9071409-kinerja-optocoupler

Jurnal Kolaborasi Elektrika

http://d307unj.blogspot.com

MENINGKATKAN KINERJA INFRARED OPTOCOUPLER

DENGAN TEKNIK MODULASI CAHAYA

Disusun Oleh

Radius DwiatmojoD3 Teknik Elektro, Universitas Negeri Jakarta

Abstract

Infrared optocoupler have been use as censor for many purpose. This device use

infrared diode as trasnmitter and phototransistor as receiver. For the application in

opened area, sunlight can influence optocoupler performance. That needs a

prevention soothe censor performance become better. One thing we can do is closing

or installing barrier. In specific case that is difficult. As other alternative was use light

modulation. This way can do with modulate the power to transmitter by clock signal

have frequency 40 kHz. Infrared will transmit specifically and different from infrared

which found on sunlight.

Finnaly, that will improve performance of the optocoupler as censor.

Kata kunci : infrered, optocoupler, censor.

A. Pendahuluan

Prinsip kerja optocoupler sebagai sensor adalah bahwa dioda inframerah

akan memancarkan cahaya inframerah yang nantinya akan diterima oleh foto

transistor. Penggunaan yang paling sering dilakukan adalah untuk mendeteksi

keberadaan suatu benda. Keberadaan benda tersebut ditandai oleh jumlah atau

intensitas cahaya infra merah yang diterima foto transistor. Kinerja optocoupler

ditentukan oleh kemampuan bagian penerima (fototransistor) untuk membedakan

cahaya yang benar- benar bersumber dari dioda inframerah dengan cahaya lain

yang ada disekitarnya. Untuk itu diperlukan cara agar cahaya yang bersumber dari



dioda inframerah bersifat spesifik/unik yang berbeda dengan cahaya lain yang ada

di sekitarnya. Dengan demikian bagian penerima juga harus dikondisikan

sehingga peka terhadap cahaya yang telah dimodulasikan tersebut.

B. Proses Modulasi

Proses modulasi dilakukan dengan mengubah kondisi logika 0 dan 1

menjadi kondisi ada dan tidak ada sinyal carrier infra merah yang berkisar

antara 30 kHz sampai 50 kHz. Pada aplikasi pengiriman data secara serial, kondisi

idle (tidak ada tranmisi data) adalah merupakan logika “0”, sedangkan pada

sensor infra merah kondisi idle adalah tidak adanya sinyal infra merah. Hal

ini itujukan agar tidak terjadi pemborosan daya pada saat tidak terjadi

transmisi data.

C. Pemancar cahaya infra merah

Pemancar cahaya infra merah terdiri dari bagian modulator, penguat

dan diode infra merah.



Gambar 2. Blok Diagram Pemancar Infra Merah

Rangkaian modulator terdiri dari sebuah gerbang NAND (IC

74HC132) dan rangkaian R-C sebagai oscillator. Pada saat masukan pin 1

berkondisi logika 0 maka output pada pin 6 akan berlogika 1. Kapasitor C1 akan

mengalami pengisian. Pada saat tegangan C1 melebihi tegangan ambarng IC

74HC132, maka keluaran pada pin 6 akan berubah ke kondisi berlogika 0. Pada

saat ini akan terjadi pengosongan C1 melalui resistor R1. Bila tegangan C1

terbuang hingga di bawah tegangan ambang 74HC132 maka input pin nomor

5 dari IC ini akan dianggap berkondisi logika 0 sehingga pin 6 berubah

menjadi logika 1. Hal ini akan terjadi secara berulang dan periodik selama

masukan pada pin 1.

Gambar 3. Rangkaian Keseluruhan Sumber Cahaya Infra Merah

Pada saat masukan pin 1 berkondisi logika 0 maka output pada pin 6 akan

berlogika 1. Kapasitor C1 akan mengalami pengisian. Pada saat tegangan C1

melebihi tegangan ambarng IC 74HC132, maka keluaran pada pin 6 akan

berubah ke kondisi berlogika 0. Pada saat ini akan terjadi pengosongan C1

melalui resistor R1. Bila tegangan C1 terbuang hingga di bawah tegangan

ambang 74HC132 maka input pin nomor 5 dari IC ini akan dianggap

berkondisi logika 0 sehingga pin 6 berubah menjadi logika 1. Hal ini akan

terjadi secara berulang dan periodik selama masukan pada pin 1.

Proses pembuangan dan pengisian kapasitor C1 ini menyebabkan adanya

osilasi pada pin 6 IC 74HC132 sehingga terbentuk sinyal carrier dengan frekuensi

tertentu tergantung besarnya kapasitor C1 dan tahanan R1 yang dipergunakan.



Rangkaian ini berfungsi sebagai sensor penerima cahaya infra merah

yang dipancarkan oleh rangkaian sumber cahaya infra merah. Rangkaian ini

mempunyai komponen utama adalah foto transistor sebagai penerima cahaya

dari LED infra merah. Foto transistor ini sudah dilengkapi dengan rangkaian band

pass filter yang hanya melewatkan frekuensi antar 30 kHz sampai 50 kHz saja.

Gambar 4. Rangkaian Penerima Cahaya Infra Merah

D. Pengujian

Untuk mengetahui kinerja dari sistem rangkaian optocoupler

termodulasi, maka dilakukan pengujian. Pengujian pertama dilakukan pada

rangkaian pemancar bahaya inframerah.



Gambar 5. Hasil Pengukuran Sinyal Tegangan Pemodulasi

(pada kaki 8 output IC 74HC132)

Gambar 6. Hasil Pengukuran Sinyal Tegangan Pemodulasi

(pada kaki Collector Transistor BC 548).



Sensor penerimaa cahaya infra merah dapat menerima cahaya infra

merah dengan baik pada jarak kurang dari 30 cm. Pada jarak diatas 30 cm,

sensor penerima infra merah sudah tidak dapat menerima cahaya infra merah dengan

baik. Pengujian tersebut dilakukan untuk 2 keadaan, yang pertama tanpa ada sinar

matahari dan keadaan yang kedua adalah dimana sinar matahari dapat

langsung mengenai sistem. Dari hasil menunjukkan bahwa sinar matahari tidak

terlalu mempengaruhi kinerja sistem

E. Kesimpulan

Dari pengujian yang dilakukan terhadap sistem optocoupler

inframerah termodulasi dapat disimpulkan :

Jarak maksimal antara pemancar dan penerima agar sistem masih mampu

bekerja dengan baik adalah 30 cm

Untuk jarak yang melebihi jarak maksimal maka kinerja sistem sudah mulai

mengalami penurunan.

Dengan teknik modulasi, maka pengaruh sinar matahari dan cahaya lain dapat

diminimalisasi sehingga akan meningkatkan kinerja optocoupler dalam

penerapannya sebagai sensor.

Daftar Pustaka

[1]. Albert Paul Malvino, Ph.D, Prinsip-Prinsip Elektronika, edisi kedua,

Erlangga tahun 1996.

[2]. Frank D. Petruzella, Elektronika Industri, Penerbit Andi tahun

2000.

[3]. ....., Komunikasi Data Infra merah dengan DST-51, Delta

Electronics.

[4]. ....., IC 74132 Data sheet, Texas Instrument.

9071409-kinerja-optocoupler

Documents