Sensor UV Tron

UVTron atauHamamatsu R2868 Flame (UV) Detector adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan api bahkan rokok yang sedang terbakar. Sensor ini sangat tepat digunakan untuk mendeteksi adanya percikan api, lilin dan sesuatu yang terbakar sampai dengan radius 5 meter. Karena aplikasinya yang sederhana dan mudah maka sensor ini sering dipakai untuk mendeteksi keberadaan lilin padaFire Fighting Robot. Modul ini diprioritaskan untuk menjelaskan pemakaian UVTron pada robot.

UVTron hanya sebuah sensor berbentuk tabung yang terdiri dari dua kaki (bulb) anode dan katode. Untuk dapat menggunakannya, dibutuhkan driver UVTron yaituUVTron C3704Driving Circuit. Biasanya antara sensor dan driver dapat dibeli terpisah.

·         Pemasangan Sensor dan Driver

Kaki-kaki UVTron harus terhubung pada driver-nya, dapat disolder langsung, memakai header, ataupun diperpanjang. Perlu diperhatikan, pilihan-pilihan tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, untuk itu harus disesuiakan dengan kebutuhan. Secara teori, pemasangan yang paling efektif adalah langsung disolder karena tidak ada rugi-rugi oleh kabel ekstensi ataupun header (yang cukup berpengaruh pada akuisisi data oleh driver). Akan tetapi, secara aplikasi pilihan pemasangan langsung kurang tepat karena sulit dalam pemasangannya pada robot. Karena biasanya sensor harus diletakkan sedemikian rupa sehingga paling mudah mendeteksi api, sedangkan driver diletakkan sedemikian rupa sehingga tidak terlalu terlihat ataupun tergabung dengan driver-driver robot lainnya. Perpanjangan kabel yang direkomendasikan adalah tidak lebih dari 5 cm.

Untuk pemasangan, sambungkan kutub katode sensor (kaki yang lebih pendek) pada lubang di driver yang ditandai dengan huruf K. Sementara itu sambungkan kutub anode sensor (kaki yang lebih panjang) pada lubang di driver yang ditandai dengan huruf A. Hati-hati dalam menyolder karena driver sangat rentan.

Input Tegangan

Gambar 1. Pin I/O dan regulator driver

Pada driver sudah terdapat regulator 7805 sehingga jika kita memiliki sumber tegangan 10-30Vdc kita cukup menghubungkannya dengan pin untuk ground dan pin + untuk tegangan 10-30 Vdc.

Ada kalanya kita tidak membutuhkan regulator yang terdapat pada driver karena sumber tegangan yang kita miliki sudah 5Vdc teregulasi, untuk itu kita harus menghubungkan tegangan 5Vdc teregulasi tersebut dengan kutub O yang paling kanan pada IC 7805 atau dengan men-jumper kutub + dengan kutub O, tidak masalah dengan IC-nya. Garis IC yang putus-putus menandakan jika kita tidak ingin memakai regulator di driver.

Mendapatkan Output

Sensor UVTron tidak membutuhkan sinyal input, sensor ini langsung mengeluarkan output jika dideteksi keberadaan api. Pada gambar 1 terdapat pin dengan kode 1, 2, dan 3. Pin-pin tersebut adalah pin untuk memperoleh output.

Pin 1 : Output CMOS active high, akan memberikan tegangan 5V jika terdeteksi adanya api

Pin 2 : Output CMOS active low, merupakan pin 1 yang terinvert

Pin 3 : Open collector transistor output, pin ini membutuhkan resistor pullup (pin ini jarang digunakan)

Perlu diketahui, output yang dikeluarkan adalah sinyal kotak dengan frekuensi yang bergantung pada kapasitor yang digunakan pada driver. Pemilihan kapasitor driver harus disesuaikan dengan kebutuhan, jika kita ingin mendapatkan output dengan sampling yang lebih cepat maka gunakan kapasitor dengan kapasitansi yang lebih kecil (biasanya 0.01 F), sebaliknya jika ingin sampling yang lebih lambat gunakan kapasitansi kapasitor yang lebih besar (misal 1 F). Biasanya nilai kapasitansi 0.01 F memiliki periode sampling 0.01s begitupun untuk 1 F memiliki periode sampling 1s (sekitar segitulah).

