinya terlebuh dahulu
Gambar 4 Struktur internal sensor PIR dengan lensa
Gambar 5 Prinsip pendeteksian obyek oleh sensor
PIR
memotong setengah sensor, yang menyebabkan perubahan selisih positif di antara kedua paruh slot tersebut. Ketika obyek hangat tersebut meninggalkan area penginderaan, peristiwa sebaliknya terjadi, dimana sensor membangkitkan perubahan selisih negatif. Pulsa perubahan inilah yang dideteksi oleh detektor PIR.
Prinsip Kerja Sistem
Sistem pemberitahuan keberadaan orang di dalam toilet ini bekerja berdasarkan ada tidaknya radiasi panas yang dideteksi oleh sensor PIR KC7783R dari tubuh manusia. Radiasi inframerah ini kemudian ditangkap oleh elemen sensor pyroelectric (dari material crystalline), lalu dari sini dibangkitkan muatan listrik. Perubahan jumlah radiasi foton inframerah yang menumbuk elemen tersebut menyebabkan perubahan tegangan yang dibangkitkannya. Sinyal ini kemudian diolah oleh mikrokontroler dan digunakan untuk mengendalikan saklar yang akan menampilkan running text yang menginformasikan ada-tidaknya orang di dalam ruangan tertutup.
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode rancang-bangun alat, meliputi perancangan perangkat-keras (hardware), perancangan perangkat-lunak
(software), perakitan komponen, dan pengujian alat.
Rancang bangun perangkat-keras (hardware) meliputi perancangan catudaya +5V, rangkaian minimum mikrokontroler AT89S52, dan rangkaian matriks LED sebagai penampil running text. Diagram blok sistem kontrol penginformasi keberadaan orang di dalam ruang tertutup ini diperlihatkan pada Gambar 6.
Radiasi Inframerah dari obyek (manusia) Sensor PIR Mikrokontroler AT89S52 Relai elektromagnet Tampilan Matriks LED Mikrokontroler AT89S52 Tampilan Matriks LED
Gambar 6 Diagram blok sistem kontrol.
Keluaran catu daya ini digunakan untuk mencatu modul sensor, sistem minimum mikrokontroler, dan rangkaian matriks LED. Sistem minimum mikrokontroler AT89S52 digunakan sebagai pengendali sistem secara keseluruhan (Gambar 7).
Gambar 7 Rangkaian sistem minimum
mikrokontroler
Rangkaian matriks LED untuk sistem ini ditunjukkan pada Gambar 8.
Diagram blok rangkaian lengkap sistem pemberitahuan otomatis ini diperlihatkan pada Gambar 9. Ketika radiasi inframereah dari obyek (manusia) yang bergerak terdeteksi elemen sensor, maka sensor menghasilkan arus listrik, yang berarti sensor mengirimkan sinyal ‖1‖ (high) ke kaki P0.0 pada mikrokontroler AT89S52 sebagai sinyal masukan. Mikrokontroler kemudian mengeluarkan sinyal ‖0‖ (low) ke P2 sebagai keluaran (output) mikrokontroler.
Bagian negatif rangkaian matriks LED (sebagai keluaran) dihubungkan ke mikrokontroler dan bagian positifnya dihubungkan ke catudaya. Rangkaian matriks LED dibuat sedemikian rupa sehingga akan menampilkan tulisan ADA
Mikrokontroler 1 Mikrokontroler 2 + - + -LED Matriks + -+ output
-Gambar 9 Rangkaian lengkap sistem kontrol
penginformasi ada-tidaknya orang di dalam ruang tertutup.
ORANG ketika sensor mendeteksi adanya radiasi panas yang dipancarkan obyek. Sebaliknya saat sensor tidak mendeteksi adanya radiasi panas yang dipancarkan maka sensor tidak akan menghasilkan arus listrik. Sensor akan mengirimkan sinyal ‖0‖ (low) ke P0.0 dan sinyal ‖1‖ (high) ke P2, maka matriks LED akan menampilkan tulisan KOSONG sesuai dengan program yang ditanamkan ke mikrokontroler. Dengan demikian secara
otomatis orang yang berada di luar ruangan akan mendapatkan informasi secara lansung keberadaan orang di dalam ruangan tersebut. Sistem perangkat-keras ini dijalankan dengan program yang ditulis dalam bahasa pemrograman C.
