Saklar elektronik otomatis yang terdapat dalam perangkat elektronik umumnya menggunakan optocoupler. Komponen elektronik tersebut juga kerap dikaitkan dengan sensor pendeteksi cahaya. Namun, apakah pengertian optocoupler sebenarnya?
Arti optocoupler jauh lebih kompleks dari sekadar komponen pendeteksi cahaya atau saklar elektronik otomatis.
Contents
Pengertian Optocoupler
Optocoupler adalah sebuah komponen dalam elektronika yang berfungsi untuk menghubungkan cahaya optik. Istilah lain untuk optocoupler di dunia elektronika adalah photocoupler, optical isolator, dan opto-isolator.
Optocoupler terdiri dari dua bagian utama, yaitu transmitter serta receiver dengan fungsi sebagai berikut:
- Transmitter berguna untuk mengirimkan cahaya optik
- Receiver bertindak sebagai alat pendeteksi sumber cahaya.
Meskipun optocoupler terdiri dari dua bagian, keduanya tidak terhubung secara langsung sehingga tidak terjadi suatu hubungan konduktif. Meskipun tak memiliki hubungan konduktif, transmitter dan receiver tetap bisa digabungkan dan menjadi komponen penyusun optocoupler.
Optocoupler juga dapat dipakai untuk membuat saklar elektrik dengan fungsi otomatis. Hal ini disebabkan oleh cara kerja optocoupler yang menggunakan cahaya optik sebagai masukan atau input. Setelahnya, diolah dan menghasilkan output berupa kondisi On atau Off.
Keunggulan utama dari optocoupler adalah adanya isolasi listrik yang cukup tinggi yang memisahkan terminal input dan output. Dengan begitu, komponen ini hanya memerlukan sinyal digital kecil untuk bisa mengendalikan daya bolak-balik, tegangan, serta arus listrik yang tinggi.
Simbol dan Bentuk Optocoupler
Selain memahami pengertian optocouler, simbol dan bentuk optocoupler juga harus di mengerti. Bentuk dari optocoupler adalah persegi dengan kaki yang berjumlah 4 hingga 6 buah. Fungsi optocoupler di dalam rangkaian elektronik umumnya ditentukan oleh jumlah kaki yang dimilikinya.
Contohnya ada sebuah optocoupler dengan 6 buah kaki. Tiga di antara keenam kaki tersebut berperan sebagai input, sementara sisanya sebagai jalur output. Sementara optocoupler dengan 4 kaki menggunakan 2 kaki pertama untuk input dan sisanya sebagai output.
Simbol optocoupler merupakan gabungan antara dua simbol yaitu LED dan switch. Simbol LED terletak di bagian kiri yang menjelaskan bahwa komponen tersebut dapat memancarkan cahaya.
Sementara tanda panah mengarah ke simbol switch di kanan. Hal ini memiliki arti bahwa cahaya yang dipancarkan oleh LED akan diterima oleh switch.
Jenis-Jenis Optocoupler
Saat ini, optocoupler paling banyak beredar di pasaran adalah yang menggunakan material semikonduktor. Adapun komponen utamanya menggunakan transmitter dari Light Emitting Diode (LED) dan receivernya menggunakan Phototransistor.
Selain yang sudah disebutkan di atas, optocoupler juga memiliki berbagai jenis lainnya seperti yang akan dijelaskan di bawah ini:
LED Photodiode
Optocoupler jenis ini mampu menghasilkan arus listrik dengan cara konversi dari cahaya yang dideteksi. Beberapa jenis cahaya atau sinar yang mampu dideteksi oleh LED photodiode antara lain sinar X, cahaya tampak, ultraviolet, dan inframerah.
Umumnya LED photodiode ini banyak dijumpai pada berbagai peralatan medis dan menjadi bagian penting di dalamnya. Selain itu, optocoupler jenis ini juga tak jarang dijumpai kamera sebagai sensor untuk mengukur cahaya yang masuk.
Lamp Photoresistor
Optocoupler yang kedua adalah lamp photoresistor yang memiliki basis semikonduktor. Apabila ada cahaya yang jatuh mengenai komponen ini, resistansinya akan mengalami penurunan.
Lamp photoresistor ini sering dipakai untuk rangkaian alat pendeteksi cahaya. Sayangnya, alat ini kurang cocok untuk mendeteksi perubahan cahaya yang sangat cepat.
LED LASCR (Light Activated SCR)
Jenis optocoupler yang ketiga disebut sebagai LED Light Activated SCR atau biasa disingkat LED LASCR. Umumnya, optocoupler jenis ini berfungsi sebagai pemantik cahaya dalam rangkaian elektronik.
