Optocoupler biasanya dipakai sebagai saklar elektronik yang dapat bekerja secara otomatis, komponen ini sering dikaitkan dengan sensor pendeteksi cahaya. Selain itu, optocoupler juga digunakan untuk mengukur kecepatan gerak dari sebuah rangkaian elektronik. Pembahasan lengkapnya simak artikel ini.
Pengertian Optocoupler
Optocoupler adalah sebuah komponen elektronika yang mempunyai fungsi sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik. Di dunia elektronika, optocoupler dikenal dengan opto-isolator, Optical isolator atau photocoupler. Pada dasarnya optocoupler mempunyai dua bagian, yaitu: Transmitter berfungsi sebagai pengirim cahaya optik; dan Receiver berfungsi sebagai pendeteksi cahaya
Kedua bagian antara transmitter dan receiver tidak mempunyai hubungan konduktif rangkaian secara langsung tetapi dirancang dengan sedemikian rupa dalam satu kemasan komponen optocoupler. Optocoupler selain sebagai penghubung juga dapat digunakan sebagai saklar elektrik yang memiliki fungsi otomatis.
Hal ini karena optocoupler memakai cahaya optik yang akan mendeteksinya sebagai input dan menghasilkan output berupa kondisi ON/OFF. Kelebihan dari optocoupler adalah mempunyai isolasi listrik tinggi di antara terminal input dan output, sehingga memungkinkan jika sinyal digital yang relatif kecil nantinya dapat mengontrol arus tegangan dan daya AC tinggi. Berikut adalah simbol dari optocoupler.
Bentuk fisik optocoupler adalah persegi yang mempunyai kaki berjumlah 4 hingga 6 buah. Simbol optocoupler diatas merupakan gabungan antara dua buah simbol yang pertama simbol LED dan switch. Simbol LED terletak pada bagian kiri menjelaskan bahwa komponen ini dapat memancarkan cahaya, sementara tanda panahnya mengarah ke simbol switch sebelah kanan, hal ini memiliki makna bahwa cahaya yang dipancarkan oleh LED nantinya akan diterima oleh switch.
Jenis Optocoupler
Jenis-jenis optocoupler paling sering ditemukan adalah optocoupler yang terbuat dari bahan semikonduktor. Berikut adalah jenis dari optocoupler:
1. Kombinasi LED (Light Emitting Diode) dan Phototransistor
Pada kombinasi ini LED berfungsi sebagai transmitter atau pengirim sinyal cahaya optik dan phototransistor sebagai receiver atau penerima cahaya tersebut.
2. Kombinasi LED (Light Emitting Diode) dan Photodiode
Optocoupler jenis ini mampu menghasilkan arus listrik dengan cara konversi dari cahaya yang dideteksi melalui photodiode. Pada kombinasi ini LED berfungsi sebagai pengirim sinyal optik dan photodiode sebagai penerima cahayanya. Cahaya yang mampu dideteksi oleh photodiode diantaranya sinar X, ultraviolet, infrared, dan cahaya tampak. Selain itu, tak jarang ditemui kamera pada optocoupler yang digunakan sebagai sensor untuk mengukur cahaya yang masuk.
3. LED-LASCR
Jenis optocoupler LED-Light Activated SCR atau sering disingkat dengan LED-LASCR, umumnya optocoupler jenis ini berfungsi sebagai pemantik cahaya pada rangkaian elektronik. Ketika kondisi LED-LASCR mendeteksi cahaya yang masuk, maka hal tersebut akan menentukan kondisinya. LED-LASCR sering disebut sebagai switch otomatis. Pengaplikasian optocoupler jenis ini umumnya pada HVDC dan di dalam lampu optik sebagai pengontrolnya.
4. Lamp-Photoresistor
Lamp-photoresistor merupakan jenis optocoupler yang memiliki basis semikonduktor. Apabila terdapat cahaya yang jatuh mengenai komponen ini, nilai resistansinya akan mengalami penurunan. Optocoupler jenis ini sering dipakai untuk rangkaian alat pendeteksi cahaya, akan tetapi kurang cocok untuk mendeteksi perubahan cahaya yang teramat cepat.
Prinsip Kerja Optocoupler
Optocoupler umumnya terdiri dari kombinasi LED dan phototransistor. Pada optocoupler LED berfungsi memancarkan cahaya infrared atau dalam gambar disebut dengan IR LED. Sedangkan phototransistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki kepekaan tinggi terhadap cahaya. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut:
- Pertama arus listrik akan melewati IR LED, sehingga IR LED dapat memancarkan sinyal input berupa cahaya infrared.
- Selain itu, intensitas cahaya yang dipancarkan oleh IR LED sangat dipengaruhi oleh kondisi jumlah besaran arus listrik yang mengalir.
- Selanjutnya cahaya infrared akan dapat dideteksi oleh phototransistor serta menyebabkan terjadi hubungan atau switch ON.
Aplikasi Optocoupler
Optocoupler banyak diaplikasikan sebagai driver pada sebuah rangkaian pada Mikrokontroler, driver pada Motor DC, DC dan AC power control dan pada komunikasi rangkaian yang dikendalikan oleh PC (Komputer). Selain itu optocoupler juga mempunyai banyak kegunaan diantaranya sebagai:
1. Sebagai Saklar atau Switch
Dengan menambahkan komponen seperti resistor, kapasitor, dan diode. Maka optocoupler dapat dijadikan sebagai saklar sederhana. Dan jika ingin dirancang agar dapat bekerja otomatis maka harus dilakukan penambahan komponen lain dan juga memodifikasi rangkaian elektroniknya.
2. Sebagai Sensor Kecepatan pada Motor Hybrid
Kegunaan optocoupler yang kedua adalah sebagai motor hybrid. Atau lebih tepatnya dapat dipakai untuk melakukan sebuah pengukuran terhadap kecepatan gerak di motor tersebut. Cara melakukanya adalah dengan memasang komponen optocoupler pada posisi di tengah-tengah antara piringan di dalam rangkaian motor hybrid. Maka dengan cara ini, optocoupler akan menghasilkan data perhitungan. Data tersebut nantinya dikumpulkan jadi satu kemudian akan dilakukan analisis dan pengolahan data. Kemudian data yang sudah ada akan dijadikan acuan saat memilih jenis tenaga penggerak yang paling tepat untuk motor hybrid.
3. Sebagai Sensor Gerak Otomatis
Aplikasi terakhir adalah optocoupler sebagai sensor gerak otomatis. Contoh yang sering Anda temui di kehidupan sehari-hari adalah kran otomatis dan juga alat pengiring tangan. Kedua alat tersebut bekerja dengan cara mendeteksi adanya sebuah gerakan, di dalamnya terdapat komponen elektronika berupa komparator dan timer.
Alat tersebut tidak akan bekerja mengalirkan air ataupun menghembuskan udara jika sensor optocoupler tidak dihalangi, tetapi jika terdapat tangan atau benda lain yang menghalangi sensor optocoupler, maka input yang seharusnya ke komparator jadi terhalang. Selanjutnya komparator akan mengaktifkan timer, sehingga alat kran otomatis ataupun pengering tangan hidup selama 5-10 detik. Setelah waktu habis, komparator akan mendeteksi kembali apabila sensor optocoupler masih terhalang oleh tangan atau benda lain, proses ini akan terjadi berulang.
Sensor optocoupler juga sering digunakan pada rangkaian microcontroller arduino sebagai alat pendeteksi gerakan atau sebagai sensor jarak. Sensor tersebut kemudian lebih dikenal dengan sebutan optocoupler Arduino.