Sensor Pasif Infra Red (PIR)

Pasif Infra Red (PIR)

Temperatur merupakan salah satu ekspresi untuk energi kinetik dari pergerakan atom dan molekul. Jenis energi ini dapat diukur dengan berbagai fenomena antara lain perubahan volume, tekanan, resistansi, gaya elektromagnetik atau radiasi elektromagnetik. Passive Infrared (PIR) merupakan jenis radiasi pirometer untuk detektor foton. Radiasi yang datang akan menyebabkan detektor melepaskan sejumlah elektron dan menghasilkan sinyal listrik untuk digunakan dalam pengukuran. PIR mendeteksi radiasi infra merah dari tubuh manusia yang sering digunakan dalam teknologi deteksi gerak. Detektor suhu yang digunakan hanya untuk mendeteksi adanya sumber panas.

Pancaran sinyal Infra Red (IR) yang terdapat dalam spektrum elektromagnetik tidak dapat dilihat, tetapi dapat dideteksi. Setiap obyek yang dapat menghasilkan panas juga menimbulkan pancaran sinar IR, termasuk tubuh
manusia dan hewan. Proses kerja sensor ini dilakukan dengan mendeteksi adanya radiasi panas tubuh manusia yang diubah menjadi perubahan tegangan. Namun perubahan tegangan pada PIR sangatlah kecil yaitu berkisar pada ordo 10 hingga 20 milivolt atau bahkan lebih kecil lagi. Hal ini sangat tergantung dari beberapa faktor yaitu, panas tubuh dari manusia yang dideteksi, jarak dengan sensor maupun suhu lingkungan.


Sensor PIR sangat sensitif terhadap radiasi infra merah sehingga ditambahkan fresnel lens untuk membatasi radiasi yang masuk sehingga sensor hanya akan menerima radiasi infra merah pada range panjang gelombang 8 - 14 μm. Radiasi infra merah tersebut diubah menjadi bentuk tegangan pada 5 Volt. Sensor PIR terbuat dari bahan kristal yang akan menimbulkan beban listrik ketika terkena panas dan pancaran sinyal infra merah. Perubahan intensitas pancaran dari sinyal infra merah juga menyebabkan perubahan beban listrik pada
sensor. Elemen-elemen pada sensor juga sensitif terhadap penyinaran yang melebihi lebar jangkauan, sehingga ditambahkan filter pada kemasan TO5 untuk membatasi pancaran tubuh manusia.

                                                       Gambar1 diagram internal PIR

                                                   
                                              Gambar2 arah deteksi dan jangkauan sensor PIR


Sensor PIR mempunyai dua elemen sensing yang terhubungkan dengan masukan dengan susunan seperti yang terdapat dalam gambar1. Jika ada sumber panas yang lewat di depan sensor tersebut, maka sensor akan mengaktifkan sel pertama dan sel kedua sehingga akan menghasilkan bentuk gelombang seperti ditunjukkan dalam gambar2 . Sinyal yang dihasilkan sensor PIR mempunyai frekuensi yang rendah yaitu 0,2 – 5 Hz

                                               Gambar3 blok diagram sensor PIR

Gambar 3 diatas menjelaskan tentang blok diagram rangkaian sensor PIR secara umum. Terminal sumber FET (pin 2) dihubungkan melalui resistor pulldown ke ground. Penguatan total dari sensor tanpa diberi lensa mencapai 10.000. Rangkaian penguat yang digunakan sebaiknya memiliki bandwidth dibawah 10 Hz untuk menghindari noise pada frekuensi tinggi. Sumber tegangan yang dapat digunakan pada drain FET (pin 1) antara 3 volt – 5 volt. Sensor PIR dengan elemen tunggal memiliki daya jangkauan 2 – 3 meter tanpa menggunakan lensa. Jangkauan ini dapat diperluas dengan menggunakan lensa, misalnya lensa fresnel. Dengan menggunakan lensa ini jangkauan sensor bisa mencapai 7 meter dengan cakupan 90o.

                                      Gambar sekema rangkaian motion detector