Banyak sekali jenis sensor dalam dunia elektronika yang berguna untuk berbagai kebutuhan, salah satunya untuk mengukur jarak. Nah untuk kebutuhan memperkirakan jarak, sering digunakan sensor proximity, sensor ini ada dua jenis yaitu sensor proximity kapasitif dan sensor proximity induktif.
Pada tulisan ini kami akan menjelaskan sensor proximity kapasitif. Sensor ini cukup unik karena dapat mendeteksi objek tanpa menyentuhnya. Nah bagaimana cara kerja dari komponen trandunser satu ini?
Kami akan menjelaskannya mulai dari pengertian, komponen penyusun, cara kerja hingga jenis-jenisnya. Nah, silakan disimak ini dia penjelasan tentang sensor proximity kapasitif atau yang sering disingkat sensor kapasitif.
Pengertian Sensor Kapasitif
Sensor proximity kapasitif yang sering disingkat penyebutannya dengan sensor kapasitif adalah komponen dari gololongan sensor yang dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tanpa memerlukan kontak fisik. Alat ini bisa difungsikan sebagai saklar otomatis yang kondisi ON dan OFF nya dipengaruhi oleh ada tidaknya objek yang terdeteksi.
Sensor kapasitif ini dapat mendeteksi berbagai jenis objek, baik itu metal maupun non-metal. Untuk bisa mengetahui kehadiran suatu objek, sensor ini melakukannya dengan memanfaatkan medan listrik. Pancaran medan listrik tersebut akan bereaksi ketika terkena suatu objek sehingga sensor kapasitif bisa tahu apabila ada objek yang mendekatinya.
Komponen Sensor Kapasitif
Ada empat komponen utama yang menyusun sensor kapasitif, yaitu probe kapasitif, osilator, detektor level sinya dan potensiometer. Berikut penjelasan dan fungsi tiap-tiap bagian:
Probe kapasitif
Bagian ini berbentuk pipih layaknya piring, karena itu sebutan lain probe kapasitif adalah piring. Bagian ini berfungsi untuk memancarkan medan listrik.
Osilator
Osilator akan menghasilkan sinyal yang dipancarkan oleh probe. Ketika tidak ada objek yang mendekati dan terdeteksi oleh sensor kapasitif maka kondisi frekuensi sinyal pada osilator akan lemah atau normal.
Ketika suatu objek mendekat ke permukaan sensor kapasitif maka kondisi frekuensi sinyal osilator akan menguat, dan akan semakin melemah ketika objek menjauh.
Detektor level sinyal
Bagian ini akan mendeteksi perubahan sinyal osilator yang kemudian dikeluarkan sebagai output.
Potensiometer
Tingkat sensitivitas sensor kapasitif dapat disesuaikan, caranya dengan memutar potensiometer yang umumnya berada di bagian belakang sensor kapasitif. ketika potensiometer diputar ke kiri maka sensitivitas sensor kapasitif akan berkurang. Sedangkan ketika diputar ke kanan, sensitivitas sensor kapasitif akan bertambah.
Prinsip Kerja Sensor Proximity Kapasitif
Cara kerja sensor kapasitif ini bekerja seperti saklar pada umumnya. Untuk dapat bekerja, Sensor kapasitif membutuhkan sumber tegangan V(+) dan V(-) (10-30VDC). Ketika ada objek yang mendetekati permukaan sensor kapasitif hingga jarak 0mm – 8mm, LED indikator menyala dan sensor kapasitif akan menghasilkan tegangan di Vout.
Namun ketika objek berada di luar jangkauan permukaan pendeteksian sensor kapasitif (>8mm), LED indikator mati dan tidak akan ada tegangan di Vout.
Jenis-jenis Sensor Kapasitif
Ada dua jenis sensor proximity kapasitif, yaitu tipe PNP dan NPN, keduanya juga memiliki dua tipe lagi yaitu normally open (N.O) dan Normally Close (N.C). Jika kamu bingung, silakan simak berikut penjelasan dari kedua jenis sensor kapasitif tersebut:
Sensor Kapasitif PNP
Jenis ini menggunakan tipe pengoperasian atau pemasangan beban dengan kondisi aktif high. Di mana bebang akan mati ketika diberi logika low (0) dan hidup jika diberi logika high (1).