Rancangan Pengujian Alat
Setelah alat dapat berfungsi dengan baik, maka dilakukan pengujian terhadap beberapa kondisi dan beberapa elemen yang mempengaruhi kerja sensor yaitu pengujian terhadap:
a. Pengaruh cahaya tampak, temperatur, dan kelembaban udara pada sudut 0º. Pengujian dilakukan pada ruangan dalam keadaan terang dan dalam ruangan gelap.
b. Pengujian daya tembus sinyal terhadap penghalang dilakukan pada bahan yang terbuat dari plastik, kaca, kertas, kain, karpet dan gabus. Pengujian dilakukan dengan memvariasikan jarak obyek terhadap sensor.
c. Pengujian sudut jangkauan sensor dilakukan dengan menguji kemampuan sensor dalam mendeteksi keberadaan objek di depan sensor dalam rentang sudut tertentu, baik secara horizontal maupun secara vertikal
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sistem penginformasi ada-tidaknya obyek (manusia) dalam ruangan tertutup ini dibuat dan diuji secara bertahap/bertingkat, dimulai dari rangkaian catudaya, rangkaian sensor, rangkaian matriks titik (LED), rangkaian sistem minimum mikrokontroler, dan pengujian sistem secara keseluruhan (termasuk uji program yang digunakan untuk mengontrol tampilan running text).
Pengujian terhadap rangkaian catudaya yang dibuat memperlihatkan hasil tegangan keluaran sebesar +4,94 V dc yang sesusai untuk mencatu rangkaian secara keseluruhan.
Karakterisasi Sudut Deteksi Sensor
Table 1 Hasil pengukuran sudut deteksi sensor
Karakterisasi sudut deteksi sensor diperlukan untuk mengetahui lebar sudut yang dapat dipantau sensor PIR tersebut. Karakterisasi ini dilakukan dengan cara mengukur sudut deteksi sensor, baik dalam arah vertikal maupun dalam arah horizontal, terhadap obyek (manusia). Pada arah horizontal, obyek ditempatkan pada jarak 1 meter dari sensor, dengan variasi sudut 00, 100, 200, 300, dan 400 di samping kiri dan kanan sensor. Pada arah vertikal, obyek ditempatkan pada jarak 50 cm dari sensor dan dengan variasi sudut 00, 100, 200, 300, 400 di atas dan bawah bidang horizon sensor. Hasilnya ditunjukkan pada Tabel 1. Dari tabel tersebut terlihat bahwa sensor PIR ini mampu mendeteksi obyek hanya dalam rentang sudut 600, yaitu 300 ke kanan dan -300 ke kiri sensor pada arah horizontal. Begitu pula arah vertical, yaitu 300 ke atas dan -300 ke arah bawah bidang horizon sensor. Pada sudut 400, baik arah horizontal maupun vertikal sensor tidak lagi mendeteksi objek. Hal ini ditandai dengan lampu indikator yang digunakan tidak menyala pada sudut tersebut.
Karakterisasi tegangan keluaran sensor terhadap jarak obyek
Karakterisasi ini dilakukan dengan cara mengukur tegangan keluaran sensor terhadap variasi jarak obyek ke sensor. Pengukuran dilakukan pada kondisi temperatur 280C dan sudut penerimaan
Tabel 2 Hasil pengukuran tegangan keluaran sensor
terhadap jarak.
Tabel 3 Kemampuan jauh jangkauan deteksi sensor
PIR pada sudut 300.
radiasi 00 (arah radiasi tegak lurus terhadap bidang sensor). Hasil pengukuran tersebut diperlihatkan pada Tabel 2.
Hasil pengukuran pada Tabel 2 memperlihatkan bahwa pada temperatur 280C dan sudut 00 sensor yang digunakan pada penelitian ini mampu mendeteksi keberadaan obyek (manusia) hingga jarak 4,61 meter. Tabel tersebut juga memperlihatkan bahwa tegangan keluaran sensor berbanding terbalik dengan jarak obyek ke sensor. Jadi, makin dekat obyek tersebut ke sensor, makin besar tegangan keluaran sensor.
