Sensor Proximity : Pengertian, Fungsi, Jenis dan Cara Kerja

Proximity sensor atau biasa dikenal dengan sensor jarak adalah suatu sensor elektronik yang mampu mendeteksi keberadaan objek di dekatnya.

Sensor proximity banyak digunakan pada teknologi sekarang ini seperti pada HP, kendaraan, dan pada mesin industri seperti mesin kemasan, mesin percetakan, mesin produksi, mesin pengerjaan logam dan mesin industri makanan dan minuman.

Di dalam artikel kali ini kami akan membahas tentang pengertian, cara kerja, jenis jenis, jarak deteksi, tegangan kerja, fungsi sensor proximity pada HP dan cara memperbaiki sensor proximity pada HP.

Pengertian Sensor Proximity

Sensor Jarak (Proximity Sensor) aladah suatu sensor elektrik yang berfungsi untuk mendeteksi objek yang berada di sekitar tanpa adanya kontak fisik. Proximity sensor bekerja dengan cara mendeteksi gerakan atau keberadaan objek dan mengubah informasi tersebut menjadi sinyal elektrik.

Proximity sensor bekerja tanpa adanya kontak fisik sehingga tidak menggunakan bagian-bagian mekanik untuk mendeteksi keberadaan objek di sekitarnya. 

Pada dasarnya proximity sensor menggunakan medan elektromagnetik atau sinar radiasi elektromagnetik untuk mendeteksi gerakan atau keberadaan objek yang ada di sekitarnya.

Cara Kerja Sensor Proximity

Berikut ini merupakan prinsip dan cara kerja sensor proximity dalam mendeteksi objek yang ada di sekitarnya. 

1. Pendeteksian objek yang dilakukan oleh sensor proximity memanfaatkan medan elektromagnetik atau sinar radiasi elektromagnetik.
2. Ketika ada objek (baik logam atau non logam) yang berada dalam range (jangkauan), maka sensor proximity akan mendeteksinya. 
3. Dalam proses pendeteksian, akan tercipta sebuah sinyal medan elektromagnetik atau sinar radiasi elektromagnetik yang terbentuk antara sensor proximity dengan objek yang dideteksinya. Bagian ini merupakan input dari sensor jara ini.
4. Informasi berupa sinyal medan elektromagnetik atau sinar radiasi elektromagnetik yang terbentuk dibuah menjadi sinyal elektrik berupa tegangan atau arus. Bagian ini merupakan output dari sensor proximity.
5. Sinyal elektrik tegangan atau arus tersebut dikirimkan ke mikrokontroller atau PLC untuk diolah berdasarkan program yang diatur. 
6. Misalkan ketika sinyal tegangan yang diterima bernilai 10 - 15 volt maka mikrokontroller atau PLC yang sudah diprogram akan mengaktifkan aktuator seperti lampu, valve, kontaktor dll.
7. Di sisi lain ketika sinyal tegangan yang diterima bernilai 16 - 20 volt maka mikrokontroller atau PLC yang sudah diprogram akan menon-aktifkan aktuator seperti lampu, valve, kontaktor dll.

Jarak Deteksi Sensor Proximity

Jarak deteksi sensor proximity merupakan jarak atau jangkauan nominal yang dibutuhkan dalam mendeteksi suatu objek. Jarak nominal sensor proximity dalam  mendeteksi objek disebut Nominal Sensing Distance.

Setiap jenis sensor proximity memiliki jarak deteksi nominalnya masing-masing sehingga perlu melihat datasheet untuk mengetahui jarak deteksi pastinya. Contohnya pada sensor jarak ultrasonik tipe HCSR04 dengan jarak deteksi berkisar 2 - 450 cm.

Sensor proximity tidak akan bekerja diluar jarak deteksi nominalnya. Oleh karenai itu gunakanlah jenis dan tipe sensor jarak sesuai apa yang dibutuhkan.

