Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
-
Upload
mumpuniluthfi -
Category
Documents
-
view
311 -
download
2
Transcript of Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
1/19
MAKALAH MEKATRONIKA
PENJELASAN TENTANG SENSOR
Disusun oleh :
Bayu Arista
Bibim Nugroho
Redha
Lukhmanul Ikhsan
Kelas : 3IC04
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS GUNADARMA
BEKASI
2015
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
2/19
A. Pengert!n Sen"#r M!$!% M!$!% Sen"#r
1& Pengert!n "en"#r '!n Tr!n'("er
ensor adalah !enis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran
mekanis" magnetis" #anas" sinar" dan kimia men!adi tegangan dan arus listrik$ ensor
sering digunakan untuk #endeteksian #ada saat melakukan #engukuran atau
#engendalian Bebera#a !enis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian
elektronik antara lain sensor %ahaya" sensor suhu" dan sensor tekanan$ Ada#un
&engertian ensor menurut #enda#at #ara ahli :
'$ ensor adalah kom#onen yang da#at digunakan untuk mengkon(ersi suatu
besaran tertentu men!adi satuan analog sehingga da#at diba%a oleh suatu
rangkaian elektronik$ ensor meru#akan kom#onen utama dari suatu
tranduser" sedangkan tranduser meru#akan sistem yang melengka#i agar
sensor tersebut mem#unyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan da#at
langsung diba%a #ada keluarannya$
)$ ensor adalah alat untuk mendeteki*mengukur sesuatu" yang digunakan untuk
mengubah (ariasi mekanis" magnetis" #anas" sinar dan kimia men!aditegangan dan arus listrik$ Dalam lingkungan sistem #engendali dan robotika"
sensor memberikan kesamaan yanag menyeru#ai mata" #endengaran" hidung"
lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya +&etru,ella"
)00'-$
ensor dalam teknik #engukuran dan #engaturan se%ara elektronik ber.ungsi
mengubah tegangan .isika +misalnya: tem#eratur" %ahaya" gaya" ke%e#atan #utaran-
men!adi besaran listrik yang #ro#osional$ ensor dalam teknik #engukuran dan
#engaturan ini harus memnuhi #ersyaratan/#ersyaratan kualitas yakni :
a$ Linieritas : Kon(ersi harus benar/benar #ro#osional" !adi karakteristik
kon(ersi harus linier$
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
3/19
b$ idak tergantung tem#erature : Keluaran in(erter tidak boleh tergantung #ada
tem#eratur disekelilingnya" ke%uali sensor suhu$
%$ Ke#ekaan : Ke#ekaan sensor harus di#ilih sedemikian" sehingga #ada nilai/
nilai masukan yang ada da#at di#eroleh tegangan listrik keluaran yang %uku#
besar$
d$ 1aktu tangga#an : 1aktu tangga#an adalah 2aktu yang di#erlukan keluaran
sensor untuk men%a#ai nilai akhirnya #ada nilai masukan yang berubah
se%ara mendadak$ ensor harus da#at berubah %e#at bila nilai masukan #ada
sistem tem#at sensor tersebut berubah$
ransduser berasal dari kata tradu%ere dalam bahasa Latin yang berarti
mengubah$ ehingga transduser da#at dide.inisikan sebagai suatu #eranti yang da#at
mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain$ Dari sisi #ola akti(asinya"
transduser da#at dibagi men!adi dua" yaitu:
'-$ ransduser #asi." yaitu transduser yang da#at beker!a bila menda#at energi
tambahan dari luar$ Contohnya adalah thermistor$ 5ntuk mengubah energi
#anas men!adi energi listrik yaitu tegangan listrik" maka thermistor harus
dialiri arus listrik$ Ketika hambatan thermistor berubah karena #engaruh
#anas" maka tegangan listrik dari thermistor !uga berubah$
)-$ ransduser akti." yaitu transduser yang beker!a tan#a tambahan energi dari