Apabila sudut deteksinya diubah (pada temperatur yang sama, 280C), kemampuan jangkauan deteksi sensor PIR ini juga berubah. Pada sudut 300, hasil pengukuran ditunjukkan seperti pada Tabel 3.
Pada sudut yang lebih besar dari 300 sampai 600 ke kiri atau ke kanan, sensor hanya dapat mendeteksi obyek pada jarak yang lebih kecil dari 1 meter.
Pengujian daya tembus radiasi
inframerah obyek terhadap penghalang
Pengujian daya tembus radiasi obyek (manusia) terhadap penghalang dilakukan
dengan cara meletakkan berbagai macam penghalang secara bergantian di depan
Tabel 4 Pengujian daya tembus radiasi inframerah
obyek terhadap penghalang.
sensor. Hasil pengujian ini diperlihatkan pada Tabel 4.
Pengujian ini menggunakan sebuah LED sebagai indikator, dimana apabila sinyal infrared yang dipancarkan oleh objek dapat menembus penghalang maka sensor akan mendeteksi sinyal tersebut sehingga LED akan menyala dan sebaliknya LED tidak akan menyala jika sinyal tidak dapat menembus penghalang.
Dari Tabel 4 dapat diketahui bahwa tidak semua jenis penghalang dapat ditembus oleh radiasi inframerah obyek. Hal ini dipengaruhi oleh ketebalan bahan dan jenis bahan penghalang itu sendiri. Penghalang berupa kertas putih, plastik dan kain yang berukuran lebih tipis mampu ditembus oleh sinyal sehingga lampu indikator menyala. Sebaliknya jenis penghalang yang berukuran lebih tebal seperti kertas kardus, kertas buku (ketebalan 1 cm), kayu, kaca dan gabus tidak dapat ditembus oleh radiasi inframerah obyek sehingga lampu indikator tidak menyala. Jenis bahan penghalang yang lain seperti plat aluminium, walaupun berukuran tipis akan tetapi juga tidak dapat ditembus oleh radiasi inframerah obyek.
Pengujian lama waktu deteksi sensor
Ketika sensor dihubungkan ke catudaya (power supply), sensor tidak langsung mendeteksi obyek, melainkan ada rentang waktu yang diperlukan untuk pemanasan
sensor (biasanya berkisar antara 10 detik hingga 60 detik). Setelah mengalami proses pemanasan, tegangan keluaran sensor masih tetap rendah sampai sensor tersebut mendeteksi gerakan obyek. Pada penelitian ini waktu yang dibutuhkan untuk pemanasan (warm up) oleh sensor yang digunakan adalah 24,39 detik.
Apabila obyek yang dideteksinya tak bergerak, sensor masih mampu mendeteksi hingga beberapa saat. Dari pengujian yang telah dilakukan dalam penelitian ini diperoleh bahwa sensor masih mampu mendeteksi hingga sekitar 4,4 detik, seperti ditunjukkan pada Tabel 5.
Pengujian Rangkaian Matriks LED
Pengujian dilakukan pada masing-masing kolom dengan cara menggabungkan semua kutub-kutub LED yang sejenis dan dihubungkan ke catu daya. Bagian kutub positif dihubungkan ke catu positif dan kutub negatif ke bagian negatif catu. Jika semua komponen berada dalam keadaan baik dan semua jalur rangkaian terhubung dengan benar maka LED akan menyala. Setelah semua LED diuji, lalu dilanjutkan dengan pemasangan komponen yang lain seperti resistor dan transistor dan dihubungkan ke mikrokontroler (Gambar 10).
Tabel 5 Lama waktu deteksi sensor
(a) (b)
Gambar 10 Matriks LED (a) dilihat dari depan, dan
Pengujian Rangkaian Sistem Keseluruhan
Pengujian rangkaian sistem secara keseluruhan dilakukan setelah semua bagian sistem tersebut dihubungkan satu sama lain (Gambar 11), dan program untuk running text telah ditanamkan ke mikrokontroler 1 dan mikrokontroler 2 yang dipasang di bagian belakang papan matriks LED (Gambar 12).
