Pengertian Sensor Proximity Kapasitif

Sensor proximity kapasitif adalah salah satu jenis sensor yang dapat digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu objek tanpa adanya kontak fisik. Objek yang dapat terdeteksi oleh sensor proximity kapasitif yaitu metal maupun non-metal misal kayu, plastik, kaca, dan lain-lain. Simbol dan bentuk fisik sensor proximity kapasitif dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Simbol dan bentuk fisik Sensor Kapasitif

Sensor proximity kapasitif bekerja dengan menggunakan medan listrik yang akan mendeteksi kehadiran suatu objek. Pada Gambar 2, sensor proximity kapasitif terdiri dari empat komponen dasar :

Gambar 2. Komponen Sensor Proximity Kapasitif

Probe kapasitif atau piring berfungsi sebagai pemancar medan listrik.
Osilator berfungsi sebagai untuk menghasilkan sinyal yang akan dipancarkan oleh probe melalui permukaan sensor. Ketika sensor kapasitif tidak mendeteksi objek yang mendekat pada permukaan sensor proximity kapasitif, maka kondisi frekuensi sinyal osilator akan lemah atau normal. Seiring mendekatnya objek pada permukaan sensor proximity kapasitif kondisi frekuensi sinyal osilator akan mulai semakin kuat sampai jarak jangkauan sensor proximity kapasitif, serta frekuensi sinyal osilator akan semakin melemah ketika objek menjauh dari jarak jangkauan pada permukaan sensor proximity kapasitif.
Detektor level sinyal berfungsi sebagai pendeteksi perubahan sinyal osilator ketika probe kapasitif mendeteksi objek kemudian dikeluarkan pada output.
Potensiometer menyesuaikan sensitivitas sensor. Pengaturan sensitivitas sensor proximity kapasitif dapat dilakukan dengan memutar potensiometer pada belakang sensor proximity kapasitif yang terdapat sensitivity adjusment seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2

Jika potensiometer putar ke kiri maka sensitivitas sensor proximity kapasitif pada pendeteksian objek akan berkurang.
Jika potensiometer putar ke kanan maka sensitivitas sensor proximity kapasitif pada pendeteksian objek akan bertambah.

Prinsip Kerja Sensor Proximity Kapasitif

Sensor proximity kapasitif membutuhkan sumber tegangan V(+) dan V(-) (10-30VDC) untuk bekerja. Sensor proximity kapasitif bekerja seperti saklar pada umumnya.

Gambar 3. Sensor Proximity Kapasitif terkena objek

Pada Gambar 3, jika permukaan pendeteksian sensor proximity kapasitif terkena objek metal atau non-metal pada jarak 0mm – 8mm maka LED indikator menyala dan Vout akan mengeluarkan tegangan.

Gambar 4. Sensor Proximity Kapasitif tidak terkena objek

Pada Gambar 4, jika permukaan pendeteksian sensor proximity kapasitif tidak terkena objek metal atau non-metal pada luar jarak lebih dari 8mm maka LED indikator mati dan Vout tidak akan mengeluarkan tegangan = 0 V.

Contoh Prinsip Kerja Sensor Proximity Kapasitif

Jika sumber tegangan 10V kemudian permukaan sensor terkena objek metal atau non-metal maka tegangan luaran (Vout) 9,76V.
Jika sumber tegangan 10V kemudian permukaan sensor tidak terkena objek maka tegangan luaran (Vout) 0,02V.

Cara Mengukur Tegangan Luaran (Vout)

Beri sumber tegangan pada sensor proximity kapasitif pada kabel warna coklat dan biru V(+) = 10 V sampai 30 V seperti ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Sumber tegangan dada Sensor Proximity Kapasitif

Atur posisi range selektor AVO meter pada posisi DCV.

Hubungkan probe Merah AVO pada tegangan luaran (Vout) kabel warna hitam sensor proximity kapasitif dan probe Hitam AVO pada V (-) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6. Mengukur Tegangan Luaran Sensor Proximity Kapasitif

Ukur tegangan luaran (Vout) sensor proximity kapasitif pada kondisi terkena objek dan tidak terkena objek.

Jenis Sensor Proximity Kapasitif

Sensor proximity kapasitif ada dua jenis yaitu PNP N.O / N.C. dan NPN N.O / N.C:

Sensor Proximity Kapasitif PNP

Gambar 7. Konfigurasi Koneksi Sensor Proximity PNP dengan beban

Pada Gambar 7, pengoperasian atau pemasangan beban pada sensor proximity kapasitif PNP pada suatu rangkaian yaitu dengan menggunakan kondisi aktif high.

Gambar 8. Pemasangan beban pada kondisi aktif High Sensor Kapasitif jenis N.O.

