SENSOR

 1. SENSOR VIBRATION

Modul sensor getaran yang berbasis pada sensor getaran SW-420 dan Komparator LM393 digunakan untuk mendeteksi getaran. Ambang batas dapat disesuaikan menggunakan potensiometer yang terpasang. Saat tidak ada getaran, sensor memberikan Logika Rendah dan ketika getaran terdeteksi, sensor memberikan Logika Tinggi.

 

Konfigurasi Pin Modul Sensor Getaran

Nama PIN	Keterangan
VCC	Pin Vcc memberi daya pada modul, biasanya dengan +5V.
GND	Ground Catu Daya
MELAKUKAN	Pin Output Digital untuk Keluaran Digital.

 

Fitur & Spesifikasi Modul Sensor Getaran

• Tegangan Operasi: 3,3V hingga 5V DC
• Arus Operasi: 15mA
• Menggunakan sensor getaran tipe normally closed SW-420
• LED indikator output dan daya
• Desain berbasis LM393
• Mudah digunakan dengan mikrokontroler atau bahkan dengan IC digital/analog biasa.
• Dilengkapi lubang baut untuk pemasangan yang mudah.
• Kecil, murah, dan mudah didapatkan.

Penjelasan singkat tentang Modul Sensor Getaran/Sensor Gerak SW-420

Modul Sensor Getaran ini terdiri dari Sensor Getaran SW-420, resistor, kapasitor, potensiometer, IC komparator LM393, catu daya, dan LED status dalam satu sirkuit terpadu. Modul ini berguna untuk berbagai pemicu guncangan, alarm anti pencurian, mobil pintar, alarm gempa bumi, alarm sepeda motor, dan lain sebagainya.

IC LM393

IC komparator LM393 digunakan sebagai komparator tegangan dalam modul sensor getaran ini. Pin 2 LM393 dihubungkan ke Preset (Potensiometer 10KΩ) sedangkan pin 3 dihubungkan ke sensor getaran. IC komparator akan membandingkan tegangan ambang yang diatur menggunakan preset (pin 2) dan pin Sensor Getaran (pin 3).

 

Preset (Pot pemangkas) 10k

Dengan menggunakan preset yang tersedia, Anda dapat menyesuaikan ambang batas (sensitivitas) output digital.

 

Saklar Getaran SW-420

Sakelar getaran mengenali amplitudo getaran yang mengenainya. Respons sakelar dapat berupa penutupan kontak listrik atau pembukaan kontak. Kontak listrik dapat berupa relai elektromekanik atau perangkat solid-state.

 

Cara Menggunakan Modul Sensor Getaran SW-420

Modul sensor getaran terdiri dari tiga pin yaitu VCC, GND, dan DO. Pin output digital terhubung ke pin output IC komparator LM393. Diagram rangkaian internal modul sensor suhu diberikan di bawah ini.

 

1. Blok Sensor (Vibration Switch)

Sensor getaran berada di sisi kiri rangkaian.

Prinsip kerjanya adalah sebagai saklar mekanik yang berubah kondisi ketika mengalami getaran atau benturan.

Karakteristik sensor:

• Saat tidak ada getaran → kontak sensor terbuka (Open Circuit).
• Saat terjadi getaran → kontak sesaat menutup (Close Circuit).
• Karena berupa kontak mekanik, sinyal keluarannya masih mengandung bouncing (pulsa naik-turun sangat cepat).

Secara elektrik sensor bekerja seperti push button yang aktif akibat getaran.

---

2. Rangkaian Pull-up (R1)

Resistor R1 = 10 kΩ terhubung ke VCC.

Fungsinya sebagai pull-up resistor.

Ketika sensor belum aktif,

$$V_{in}=V_{CC}$$

karena node input ditarik ke tegangan positif.

Sedangkan ketika sensor aktif (tertutup),

node input langsung terhubung ke ground sehingga

$$V_{in}\approx0V$$

Tanpa resistor pull-up, input komparator akan berada pada kondisi floating, sehingga output menjadi tidak stabil.

---

3. Filter RC (C2)

Kapasitor C2 = 100 nF (104) dipasang paralel terhadap input sensor.

Fungsinya adalah:

• meredam bouncing kontak mekanik,
• mengurangi noise frekuensi tinggi,
• menghasilkan transisi tegangan yang lebih halus.