Jenis Jenis Sensor Proximity

Sensor Proximity terbagi menjadi 4 jenis, yaitu Inductive Proximity Sensor, Capacitive Proximity Sensor, Ultrasonic Proximity Sensor dan Photoelectric Proximity Sensor. Berikut merupakan penjelasan dari masing-masing jenis sensor.

1.    Inductive Proximity Sensor (Sensor Jarak Induktif)

Inductive Proximity Sensor atau Sensor Jarak Induktif adalah sebuah sensor jarak yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan logam, baik logam jenis ferrous atau non-ferrous.

Spesifikasi Inductive Proximity Sensor

Berikut ini merupakan spesifikasi Inductive Proximity Sensor atau Sensor Jarak Induktif :

1. Inductive Proximity Sensor ini pada dasarnya terdiri dari sebuah osilator, sebuah koil dengan inti berbahan ferit, rangkaian detektor, rangkaian output, kabel dan konektor.
2. Output sensor jarak induktif ini dapat berupa sinyal analog dan digital. Sinyal analog berupa tegangan (biasanya sekitar 0 – 10VDC) atau arus (4 – 20mA) dengan jarak deteksi bisa mencapai hingga 2 inci. Sedangkan sinyal digital biasanya digunakan pada rangkaian DC saja ataupun rangkaian AC/DC.
3. Penggunaan sensor proximity induktif ini ditujutukan untuk mendeteksi ada atau tidaknya objek logam, menghitung objek logam dan pengunaan untuk pemosisian.
4. Sensor jarak induktif biasa digunakan sebagai pengganti saklar mekanis (Normally Open atau Normally Close) karena memiliki kecepatan operasi yang cepat dan lebih tinggi. Sensor ini juga memiliki keandalan dan ketahanan yang kuat.

Cara Kerja Inductive Proximity Sensor

Berikut ini merupakan prinsip dan cara kerja dari Inductive Proximity Sensor atau Sensor Jarak Induktif :

1. Ketika objek mendekati sensor maka osilator pada Sensor Jarak ini akan membangkitkan sinyal berupa gelombang sinus dengan frekuensi yang tetap.
2. Sinyal yang dibangkitkan tadi akan menggerakkan kumparan atau koil sehingga inti ferit di dalamnya akan terinduksi dan menghasilkan medan elektromagnetik.
3. Di saat garis-garis medan elektromagnetik ini ter-interupsi oleh objek logam maka output sensor berupa tegangan akan berkurang sebanding dengan ukuran dan jarak objek dari kumparan/koil.
4. Sinyal berupa tegangan itulah yang menjadi output Sensor jarak ini yang nantinya digunakan untuk penggunaan aktuatornya (sseperti saklar mekanis).

Kelebihan dan Kekurangan Inductive Proximity Sensor

Inductive Proximity Sensor atau Sensor Jarak Induktif  memiliki kelebihan seperti, keakuratan dan tingkat switching yang tinggi serta bisa digunakan pada lingkungan yang keras.

Namun Inductive Proximity Sensor atau Sensor Jarak Induktif  memiliki kekurangan seperti jangkauan atau jarak deteksti terbatas dan hanya untuk mendeteksi objek logam.

2.    Capacitive Proximity Sensor (Sensor Jarak Kapasitif)

Sensor Jarak Kapasitif atau Capacitive Proximity Sensor adalah salah satu jenis Sensor Jarak yang digunakan untuk mendeteksi gerakan, komposisi kimia, tingkat dan komposisi cairan maupun tekanan. 

Spesifikasi Capacitive Proximity Sensor

Berikut ini merupakan spesifikasi dari Sensor Jarak Kapasitif atau Capacitive Proximity Sensor :

• Sensor Jarak Kapasitif dapat digerakan oleh bahan konduktif dan bahan non-konduktif. Elemen aktif Sensor Jarak Kapasitif dibentuk oleh dua elektroda logam yang diposisikan untuk membentuk ekuivalen (sama dengan) dengan Kapasitor Terbuka.
• Sensor jarak kapasitif dapat mendeteksi bahan-bahan dielektrik rendah seperti bahan plastik, kaca dan cairan.