Berdasarkan hasil pengujian, sistem penginformasi ini telah dapat menginformasikan ada-tidaknya orang di dalam suatu ruangan tertutup. Ketika seseorang berada di dalam ruang tersebut, maka pada papan matriks LED akan tampil running text dengan tulisan ‗ADA ORANG‘, seperti ditunjukkan pada Gambar 13. Sebaliknya, ketika tidak ada orang di dalam ruang tersebut, maka pada papan matriks LED akan tampil running text dengan tulisan ‗KOSONG‘. Pergantian ini terjadi NO (Normally Open) dan NC (Normally Clouse) dari relay. Dalam
Gambar 11: Pengujian rangkaian secara
keseluruhan.
Gambar 12 Tataletak kedua mikrokontroler di
bagian belakang matriks LED.
penelitian ini menggunakan relay elektromekanis, yaitu relay yang memiliki satu pasang kontak diam dan satu kontak geser (armature). Perpindahan sinyal ‗high‘ ke ‗low‘ dari sensor terjadi begitu cepat ketika orang yang berada di depan sensor hanya melakukan sedikit gerakan, sehingga sinyal ‗high‘ tidak bertahan lama. Namun sinyal ‗low‘ dapat bertahan lama ketika orang tersebut tidak melakukan gerakan apapun. Hal ini mengakibatkan tampilan running text pada matriks LED menjadi tidak beraturan. Akan tetapi kejadian ini tidak berlangsung lama, hanya beberapa detik saja. Setelah arus listrik dari relay (sinyal dari sensor) stabil kembali, tampilan running text pada matriks LED teratur kembali.
Dalam penelitian ini, pada sistem terjadi efek pantulan (bouncing) dari relay, yaitu saat sinyal ‗high‘ dari sensor melewati relay, maka bagian coil (kumparan) relay akan mendapat energi listrik sehingga di sekitar kumparan akan timbul gaya elektromagnet. Gaya elektromagnet tersebut menarik bagian armature (bagian relay yang berpegas). Armature menyentuh kontak NO, sehingga kontak NO menjadi aktif. Akan tetapi ketika armature menyentuh kontak NO, armature tersebut akan dipantulkan beberapa kali sebelum akhirnya diam. Efek bouncing ini mempengaruhi tampilan running text.
Ketika efek bouncing terjadi, tegangan listrik pada kontak NC tidak benar-benar 0, melainkan ada tegangan terukur sebesar 0,7 V. Begitu juga sebaliknya, efek bounching yang terjadi saat armature menyentuh
Gambar 13 Tampilan running text pada papan
kontak NC kembali, tegangan pada kontak NO terukur sebesar 0,6 V. Tegangan yang terukur tersebut tetap mengalirkan arus ke mikrokontroler sehingga menimbulkan masalah pada running text. secara otomatis saat ada orang dan tidak ada orang di dalam ruang tertutup.
Ketika matriks LED menampilkan tulisan ‗ADA ORANG‘, berarti sensor mengirimkan sinyal ‗high‘. Begitu juga ketika matriks LED menampilkan tulisan ‗KOSONG‘, ini berarti sensor mengirimkan sinyal ‗low‘. Sinyal ‗high‘ dan ‗low‘ dari sensor akan mengaktifkan kontak NO (Normally Open) dan NC (Normally Clouse) dari relay. Dalam penelitian ini menggunakan relay elektromekanis, yaitu relay yang memiliki satu pasang kontak diam dan satu kontak geser (armature). Perpindahan sinyal ‗high‘ ke ‗low‘ dari sensor terjadi begitu cepat ketika orang yang berada di depan sensor hanya melakukan sedikit gerakan, sehingga sinyal ‗high‘ tidak bertahan lama. Namun sinyal ‗low‘ dapat bertahan lama ketika orang tersebut tidak melakukan gerakan apapun. Hal ini mengakibatkan tampilan running text pada matriks LED menjadi tidak beraturan. Akan tetapi kejadian ini tidak berlangsung lama, hanya beberapa detik saja. Setelah arus listrik dari relay (sinyal dari sensor) stabil kembali, tampilan running text pada matriks LED teratur kembali.