Untuk sensor proximity kapasitif PNP jenis N.O. (Normally Open):

Jika sensor tidak mendeteksi adanya objek maka tegangan luaran (Vout) akan berlogika 0 (0V), kemudian saklar akan tetap terbuka (Normally Open) dan beban (LED) tidak menyala.
Jika sensor mendeteksi adanya objek maka tegangan luaran (Vout) akan berlogika 1 (10 V), kemudian secara otomatis saklar akan tertutup (Normally Close) dan beban (LED) menyala.

Gambar 9. Pemasangan beban pada kondisi aktif High Sensor Kapasitif jenis N.C.

Sebaliknya untuk sensor proximity kapasitif PNP jenis N.C. (Normally Close):

Jika sensor tidak mendeteksi adanya objek maka tegangan luaran (Vout) akan berlogika 1 (10V), kemudian saklar akan tetap tertutup (Normally Close) dan beban (LED) menyala.
Jika sensor mendeteksi adanya objek maka tegangan luaran (Vout) akan berlogika 0 (0 V), kemudian secara otomatis saklar akan terbuka (Normally Open) dan beban (LED) tidak menyala.

Gambar 10. Cara kerja konfigurasi koneksi Sensor Proximity PNP dengan beban

Pada Gambar 10, ketika sensor proximity kapasitif diberi sumber tegangan V(+) maka arus akan mengalir menuju emitter (E) transistor PNP dan menuju sirkuit utama, jika Basis (B) transistor PNP tidak teraliri oleh arus dari output pendeteksian objek sensor maka transistor tidak akan aktif dan arus tidak akan mengalir menuju Collector (C) kemudian arus tidak akan mengalir menuju tegangan luaran (Vout), Jika Basis (B) transistor PNP teraliri oleh arus dari output pendeteksian objek sensor maka transistor akan aktif atau switching dan arus akan mengalir menuju Collector (C) kemudian mengalir ke tegangan luaran (Vout) menuju beban dan selanjutnya menuju ke sumber tegangan V (-).

Sensor Proximity Kapasitif NPN

Gambar 11. Konfigurasi koneksi Sensor Proximity NPN dengan beban

Pada Gambar 11, pengoperasian atau pemasangan beban pada sensor proximity kapasitif NPN pada suatu rangkaian yaitu dengan menggunakan kondisi aktif low

Gambar 12. Pemasangan beban pada kondisi aktif Low Sensor Kapasitif jenis N.O.

Untuk sensor proximity kapasitif NPN jenis N.O. (Normally Open):

Jika sensor tidak mendeteksi adanya objek maka tegangan luaran (Vout) akan berlogika 0 (0V), kemudian saklar akan tetap terbuka (Normally Open) dan beban (LED) menyala.
Jika sensor mendeteksi adanya objek maka tegangan luaran (Vout) akan berlogika 1 (10 V), kemudian secara otomatis saklar akan tertutup (Normally Close) dan beban (LED) tidak menyala.

Gambar 13. Pemasangan beban pada kondisi aktif Low Sensor Kapasitif jenis N.C.

Sebaliknya untuk sensor proximity kapasitif NPN jenis N.C. (Normally Close) :

Jika sensor tidak mendeteksi adanya objek maka tegangan luaran (Vout) akan berlogika 1 (10V), kemudian saklar akan tetap tertutp (Normally Close) dan beban (LED) tidak menyala.
Jika sensor mendeteksi adanya objek maka tegangan luaran (Vout) akan berlogika 0 (0 V), kemudian secara otomatis saklar akan terbuka (Normally Open) dan beban (LED) menyala.

Gambar 14. Cara kerja konfigurasi koneksi Sensor Proximity NPN dengan beban

Pada Gambar 14, ketika sensor proximity kapasitif diberi sumber tegangan V (+) maka arus akan mengalir menuju beban kemudian menuju sirkuit utama, jika Basis (B) transistor NPN tidak teraliri oleh arus dari output pendeteksian objek sensor maka transistor tidak akan aktif dan arus tidak akan mengalir menuju Collector (C) dan Emitter (E) kemudian arus tidak akan mengalir menuju tegangan luaran (Vout), sedangkan jika Basis (B) transistor NPN teraliri oleh arus dari output pendeteksian objek sensor maka transistor akan aktif dan arus akan mengalir menuju Collector (C) kemudian mengalir ke tegangan luaran (Vout) menuju beban dan selanjutnya menuju ke sumber tegangan V (-) sedangkan Emitter (E) menuju ke sumber tegangan V (- )

Abdurrahman Rasyid, S.Pd.

Lulusan Teknik Elektro yang hobi ngoprek komputer, gadget, dan traveling

Pengertian Sensor Proximity Kapasitif