Cara Kerja Capacitive Proximity Sensor

Berikut ini merupakan cara kerja dari Sensor Jarak Kapasitif atau Capacitive Proximity Sensor :

Ketika objek mendekati permukaan sensor jarak kapasitif maka medan elektrostatik pelat logam akan terinterupsi sehingga mengubah kapasitansi sensor jarak. Perubahan ini akan mengubah kondisi dalam pengoperasian sensor jarak sehingga dapat mendeteksi keberadaan objek tersebut.

3.    Ultrasonic Proximity Sensor (Sensor Jarak Ultrasonik)

Sensor Jarak Ultrasonik atau Ultrasonic Proximity Sensor adalah salah satu jenis sensor jarak yang memanfaatkan prinsip operasi seperti radar atau sonar yaitu dengan menghasilkan gelombang frekuensi tinggi untuk menganalisis gema yang diterima setelah terpantul dari objek yang mendekatinya. 

Cara kerja Sensor Proximity Ultrasonik ini adalah dengan memancarkan sinyal berupa gelombang frekuensi ke objek di sekitarnya. Setelah itu menghitung waktu antara pengiriman sinyal dengan penerimaan sinyal yang dipantulakn oleh objek untuk menentukan jarak objek tersebut.

Penggunaan Sensor Proximity Ultrasonik ini untuk mendeteksi keberadaan objek dan mengukur jarak objek di proses otomasi pabrik.

4.    Photoelectric Proximity Sensor (Sensor Jarak Fotolistrik)

Sensor Jarak Fotolistrik atau Photoelectric Proximity Sensor adalah salah satu jenis sensor jarak yang menggunakan elemen peka cahaya untuk mendeteksi objek. Sensor Proximity Fotolistrik terdiri sumber atau pemancara cahaya (Emitor) dan Penerima (Receiver).

Jenis Sensor Jarak Fotolistrik atau Photoelectric Proximity Sensor

a.    Direct Reflection 

Bagian Emitor dan Receiver-nya ditempatkan bersama. Bekerja dengan memancarkan cahaya yang kemudian dipantulkan langsung dari objek yang dideteksi.

b.    Refleksi dengan Reflektor

Bagian Emitor dan Receiver-nya ditempatkan bersama namun membutuhkan Reflektor ketika bekerja. Sebuah Objek dideteksi ketika objek tersebut mengganggu (melewati) berkas cahaya antara sensor dan reflektor.

c.    Thru Beam

Bagian Emitor dan Receiver ditempatkan secara terpisah. Bekerja dengan mendeteksi suatu objek ketika ada objek yang mengganggu (melewati) berkas cahaya antara pemancar dan penerima.

Jenis Sensor Proximity Berdasarkan Tegangan Kerjanya

Sensor Proximity dapat terbagi menjadi dua jenis berdasarkan tegangan kerjanya. Berikut ini merupkan jenis sensor proximity yang dibedakan berdasarkan tegangan kerjanya.

• Sensor Proximity DC (Direct Current) dengan tegangan kerja sebesar 10 - 30 Volt DC.
• Sensor Proximity AC (Alternating Current) dengan tegangan kerja sebesar 24 - 240 Volt AC.

Jenis Sensor Proximity Berdasarkan Output (Nilai Keluaran)

Sensor Proximity dapat dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan bentuk dan nilai outputnya. Berikut jenis-jenisnya :

1. Output NPN NO
2. Output NPN NC
3. Output PNP NO
4. Output PNP NC
5. Output PNP NO+NC
6. Output NPN NO+NC
7. Output NO
8. Output NC
9. Output NO+NC
10. Output Lights On/Off

Kelebihan Dan Kekurangan Sensor Proximity

Sensor jarak atau proximity sensor memiliki peranan penting dalam perkemabangan teknologi saat ini, seperti pada HP (smartphone) dan mobil. Penggunaan sensor jarak didasarkan oleh kelebihannya dalam mendeteksi. Berikut inimerupakan kelebihan dan kekurangan sensor proximity.