Dalam penelitian ini, pada sistem terjadi efek pantulan (bouncing) dari relay, yaitu saat sinyal ‗high‘ dari sensor melewati relay, maka bagian coil (kumparan) relay akan mendapat energi listrik sehingga di sekitar kumparan akan timbul gaya elektromagnet. Gaya elektromagnet tersebut menarik bagian armature (bagian relay yang berpegas). Armature menyentuh kontak NO, sehingga kontak NO menjadi aktif. Akan tetapi ketika armature menyentuh kontak NO, armature tersebut akan dipantulkan beberapa kali sebelum
akhirnya diam. Efek bouncing ini mempengaruhi tampilan running text.
Ketika efek bouncing terjadi, tegangan listrik pada kontak NC tidak benar-benar 0, melainkan ada tegangan terukur sebesar 0,7 V. Begitu juga sebaliknya, efek bounching yang terjadi saat armature menyentuh kontak NC kembali, tegangan pada kontak NO terukur sebesar 0,6 V. Tegangan yang terukur tersebut tetap mengalirkan arus ke mikrokontroler sehingga menimbulkan masalah pada running text.
KESIMPULAN
Berdasarkan data pengukuran dan pengujian alat yang telah selesai dirancang-bangun dalam penelitian ini dapat disimpulkan bahwa:
1. Sensor PIR KC7783R dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi inframerah yang berasal dari tubuh manusia.
2.
Rentang jarak maksimum antara obyek dengan sensor yang masih dapat terdeteksi oleh sensor PIR KC7783R yang digunakan dalam penelitian ini adalah 4,6 meter pada sudut 00 (obyek berada di depan sensor dalam arah garis normal bidang sensor tersebut).
3. Lebar rentang sudut deteksi sensor PIR adalah 600 (300 ke kiri dan -300 ke kanan pada arah horizontal, dan 300 ke atas dan -300 ke bawah pada arah vertikal). Di luar rentang tersebut sensor PIR tak dapat mendeteksi obyek.
4. Sensor PIR dapat mendeteksi obyek yang diam selama sekitar 4 detik.
5. Sistem penginformasi ada-tidaknya orang di dalam suatu ruangan tertutup ini dapat menampilkan tulisan ‗ADA ORANG‘ pada matriks LED ketika ada orang, dan menampilkan tulisan ‗KOSONG‘ ketika tidak ada orang di dalam ruangan.
6. Tampilan running text pada matriks LED
masih rentan terhadap pengaruh efek bouncing pada relay elektromagnetik.
DAFTAR PUSTAKA
Fraden, J., 2004, Handbook of Modern Sensors, Springer-Verlag New York, Inc., New York
.Ali, W., 2008, Rancang Bangun Sistem Otomatisasi Berbasis Mikrokontroler AT89S51 dengan Menggunakan Sensor PIR KC7783R, Tesis, Universitas Andalas, Padang Ali, W., 2008, Rancang Bangun Sistem Otomatisasi Berbasis Mikrokontroler AT89S51 dengan Menggunakan Sensor PIR KC7783R, Tesis, Universitas Andalas, Padang. Gifson, A. S., 2009, Sistem Pemantau
Ruang Jarak Jauh dengan sensor Passive Infrared Berbasis Mikrokontroler AT89S52, Telkomnika Vol. 7, No. 3, Jakarta Selatan.
Irvandi, W., 2010, Aplikasi sensor PIR
pada sistem keamanan gudang penyimpanan dilengkapi dengan kamera wireless, Skripsi, Politeknik Negeri Padang, Padang.
Marnis, Y., 2011, Implementasi Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) KC7783R pada Sistem Pengaman Ruangan Berbasis Mikrokontrolear dengan Keluaran Suara, Universitas Andalas. Sulaiman, Y., 2005, Rancang Bangun
Penggerak Karakter Berjalan Berbasis Mikrokontroler ATMEL 89C51 Dengan Peraga Lampu AC, Universitas Andalas Budiharto, W., 2005. Perancangan Sistem
dan Aplikasi Mikrokontroler, Elex Media Komputindo, Jakarta.
Malvino, A., 1985, Prinsip-Prinsip Elektronika Edisi ketiga jilid 2, Erlangga, Jakarta
