Pengertian Sensor Optik dan Contohnya
Sensor optik mengubah sinar cahaya menjadi sinyal elektronik. Tujuan dari sensor optik adalah untuk mengukur kuantitas fisik cahaya dan, tergantung pada jenis sensor, kemudian menerjemahkannya ke dalam bentuk yang dapat dibaca oleh alat pengukur terintegrasi.
Sensor Optik digunakan untuk deteksi, penghitungan atau penentuan posisi tanpa kontak. Sensor optik dapat berupa internal atau eksternal. Sensor eksternal mengumpulkan dan mengirimkan sejumlah cahaya yang diperlukan, sedangkan sensor internal paling sering digunakan untuk mengukur tikungan dan perubahan kecil lainnya dalam arah.
Pengukuran yang dimungkinkan oleh sensor optik yang berbeda adalah Temperatur, Tingkat kecepatan cair, Tekanan, Pemindahan (posisi), Getaran, Spesies kimia, Radiasi gaya, nilai pH, Ketegangan, medan Akustik dan medan Listrik
Prinsip operasi adalah mengirim dan penerimaan cahaya dalam sensor optik, objek yang akan dideteksi mencerminkan atau mengganggu sinar yang dikirim oleh dioda pemancar. Tergantung pada jenis perangkat, gangguan atau pantulan cahaya dievaluasi.
Hal ini memungkinkan untuk mendeteksi objek secara terpisah dari bahan yang dibuatnya (kayu, logam, plastik atau lainnya). Perangkat khusus bahkan memungkinkan deteksi objek transparan atau yang berbeda warna atau variasi kontras. Berbagai jenis sensor optik seperti dijelaskan di bawah ini.
Kelebihan: Jarak operasi yang besar dapat dicapai dan pengakuan tidak tergantung pada struktur permukaan, warna, atau reflektifitas objek. Untuk menjamin ketergantungan operasional yang tinggi, harus dipastikan bahwa objek tersebut cukup besar untuk menyela berkas cahaya sepenuhnya.
Kelebihan: Sensor retro-reflektif memungkinkan jarak operasi yang besar dengan titik-titik pensakelaran, yang benar-benar dapat diproduksi ulang yang membutuhkan sedikit upaya pemasangan. Semua benda yang mengganggu berkas cahaya terdeteksi secara akurat terlepas dari struktur permukaan atau warnanya.
Kelebihan: Intensitas cahaya yang menyebar pada penerima berfungsi sebagai kondisi switching. Terlepas dari pengaturan sensitivitas bagian belakang selalu mencerminkan lebih baik daripada bagian depan. Ini mengarah pada konsekuensi untuk operasi switching yang salah.
Salah satu komponen kunci dalam komunikasi optik adalah sumber cahaya monokromatik. Dalam komunikasi optik, sumber cahaya harus monokromatik, kompak, dan tahan lama. Berikut adalah dua jenis sumber cahaya.
Ketika mereka kembali ke keadaan normal atau ground mereka ini mengarah ke elektron memancarkan foton (partikel cahaya). Foton-foton ini semuanya memiliki panjang gelombang dan koheren yang sama. Cahaya tampak biasa terdiri dari banyak panjang gelombang dan tidak koheren.
Sensor optik adalah bagian integral dari banyak perangkat umum, termasuk komputer, mesin fotokopi (xerox) dan lampu yang menyala secara otomatis dalam kegelapan. Dan beberapa aplikasi umum termasuk sistem alarm, sinkronisasi untuk kilat foto dan sistem yang dapat mendeteksi keberadaan objek.
LED bersinar melalui kulit, dan sensor optik memeriksa cahaya yang dipantulkan kembali. Karena darah menyerap lebih banyak cahaya, fluktuasi tingkat cahaya dapat diterjemahkan menjadi detak jantung. Proses ini disebut sebagai photoplethysmography.