A.    Kelebihan Sensor Proximity

Berikut ini merupakan beberapa kelebihan sensor jarak (proximity sensor) :

1. Memiliki nilai keakuratan yang tinggi untuk mengukur jarak dan objek.
2. Memiliki tinkat switching yang tinggi.
3. Sensor masih bisa bekerja di tipe lingkungan yang keras.
4. Sensor dapat difungsikan sesuai kepentingan. Bisa untuk mengenali objek, mengukur jarak objek dan mendeteksi keadaan sekitar. 

B.    Kekurangan Sensor Proximity

Berikut ini merupakan beberapa kekurangan sensor jarak (proximity sensor) :

1. Objek yang dideteksi terbatas (tidak semua benda bisa dideteksi).
2. Jarak jangkauan  antara sensor terhadap objek terbatas. Hal tersebut dikarenakan sensor harus dekat dengan objek yang dideteksinya.
3. Kemampuan sensor proximity dipengaruhi oleh ukuran, bentuk, jenis objek yang dideteksi dan suhu lingkungan.

Fungsi Sensor Proximity Pada HP

Sensor Proximity termasuk salah satu jenis sensor yang ada pada HP. Sensor proximity biasanya terletak pada bagian atas sebelah kamera depan dan earpice. Nah berikut ini merupakan fungsi sensor proximity pada HP smartphone.

Saat melakukan panggilan atau telepon maka sensor proximity berfungsi untuk mendeteksi objek disekitarnya. 

Masih saat menelpon, sensor proximity akan mengirimkan sinyal ke sistem HP untuk mematikan layar ketika objek (telinga, muka dll) mendekat. Hal ini bertujuan untuk pengamanan layar sentuh HP dari sentuhan yang tidak disengaja (misal telinga mengakhiri panggilan dll).

Ketika panggilan atau telepon berakhir maka sensor proximity bekerja dengan mengirimkan sinyal ke HP untuk menghidupkan kembali layar.

Cara Memperbaiki Sensor Proximity Pada HP

Sensor proximity memiliki peranan penting dalam mengatur (on / off) layar HP ketika melakukan panggilan telepon. Namun terkadang, sensor proximity ini tidak berfungsi akibat benturan keras, tertekan atau masalah software pada HP.

Nah berikut ini merupakan cara memperbaiki dan mengatasi kerusakan sensor proximity pada HP (smartphone).

1.    Membersihkan Sensor Proximity HP

Salah satu penyebab mengapa sensor proximity hp tidak berfungsi adalah karena menumpuknya debu atau kotoran pada bagian dan area sensor tersebut. Oleh karena itu perlu membersihkan bagian tersebut agar pendeteksian sensor tidak terganggu.

2.    Mengganti Tempered Glass

Penggunaan tempered glass atau biasa disebut pelindung layar dapat menjadi penyebab sensor proximity tidak berfungsi. Tempered glass yang begitu tebal dan tidak cocok dengan HP dapat mengganggu pendeteksia sensor. Oleh karena itu pakailah tempered glass yang tepat untuk HP anda.

3.    Melakukan Restart Pada HP

Tidak berfungsinya suatu sensor yang ada pada HP dikarenakan masalah software yang mengalami error atu bug. Oleh karena itu perlu melakukan restart HP, update atau downgrade sistem operasi HP agar sensor yang ada kembali normal.

4.    Mengganti Sensor Proximity HP

Penyebab mendasar yang menyebabkan tidak bekerjanya sensor proximity pada hp adalah karena sensor tersebut mengalami kerusakan. Kerusakannya dapat diesebabkan oleh HP yang jatuh atau tertekan cukup keras dan lama.

Oleh karena itu perlu mengganti sensor proximity yang baru dan sesuaikan dengan tipe HP yang akan diganti sensornya.

Jadi itulah penjelasan materi tentang pengertian, cara kerja, jenis jenis, jarak deteksi dan tegengan kerja sensor proximity.