Cara kerja sensor kapasitif PNP:
- Ketika sensor kapasitif diberi sumber tegangan V(+) maka arus akan mengalir ke kaki emitter (E) transistor PNP dan menuju sirkuit utama.
- Jika tidak ada output tegangan dari pendeteksi objek sensor kapasitif, maka tidak ada arus yang mengalir di kaki Basis (B) transistor PNP. Artinya, transistor berada di kondisi tidak aktif (OFF), di mana arus tidak mengalir menuju kaki Collector (C), sehingga tidak ada juga arus yang mengalir menuju tegangan luaran (Vout).
- Ketika pendeteksi objek sensor mengalirkan arus ke kaki Basis (B) transistor PNP maka transistor akan aktif (ON), arus pun mengalir menuju Collector (C) dan lanjut mengalir ke tegangan luaran (Vout) menuju beban, sehingga beban mendapat tegangan.
Seperti disinggung tadi, sensor kapasitif PNP juga dibagi menjadi dua jenis, normally open dan normally close.
1. Sensor kapasitif PNP Normally Open (N.O)
Pada sensor kapasitif PNP N.O, output tegangan saat tidak ada objek yang terdeteksi berlogika 0 (0V) atau saklar terputus (OFF) dan berlogika 1 atau saklar terhubung (ON) ketika sensor mendeteksi adanya objek.
2. Sensor Kapasitif PNP Normally Close (N.C)
Sebaliknya, pada sensor kapasitif PNP N.C output akan berlogika 1 atau saklar terhubung (ON) ketika tidak ada objek mendekat dan berlogika 0 ketika ada objek yang terdeteksi.
Sensor Kapasitif NPN
Jenis ini menggunakan tipe pengoperasian atau pemasangan beban dengan kondisi aktif Low. Di mana beban akan mati ketika diberi logika High (1) dan hidup jika diberi logika Low (0).
Cara kerja sensor kapasitif NPN:
- Ketika sensor kapasitif diberi sumber tegangan V (+), arus akan langsung mengalir ke beban dan lanjut menuju sirkuit utama.
- Jika output pendeteksi objek sensor tidak memberikan arus pada kaki Basis (B) maka transistor tidak akan aktif dan tidak ada arus yang mengalir menuju kaki Collector (C) dan Emitter (E), sehingga tidak ada juga arus yang mengalir menuju tegangan luaran (Vout).
- Ketika Basis (B) transistor NPN mendapatkan arus dari output sensor, transistor akan aktif (ON) dan arus akan mengalir menuju Collector (C) yang kemudian mengalir menuju tegangan luaran (Vout). Aliran tersebut terus mengalir hingga menuju beban.
Sama halnya dengan sensor kapasitif PNP, jenis NPN juga dapat dibagi lagi menjadi dua kategori, yaitu normally open (NO) dan Normally close (NC):
1. Sensor kapasitif NPN Normally Open (N.O)
Jika tidak ada objek yang terdeteksi oleh sensor maka tegangan luaran (Vout) akan berlogika 0 (0V), saklar terbuka (Normally Open) dan beban (LED) menyala. Sebaliknya ketika sensor mendeteksi adanya objek, tegangan luaran (Vout) akan berlogika 1 dan kondisi saklar akan tertutup (Normally Close) dan beban (LED) tidak menyala.
2. Sensor kapasitif NPN Normally Close (N.C)
Sebaliknya dari normally open, pada sensor kapasitif NPN Normally close (N.C) tegangan luaran (Vout) akan berlogika 1 jika tidak ada objek yang terdeteksi oleh sensor dan saklar dalam kondisi tertutup dan beban (LED) tidak menyala.
Sedangkan ketika ada objek yang terdeteksi oleh sensor, tegangan luaran (Vout) berubah menjadi logika 0 (0 V), Secara otomatis saklar pun akan terbuka dan beban (LED) menyala.
Demikianlah penjelasan kami tentang sensor proximity kapasitif yang sering disebut sensor kapasitif. Sensor ini cukup berguna untuk digunakan pada aplikasi rangkaian yang membutuhkan deteksi keberadaan objek. Semoga membantu!