Ketika sensor dicelupkan ke dalam cairan, cahaya menyebar ke seluruh dan lebih sedikit dikembalikan ke transistor. Jumlah cahaya yang dipantulkan ke transistor memengaruhi tingkat output, memungkinkan pengindraan level titik
Sudahkah Anda mendapatkan informasi dasar sensor optik? Kami harap Anda memahami informasi yang diberikan di atas menjelaskan dasar-dasar konsep sensor optik dengan gambar terkait dan berbagai aplikasi waktu nyata.
Sensor Optik digunakan untuk deteksi, penghitungan atau penentuan posisi tanpa kontak. Sensor optik dapat berupa internal atau eksternal. Sensor eksternal mengumpulkan dan mengirimkan sejumlah cahaya yang diperlukan, sedangkan sensor internal paling sering digunakan untuk mengukur tikungan dan perubahan kecil lainnya dalam arah.
Pengukuran yang dimungkinkan oleh sensor optik yang berbeda adalah Temperatur, Tingkat kecepatan cair, Tekanan, Pemindahan (posisi), Getaran, Spesies kimia, Radiasi gaya, nilai pH, Ketegangan, medan Akustik dan medan Listrik
Jenis-jenis Sensor Optik
Ada berbagai jenis sensor optik, jenis paling umum yang telah kita gunakan dalam aplikasi real word kita seperti yang diberikan di bawah ini.- Perangkat photo konduktif yang digunakan untuk mengukur resistansi dengan mengubah perubahan cahaya insiden menjadi perubahan resistansi.
- Sel fotovoltaik (sel surya) mengubah sejumlah cahaya yang terjadi menjadi tegangan output.
- Photodioda mengubah sejumlah cahaya datang ke arus output.
Prinsip operasi adalah mengirim dan penerimaan cahaya dalam sensor optik, objek yang akan dideteksi mencerminkan atau mengganggu sinar yang dikirim oleh dioda pemancar. Tergantung pada jenis perangkat, gangguan atau pantulan cahaya dievaluasi.
Hal ini memungkinkan untuk mendeteksi objek secara terpisah dari bahan yang dibuatnya (kayu, logam, plastik atau lainnya). Perangkat khusus bahkan memungkinkan deteksi objek transparan atau yang berbeda warna atau variasi kontras. Berbagai jenis sensor optik seperti dijelaskan di bawah ini.
Sensor Melalui Sinar
Sistem ini terdiri dari dua komponen terpisah yang pemancar dan penerima ditempatkan berlawanan satu sama lain. Pemancar memproyeksikan sinar ke penerima. Gangguan sinar cahaya ditafsirkan sebagai sinyal sakelar oleh penerima. Itu tidak relevan di mana gangguan terjadi.Kelebihan: Jarak operasi yang besar dapat dicapai dan pengakuan tidak tergantung pada struktur permukaan, warna, atau reflektifitas objek. Untuk menjamin ketergantungan operasional yang tinggi, harus dipastikan bahwa objek tersebut cukup besar untuk menyela berkas cahaya sepenuhnya.
Sensor Reflektif-Retro
Pemancar dan penerima keduanya berada di rumah yang sama, melalui reflektor sinar yang dipancarkan diarahkan kembali ke penerima. Gangguan sinar cahaya memulai operasi switching. Di mana gangguan terjadi tidak penting.Kelebihan: Sensor retro-reflektif memungkinkan jarak operasi yang besar dengan titik-titik pensakelaran, yang benar-benar dapat diproduksi ulang yang membutuhkan sedikit upaya pemasangan. Semua benda yang mengganggu berkas cahaya terdeteksi secara akurat terlepas dari struktur permukaan atau warnanya.
Sensor Refleksi Difus
Baik pemancar dan penerima berada dalam satu wadah. Cahaya yang dipancarkan dipantulkan oleh objek yang akan dideteksi.Kelebihan: Intensitas cahaya yang menyebar pada penerima berfungsi sebagai kondisi switching. Terlepas dari pengaturan sensitivitas bagian belakang selalu mencerminkan lebih baik daripada bagian depan. Ini mengarah pada konsekuensi untuk operasi switching yang salah.