·         Penyesuaian Kondisi Lingkungan

Adakalanya output yang diperoleh tidak sesensitif output yang biasanya diperoleh, hal ini bisa disebabkan oleh jumper yang digunakan. Ubah-ubah posisi jumper blocks dengan tanda 3, 5, 7 dan 9 untuk mendapatkan sensitifitas sensor terhadap lingkungan sehingga didapatkan output yang tepat. Default detting dari jumper ini adalah 3.

Karakteristik sensor

Gambar 2. Karakteristik wilayah deteksi sensor

UVTron memiliki wilayah deteksi yang luas, hampir seperti bola dari depan sensor, untuk lebih jelasnya perhatikan gambar 2. Jika kita ingin membatasi cakupan ini menjadi lebih sempit dapat dibuat selubung UVTron, tetapi perlu diperhatikan beberapa kasus berikut.

Gambar 3. Contoh menyelubungi UVTron

Jika ingin membatasi wilayah area yang ditujukan untuk scaning, maka sebaiknya pilih selubung dengan cara (b), karena dengan selubung ini akan diperoleh posisi sudut api yang paling spesifik.

Pengujian Sensor

Sensor ini adalah sensor yang mudah digunakan dan juga pengujiannya. Untuk menguji apakah sensor berfungsi dengan baik atau tidak ikuti langkah berikut:

1.    Rangkai UVTron dan driver dengan tepat, beri sumber tegangan pada posisi yang tepat (apakah input sudah teregulasi atau belum)

2.    Cek output pin 1 atau 2 dengan multimeter, gunakan multimeter analog agar lebih mudah melihat defleksi jarum akibat adanya output (probe merah output dan hitam untuk ground).

3.    Dekatkan sensor dengan sumber api (misal lilin), kemudian perhatikan defleksi jarum multimeter.

4.    Halangi sensor dengan sumber api, dan lihat perbedaan multimeter antara adanya api dan tidak ada api.

5.    Jika jarum multimeter bergerak-gerak saat ada api dan diam saat tidak ada api maka sensor berfungsi dengan baik

Perlu diperhatikan bahwa keluaran UVTron pin 1 atau 2 adalah tegangan logic, multimeter tidak selalu berdefleksi menghasilkan bacaan 5V dan 0V bergantian karena yang terbaca oleh multimeter adalah tegangan efektifnya sehingga bergantung pada periode sampling, atau dari kapasitor yang digunakan. Tidak masalah apakah jarum berdefleksi kecil atau sampai 5V, karena yang terpenting adalah adanya efek antara ada dan tidak adanya api. Untuk melihat output lebih jelas (5V dan 0V yang bergantian) gunakan osiloskop.

·         Troubleshooting

Jika pengujian sensor tidak didapati hasil yang diinginkan:

1.    Periksa semua hubungan kabel dan jumper antara UVTron dengan driver, driver dengan sumber, header I/O driver dengan regulator, kemudian periksa outputnya.

2.    Periksa kapasitor yang digunakan, coba mulai dari tanpa kapasitor dan dengan kapasitor 1 F, kapasitansi lebih besar akan menghasilkan periode sampling yang lebih lama, kemudian periksa outputnya.

3.    Periksa jumper sensitivitas driver, coba semua tanda 3, 5, 7 dan 9, kemudian periksa outputnya.

4.    Ganti sensor uji dengan sensor lain yang sebelumnya sudah bisa dicoba. Jika output didapatkan dengan baik maka berarti sensor uji kemungkinan rusak dan driver masih dalam keadaan baik.

5.    Gunakan sensor uji pada driver lain yang sebelumnya sudah bisa dicoba (ganti driver uji). Jika output didapatkan dengan baik maka berarti driver uji kemungkinan rusak dan sensor masih dalam keadaan yang baik.