Ketika LED LASCR mendeteksi ada cahaya yang masuk, maka hal tersebut akan menentukan kondisinya. Oleh karena itu, LED LASCR ini juga disebut sebagai switch otomatis. Aplikasi optocoupler jenis ini biasanya terdapat pada HVDC dan di dalam lampu optik sebagai pengontrolnya.
Prinsip Kerja Optocoupler
Alur kerja dari optocoupler dapat dilihat pada penjelasan proses di bawah ini:
- IR LED memancarkan cahaya inframerah karena ada arus listrik yang mengalir melewatinya. Sinyal inframerah yang dihasilkannya ini dikategorikan sebagai input
- Intensitas cahaya yang dihasilkan oleh IR LED tersebut sangat ditentukan oleh besar kecilnya arus listrik yang melalui komponen tersebut.
- Phototransistor akan mengenali sinar inframerah yang dipancarkan oleh IR LED. Kondisi ini memicu adanya suatu hubungan pada switch.
- Phototransistor menghasilkan output berupa suatu kondisi dari proses mendeteksi cahaya inframerah sebagai output.
Bagian-bagian Optocoupler
Seperti yang telah dijelaskan di atas bahwa optocoupler terdiri dari dua buah bagian atau komponen utama. Bagian pertama umumnya Light Emitting Diode (LED) yang berguna untuk memancarkan cahaya.
Karena jenis cahaya yang biasa dihasilkan adalah inframerah atau infrared, LED tersebut selanjutnya dinamai InfraRed LED atau IR LED.
Mengapa harus cahaya inframerah yang dihasilkan? Tentu karena kelebihan yang dimiliki oleh sinar ini yang memiliki ketahanan lebih tinggi dibandingkan jenis cahaya lain.
Bagian kedua yang bertindak sebagai transmitter adalah komponen semikonduktor. Komponen tersebut dikenal sebagai phototransistor yang memiliki tingkat kepekaan tinggi terhadap cahaya.
Penggunaan Optocoupler
Karena karakteristik sensor optocoupler yang sangat peka terhadap cahaya, komponen ini umumnya digunakan sebagai sensor kecepatan dengan gerak otomatis serta saklar atau switch. Berikut ini penjelasan yang lebih lengkap mengenai penggunaan atau aplikasi optocoupler:
Sensor Kecepatan pada Motor Hybrid
Fungsi yang pertama dari optocoupler adalah pada motor hybrid. Lebih tepatnya dipakai untuk melakukan pengukuran terhadap kecepatan gerak di motor tersebut.
Komponen optocoupler dipasang pada posisi di tengah-tengah antara piringan di dalam rangkaian motor hybrid. Dengan begitu, optocoupler bisa menghasilkan data.
Data tersebut nantinya dikumpulkan untuk dianalisis dan olah. Data tersebut kemudian dijadikan sebagai acuan dalam memilih jenis tenaga penggerak yang tepat untuk motor hybrid.
Sebagai Switch atau Saklar
Dengan menambahkan komponen seperti kapasitor, diode, dan resistor, optocoupler dapat dijadikan sebagai saklar sederhana. Rangkaian elektronik ini pun bisa dimodifikasi atau ditambahkan berbagai komponen lainnya supaya bisa bekerja secara otomatis.
Sebagai Sensor Gerakan Otomatis
Aplikasi yang ketiga dari optocoupler adalah sebagai sensor gerakan otomatis. Contohnya adalah pada kran otomatis serta alat pengering tangan. Kedua alat tersebut bekerja dengan cara mendeteksi gerakan tangan pengguna.
Komponen elektronik yang terdapat dalam kedua alat tersebut adalah komparator dan timer. Alat tidak akan berfungsi mengalirkan air atau menghembuskan udara ketika sensor optocoupler tidak dihalangi.
Namun, ketika terdapat tangan atau benda lain yang menghalangi sensor optocoupler, input menuju komparator menjadi terhalang.
Berikutnya, komparator akan menghidupkan timer, sehingga alat cuci atau pengering tangan hidup selama 5 atau 10 detik. Setelah waktu habis, komparator akan kembali mendeteksi optocoupler. Apabila sensor optocoupler masih terhalang oleh tangan atau benda lain, prosesnya akan berulang.
Sensor optocoupler ini juga biasa digunakan pada rangkaian microcontroller Arduino sebagai pendeteksi gerakan atau sensor jarak. Sensor tersebut kemudian dikenal sebagai optocoupler Arduino.
Pengertian optocoupler adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi menghubungkan cahaya optik dari transmitter menuju receiver. Receiver juga bertindak sebagai penentu keputusan atau kondisi. Oleh karena itu, optocoupler juga biasa disebut sebagai saklar.