Infra merah (infra red) ialah sinar
elektromagnet yang panjang gelombangnyalebih daripada cahaya nampak yaitu di
antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak.
Jika dilihat dengan dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah
akan nampak pada spectrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas
panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra
merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya
masih terasa/dideteksi. Infra merah dapat dibedakan menjadi tiga daerah yakni:
Near Infra Merah………………0.75 – 1.5 µm
Mid Infra Merah..………………1.50 – 10 µm
Far Infra Merah……………….10 – 100 µm
Contoh aplikasi sederhana untuk far
infra red adalah terdapat pada alat – alat kesehatan. Sedangkan untuk mid infra
red ada pada alat ini untuk sensor alarm biasa, sedangkan near infra red
digunakan untuk pencitraan pandangan malam seperti pada nightscoop. Penggunaan
infra merah sebagai media transmisi data mulai diaplikasikan pada berbagai
perlatan seperti televisi, handphone sampai pada transfer data pada PC. Media
infra merah ini dapat digunakan baik untuk kontrol aplikasi lain maupun
transmisi data. Sifat-sifat cahaya infra merah:
1. tidak tampak manusia
2. tidak dapat menembus materi yang
tidak tembus pandang
3. dapat ditimbulkan oleh komponen
yang menghasilkan panas
Komunikasi Infra Merah dilakukan
dengan menggunakan dioda infra merah sebagai pemancar dan modul penerima infra
merah sebagai penerimanya. Untuk jarak yang cukup jauh, kurang lebih tiga
sampai lima meter, pancaran data infra merah harus dimodulasikan terlebih
dahulu untuk menghindari kerusakkan data akibat noise.
Untuk transmisi data yang
menggunakan media udara sebagai media perantara biasanya menggunakan frekuensi
carrier sekitar 30KHz sampai dengan 40KHz. Infra merah yang dipancarkan melalui
udara ini paling efektif jika menggunakan sinyal carrier yang mempunyai
frekuensi di atas. Sinyal yang dipancarkan oleh pengirim diterima oleh penerima
infra merah dan kemudian didecodekan sebagai sebuah paket data biner. Proses
modulasi dilakukan dengan mengubah kondisi logika 0 dan 1 menjadi kondisi ada
dan tidak ada sinyal carrier infra merah yang berkisar antara 30KHz sampai 40
KHz. Pada komunikasi data serial, kondisi idle (tidak ada transmisi data)
adalah merupakan logika ‘0’, sedangkan pada komunikasi infra merah kondisi idle
adalah kondisi tidak adanya sinyal carrier. Hal ini ditujukan agar tidak
terjadi pemborosan daya pada saat tidak terjadi transmisi data.
Infra merah
Semua remote kontrol menggunakan
transmisi sinyal infra merah yang dimodulasi dengan sinyal carrier dengan
frekuensi tertentu yaitu pada frekuensi 30KHz sampai 40KHz. Sinyal yang
dipancarkan oleh pengirim diterima oleh penerima infra merah dan kemudian
didecodekan sebagai sebuah paket data biner. Pada transmisi infra merah
terdapat dua terminologi yang sangat penting yaitu : ‘space’ yang menyatakan
tidak ada sinyal carrier dan ‘pulse’ yang menyatakan ada sinyal carrier seperti
pada gambar di bawah ini
Untuk
transmisi data biasanya sinyal ditransmisikan dalam bentuk pulsapulsa. Ketika
sebuah tombol ditekan pada remote kontrol maka IR akan mentransmitkan sebuah
sinyal yang akan dideteksi sebagai urutan data biner. Led infra merah adalah
jenis dioda yang memencarkan cahaya infra merah, aplikasi sederhana penggunaan led
infra merah ini adalah pada remote TV. Led infra merah pada dasarnya adalah
dioda PN silicon biasa yang dikemas dalam kotak transparan. Sinar infra merah
dihasilkan dari pertemuan Arsenida Galium pada led infra merah yang diberikan
tegangan listrik. Led infra merah merupakan salah satu komponen elektronika
yang akan mengantar arus jika dialiri bias maju. Led infra merah terbuat dari
bahan Arsenida gelium atau Fosfida Galium (GaAS atau Gap), dan ditempatkan
dalam suatu wadah yang tembus pandang. Untuk membedakan antara katoda dan
anodanya dapat dilihat dari bentuk elektrodanya yang besar adalah katoda.
Material yang digunakan dalam konstruksi led akan menentukan jenis cahaya yang
diradiasikan. Apakah cahaya tampak atau cahaya tidak tampak. Sebagai contoh material
GaAlAs menghasilkan cahaya infra merah (cahaya tidak tampak), sedangkan GaAsP
menghasilkan cahaya tampak merah. Pada sistem ada dua jenis led yang digunakan
yaitu sebagai indikator dan juga sebagai komponen pengirim cahaya infra merah.
Berikut rangkaian pengirim infra merah:
Sistem
Penerima Infra Merah
Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra merah tentunya mempunyai
aturan tertentu agar data yang dipancarkan dapat diterima dengan baik di
penerima. Oleh karena itu baik di pengirim infra merah maupun penerima infra
merah harus mempunyai aturan yang sama dalam mentransmisikan (bagian pengirim)
dan menerima sinyal tersebut kemudian mendekodekannya kembali menjadi data
biner (bagian penerima). Komponen yang dapat menerima infra merah ini merupakan
komponen yang peka cahaya yang dapat berupa dioda (photodioda) atau transistor
(phototransistor). Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini
energi cahaya infra merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini
harus mampu mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak mungkin sehingga
pulsapulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik. Pada
perangkat ini detektor cahaya yang digunakan adalah komponen TSOP4838, dimana
pada komponen ini sudah terdapat filter. Jadi detektor ini akan bekerja dengan
baik jika terdapat frekuensi 38KHz.
Pada prakteknya sinyal infra merah
yang diterima intensitasnya sangat kecil sehingga perlu dikuatkan. Kekuatan
sinar dan sudut datang merupakan faktor penting dalam keberhasilan transmisi
data melalui infra merah selain filter dan penguatan pada bagian penerimanya.
Selain itu agar tidak terganggu oleh sinyal cahaya lain maka sinyal listrik
yang dihasilkan oleh sensor infra merah harus difilter pada frekuensi sinyal
carrier yaitu pada 30KHz sampai 40KHz. Selanjutnya baik photodioda maupun
phototransistor disebut sebagai photodetector. Dalam penerimaan infra merah,
sinyal ini merupakan sinyal infra merah yang termodulasi. Pemodulasian sinyal
data dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu akan dapat memperjauh
transmisi data sinyal infra merah. Semakin besar area penerimaan maka sudut
penerimaannya juga semakin besar. Kelemahan area penerimaan yang semakin besar
ini adalah noise yang dihasilkan juga semakin besar pula. Suatu penerima pada
sistem komunikasi cahaya harus memenuhi syarat antara lain:
1) Sensitivitas yang tinggi. Karena
detektor cahaya digunakan pada suatu panjang gelombang tertentu, maka
sensitivitas tertinggi terdapat pada daerah panjang gelombang yang dimaksud.
2) Respon waktu yang cepat, hal ini
dimaksudkan agar sistem dapat dioperasikan pada kecepatan tinggi yang akan
meningkatkan efisiensi sistem komunikasi.
3) Noise internal yang dibangkitkan
detektor harus sekecil mungkin.
4) Harga yang murah dan juga
mempunyai keandalan yang tinggi