Secara teori,

konstanta waktunya

$$\tau = RC$$

Dengan

$$R=10k\Omega$$

dan

$$C=100nF$$

maka

$$\tau = 10\,000 \times 100\times10^{-9} = 1\,ms$$

Artinya gangguan yang lebih cepat dari sekitar 1 ms akan banyak diredam.

---

4. Komparator LM393

Komponen utama rangkaian adalah LM393.

Berbeda dengan op-amp, LM393 digunakan sebagai voltage comparator.

Inputnya terdiri dari:

• pin (+) = non-inverting
• pin (−) = inverting

Komparator bekerja berdasarkan

$$V_+ > V_-$$

atau

$$V_+ < V_-$$

Jika

$$V_+>V_-$$

maka transistor output LM393 OFF sehingga output ditarik HIGH oleh resistor pull-up.

Sebaliknya,

jika

$$V_+<V_-$$

maka transistor internal ON sehingga output menjadi LOW.

Jadi LM393 mengubah perubahan tegangan analog menjadi level logika digital.

---

5. Tegangan Referensi (R2)

Resistor R2 = 10 kΩ dihubungkan ke ground pada input inverting.

R2 bersama konfigurasi rangkaian membentuk tegangan referensi (reference voltage) bagi komparator.

Tegangan referensi ini menjadi batas (threshold) untuk menentukan apakah sensor dianggap aktif atau tidak.

Secara konsep,

$$V_{sensor}>V_{ref}$$

→ output HIGH

sedangkan

$$V_{sensor}<V_{ref}$$

→ output LOW.

---

6. Kapasitor C1

C1 juga bernilai 100 nF.

Fungsinya:

• menstabilkan tegangan referensi,
• meredam noise pada input pembanding,
• meningkatkan kestabilan switching komparator.

Dalam aplikasi sensor, kapasitor ini membantu mencegah keluaran berubah akibat gangguan kecil.

---

7. Output Open Collector

LM393 memiliki open collector output.

Artinya transistor internal hanya mampu menarik output ke ground.

Karena itu diperlukan resistor R4 = 1 kΩ sebagai pull-up output.

Kondisi output:

• transistor OFF → output HIGH
• transistor ON → output LOW

Output inilah yang diberi label

Digital Output

dan dapat langsung dihubungkan ke GPIO mikrokontroler seperti Arduino, ESP32, atau STM32.

---

8. LED Status (D1)

LED D1 dipasang seri dengan resistor R4.

Fungsinya:

• memberikan indikasi visual kondisi output,
• menyala ketika output berada pada kondisi tertentu (bergantung polaritas modul).

LED ini membantu proses debugging dan pengujian sensor.

---

9. LED Power (D2)

LED D2 dipasang bersama resistor R3.

Fungsinya hanya sebagai indikator bahwa modul memperoleh catu daya.

Saat VCC diberikan,

LED Power akan selalu menyala.

2.SENSOR SOUND

Modul sensor deteksi suara mendeteksi intensitas suara di mana suara dideteksi melalui mikrofon dan dialirkan ke penguat operasional LM393 . Modul ini terdiri dari potensiometer terintegrasi untuk menyesuaikan titik setel (setpoint) untuk tingkat suara.

Konfigurasi Pin Modul Sensor Deteksi Suara

Nama PIN	Keterangan
VCC	Pin Vcc memberi daya pada modul, biasanya dengan +5V.
GND	Ground Catu Daya
MELAKUKAN	Pin Output Digital. Terhubung langsung ke pin digital Mikrokontroler.
AO	Pin Output Analog. Terhubung langsung ke pin analog Mikrokontroler.

 

Fitur & Spesifikasi Modul Sensor Deteksi Suara

• Tegangan Operasi: 3,3V hingga 5V DC
• Komparator LM393 dengan pengaturan ambang batas
• Ukuran PCB: 3,4 cm * 1,6 cm
• Jarak induksi: 0,5 meter
• Arus operasi:  4~5 mA
• Sensitivitas Mikrofon (1kHz): 52 hingga 48 dB
• Mudah digunakan dengan mikrokontroler atau bahkan dengan IC digital/analog biasa.
• Kecil, murah, dan mudah didapatkan.