Sumber Cahaya Yang Berbeda Untuk Sensor Optik
Ada banyak jenis sumber cahaya. Matahari dan cahaya dari api obor yang menyala adalah sumber cahaya pertama yang digunakan untuk mempelajari optik. Sebagai soal fakta, cahaya yang berasal dari materi tertentu (keluar) (misalnya, ion yodium, klorin, dan merkuri) masih memberikan titik referensi dalam spektrum optik.Salah satu komponen kunci dalam komunikasi optik adalah sumber cahaya monokromatik. Dalam komunikasi optik, sumber cahaya harus monokromatik, kompak, dan tahan lama. Berikut adalah dua jenis sumber cahaya.
1. LED (Light Emitting Diode)
Selama proses rekombinasi elektron dengan holes (lubang) di junction atau persimpangan semikonduktor n-doped dan p-doped, energi dilepaskan dalam bentuk cahaya. Eksitasi dilakukan dengan menggunakan tegangan eksternal dan rekombinasi mungkin terjadi, atau dapat distimulasi seperti foton lainnya. Ini memfasilitasi pemasangan lampu LED dengan perangkat optik.2. LASER (Light Amplification by Stimulated Emission Radiation)
Sebuah Laser dibuat, ketika elektron dalam atom dalam gelas khusus, kristal, atau gas menyerap energi dari arus listrik mereka menjadi bersemangat. Elektron tereksitasi bergerak dari orbit berenergi rendah ke orbit berenergi lebih tinggi di sekitar inti atom.Ketika mereka kembali ke keadaan normal atau ground mereka ini mengarah ke elektron memancarkan foton (partikel cahaya). Foton-foton ini semuanya memiliki panjang gelombang dan koheren yang sama. Cahaya tampak biasa terdiri dari banyak panjang gelombang dan tidak koheren.
Contoh Aplikasi Sensor Optik
Aplikasi sensor optik ini berkisar dari komputer hingga detektor gerakan. Agar sensor optik dapat bekerja secara efektif, mereka harus menjadi tipe yang tepat untuk aplikasi tersebut, sehingga mereka menjaga sensitivitasnya terhadap properti yang diukur.Sensor optik adalah bagian integral dari banyak perangkat umum, termasuk komputer, mesin fotokopi (xerox) dan lampu yang menyala secara otomatis dalam kegelapan. Dan beberapa aplikasi umum termasuk sistem alarm, sinkronisasi untuk kilat foto dan sistem yang dapat mendeteksi keberadaan objek.
Sensor Cahaya Sekitar
Sebagian besar kita telah melihat sensor ini di ponsel kita. Ini akan memperpanjang masa pakai baterai dan memungkinkan tampilan yang mudah dilihat yang dioptimalkan untuk lingkungan.Aplikasi Biomedis
Sensor optik memiliki aplikasi yang kuat di bidang biomedis. Beberapa contoh analisis Nafas menggunakan dioda laser merdu, Monitor detak jantung optik mengukur detak jantung Anda menggunakan cahaya.LED bersinar melalui kulit, dan sensor optik memeriksa cahaya yang dipantulkan kembali. Karena darah menyerap lebih banyak cahaya, fluktuasi tingkat cahaya dapat diterjemahkan menjadi detak jantung. Proses ini disebut sebagai photoplethysmography.
Indikator Tingkat Cair Berbasis Sensor Optik
Indikator Tingkat Cair Berbasis Sensor Optik terdiri dari dua bagian utama yaitu LED infrared yang dipasangkan dengan transistor cahaya, dan ujung prisma transparan di bagian depan. LED memproyeksikan cahaya infrared keluar, ketika ujung sensor dikelilingi oleh udara, cahaya bereaksi dengan memantulkan kembali dengan-dalam ujung sebelum kembali ke transistor.Ketika sensor dicelupkan ke dalam cairan, cahaya menyebar ke seluruh dan lebih sedikit dikembalikan ke transistor. Jumlah cahaya yang dipantulkan ke transistor memengaruhi tingkat output, memungkinkan pengindraan level titik
Sudahkah Anda mendapatkan informasi dasar sensor optik? Kami harap Anda memahami informasi yang diberikan di atas menjelaskan dasar-dasar konsep sensor optik dengan gambar terkait dan berbagai aplikasi waktu nyata.