Penjelasan singkat tentang Modul Sensor Deteksi Suara

Modul Sensor Deteksi Suara ini terdiri dari Mikrofon, resistor, kapasitor, potensiometer, komparator IC LM393, catu daya, dan LED status dalam satu sirkuit terpadu.

 

IC LM393

IC Komparator LM393 digunakan sebagai komparator tegangan dalam Modul Sensor Deteksi Suara ini. Pin 2 dari LM393 dihubungkan ke Preset (Potensiometer 10KΩ) sedangkan pin 3 dihubungkan ke Mikrofon. IC komparator akan membandingkan tegangan ambang yang diatur menggunakan preset (pin 2) dan pin Mikrofon (pin 3).

 

Mikropon

Mikrofon pada modul sensor suara mendeteksi suara. Suara ini kemudian dialirkan ke IC LM393.

 

Preset (Pot pemangkas)

Dengan menggunakan preset yang tersedia, Anda dapat menyesuaikan ambang batas (sensitivitas) output digital.

 

Cara Menggunakan Modul Sensor Deteksi Suara

Modul Sensor Deteksi Suara terdiri dari empat pin yaitu VCC, GND, DO, AO. Pin output digital terhubung ke pin output IC komparator LM393 sedangkan pin analog terhubung ke Mikrofon. Diagram rangkaian internal Modul Sensor Deteksi Suara diberikan di bawah ini.

1. Elemen Sensor Hall Effect (Q1)

Komponen Q1 merupakan sensor Hall Effect yang memiliki tiga terminal, yaitu:

• VCC : catu daya sensor.
• GND : ground.
• S (Signal) : keluaran analog sensor.

Prinsip kerja sensor Hall didasarkan pada Efek Hall, yaitu munculnya tegangan Hall (Hall Voltage) ketika suatu material semikonduktor dialiri arus dan dikenai medan magnet yang tegak lurus terhadap arah arus.

Secara matematis,

$$V_H=\frac{KIB}{t}$$

dengan:

• $V_H$ = tegangan Hall (V)
• $I$ = arus bias sensor (A)
• $B$ = kerapatan fluks magnet (Tesla)
• $t$ = ketebalan material Hall
• $K$ = konstanta Hall.

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa tegangan keluaran sensor berbanding lurus dengan kuat medan magnet yang diterima sensor.

---

2. Rangkaian Bias Sensor (R8 dan R2)

Resistor R8 dan R2 masing-masing bernilai 100 kΩ.

Kedua resistor ini membentuk rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) yang berfungsi untuk:

• memberikan bias pada masukan komparator,
• menjaga level tegangan tetap stabil,
• mencegah kondisi floating pada input.

Selain itu resistor-resistor tersebut membantu menghasilkan titik kerja (operating point) yang stabil sehingga sensor bekerja secara konsisten.

---

3. Resistor Pembatas Arus (R3)

Resistor R3 = 150 Ω dipasang seri dengan jalur sinyal sensor.

Fungsinya adalah:

• membatasi arus menuju input LM393,
• melindungi komparator dari lonjakan arus,
• membantu meredam gangguan transien pada sinyal sensor.

Walaupun nilai arus masuk LM393 sangat kecil, resistor ini memberikan perlindungan tambahan terhadap kondisi abnormal.

---

4. Komparator LM393

Modul menggunakan dua buah komparator di dalam satu IC LM393.

Komparator Pertama

Komparator pertama membandingkan:

• tegangan keluaran sensor Hall,
• dengan tegangan referensi yang diatur menggunakan VR1.

Prinsip kerjanya:

Jika

$$V_{sensor}>V_{ref}$$

maka keluaran komparator berubah ke salah satu keadaan logika.

Sebaliknya,

$$V_{sensor}<V_{ref}$$

maka keluaran berubah ke keadaan logika yang lain.

Karena LM393 memiliki open collector output, maka diperlukan resistor pull-up pada bagian output.

---

Komparator Kedua

Komparator kedua berfungsi sebagai buffer atau penguat logika, sehingga sinyal digital yang dihasilkan lebih stabil sebelum dikirim ke pin Digital Output.

Tahap ini juga meningkatkan ketahanan terhadap gangguan (noise immunity) dan menghasilkan transisi logika yang lebih tegas.

---

5. Potensiometer VR1 (Threshold Adjustment)

VR1 bernilai 10 kΩ.

Komponen ini berfungsi mengatur tegangan referensi (reference voltage) pada input komparator.

Dengan memutar VR1, pengguna dapat mengubah ambang deteksi medan magnet.

Misalnya:

• threshold rendah → sensor lebih sensitif,
• threshold tinggi → sensor hanya aktif pada medan magnet yang lebih kuat.

Secara teori,

$$V_{ref} = \frac{R_{bawah}} {R_{atas}+R_{bawah}} V_{CC}$$

Nilai ini berubah sesuai posisi VR1.

---

6. Analog Output (AO)

Pin Analog Output merupakan keluaran langsung dari sensor Hall.

Karakteristiknya:

• berupa tegangan analog,
• nilainya berubah proporsional terhadap kuat medan magnet,
• dapat dibaca menggunakan ADC mikrokontroler.

Hubungan sederhananya:

$$V_{AO}\propto B$$

Semakin besar medan magnet, maka tegangan analog akan berubah sesuai karakteristik sensor Hall.

Output analog cocok digunakan bila sistem memerlukan pengukuran intensitas medan magnet, bukan hanya deteksi ada atau tidaknya magnet.

---

7. Digital Output (DO)

Pin Digital Output berasal dari keluaran komparator LM393.

Karakteristiknya hanya memiliki dua keadaan:

• HIGH
• LOW

Output ini digunakan ketika sistem hanya membutuhkan informasi logika, misalnya:

• ada magnet,
• tidak ada magnet.

Karena berasal dari komparator, perubahan output terjadi ketika:

$$V_{sensor}=V_{ref}$$

yang disebut sebagai tegangan ambang (threshold voltage).

---

8. LED Indikator

LED L1 (Power)

LED L1 bersama resistor R5 menunjukkan bahwa modul memperoleh catu daya.

Selama modul diberi tegangan VCC, LED ini akan menyala.

---

LED L2 (Status)

LED L2 dikendalikan oleh keluaran komparator.

LED ini akan menyala ketika sensor mendeteksi medan magnet yang melebihi nilai ambang yang telah ditentukan oleh VR1.

LED ini memudahkan proses kalibrasi sensitivitas sensor.

3.SENSOR HEART

Fitur dan Spesifikasi Sensor Denyut Nadi

• Sensor pendeteksi denyut nadi atau detak jantung biometrik
• Sensor tipe Plug and Play
• Tegangan Operasi: +5V atau +3.3V
• Konsumsi Arus: 4mA
• Sirkuit penguat dan peredam kebisingan terintegrasi.
• Diameter: 0,625 inci
• Ketebalan: 0,125 inci

 

Konfigurasi Pin

Nomor PIN	Nama PIN	Warna Kawat	Keterangan
1	Tanah	Hitam	Terhubung ke ground sistem
2	Vcc	Merah	Hubungkan ke tegangan catu daya +5V atau +3.3V.
3	Sinyal	Ungu	Sinyal keluaran berdenyut.

 

Cara Kerja Sensor Denyut Nadi

Cara kerja sensor denyut nadi/detak jantung sangat sederhana. Sensor ini memiliki dua sisi, di satu sisi terdapat LED bersama dengan sensor cahaya sekitar dan di sisi lain terdapat beberapa rangkaian elektronik. Rangkaian elektronik ini bertanggung jawab untuk penguatan dan peredaman kebisingan. LED di sisi depan sensor ditempatkan di atas pembuluh darah di tubuh manusia. Ini bisa berupa ujung jari atau ujung telinga, tetapi harus ditempatkan tepat di atas pembuluh darah.

Sekarang LED memancarkan cahaya yang akan jatuh langsung ke pembuluh darah. Pembuluh darah hanya akan dialiri darah saat jantung memompa, jadi jika kita memantau aliran darah, kita juga dapat memantau detak jantung. Jika aliran darah terdeteksi, sensor cahaya sekitar akan menangkap lebih banyak cahaya karena dipantulkan oleh darah, perubahan kecil pada cahaya yang diterima ini dianalisis dari waktu ke waktu untuk menentukan detak jantung kita.