luar" teta#i menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri$
Contohnya adalah termoko#el$ Ketika menerima #anas" termoko#el langsung
menghasilkan tegangan listrik tan#a membutuhkan energi dari luar$
&emilihan suatu transduser sangat tergantung ke#ada kebutuhan
#emakai dan lingkungan di sekitar #emakaian$ 5ntuk itu dalam
memilih transduser #erlu di#erhatikan bebera#a hal di ba2ah ini:
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
4/19
'$ Kekuatan" maksudnya ketahanan atau #roteksi #ada beban lebih$
)$ Linieritas" yaitu kemam#uan untuk menghasilkan karakteristik masukan/
keluaran yang linier$
3$ tabilitas tinggi" yaitu kesalahan #engukuran yang ke%il dan tidak begitu
banyak ter#engaruh oleh .aktor/.aktor lingkungan$
4$ angga#an dinamik yang baik" yaitu keluaran segera mengikuti masukan
dengan bentuk dan besar yang sama$
6$ Re#eatability" yaitu kemam#uan untuk menghasilkan kembali keluaran yang
sama ketika digunakan untuk mengukur besaran yang sama" dalam kondisi
lingkungan yang sama$
7$ 8arga$ 9eski#un .aktor ini tidak terkait dengan karakteristik transduser
sebelumnya" teta#i dalam #enera#an se%ara nyata seringkali men!adi kendala
serius" sehingga #erlu !uga di#ertimbangkan$
B. M!$!% M!$!% Sen"#r
Bebera#a !enis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik
antara lain sensor %ahaya" sensor suhu" dan sensor tekanan$ enis sensor se%ara garis
besar bisa dibagi men!adi ) !enis yaitu :
1. ensor ;isika
2. ensor Kimia
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
5/19
Sensor fisikaadalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hokum/
hukum .isika$
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
6/19
!& F#t#,#-t!$ !t!( "e- "#-!radalah alat sensor sinar yang mengubah energi
sinar langsung men!adi energi listrik$ el solar silikon yang modern #ada
dasarnya adalah sambungan &N dengan la#isan & yang trans#aran$ ika ada
%ahaya #ada la#isan trans#aran & akan menyebabkan gerakan elektron
antara bagian & dan N" !adi menghasilkan tegangan DC yang ke%il sekitar
0"6 (olt #er sel #ada sinar matahari #enuh$ el .oto(oltai% adalah !enis
tranduser sinar*%ahaya se#erti #ada gambar '$
& F#t#/#n'(/t ?nergi yang !atuh #ada sel .otokondukti. akan
menyebabkan #erubahan tahanan sel$ A#abila #ermukaan alat ini gela#
maka tahanan alat men!adi tinggi$ Ketika menyala dengan terang tahanan
turun #ada tingkat harga yang rendah$ e#erti terlihat #ada gambar )$
& Sen"#r S(*(
Ada 4 !enis utama sensor suhu yang biasa digunakan :
!& T*er%#$#(-e hermo%ou#le #ada #okoknya terdiri dari se#asang
#enghantar yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi
membentuk hot atau sambungan #engukuran yang ada u!ung/u!ung
bebasnya untuk hubungan dengan sambungan re.erensi$ &erbedaan suhu
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
7/19
antara sambungan #engukuranmdengan sambungan re.erensi harus mun%ul
untuk alat ini sehingga ber.ungsi sebagai thermo%ou#le$
>ambar 3$ +a-hermo%ou#le
& Dete/t#r S(*( T!*!n!nKonse# utama dari yang mendasari #engukuran
suhu dengan detektor suhu tahanan +resistant tem#erature dete%tor @ RD-
adalah tahanan listrik dari logam yang ber(ariasi sebanding dengan suhu$
Kesebandingan (ariasi ini adalah #resisi dan da#at diulang lagi sehingga
memungkinkan #engukuran suhu yang konsisten melalui #endeteksian
tahanan$ Bahan yang sering digunakan RD adalah #latina karena
kelinearan" stabilitas dan re#roduksibilitas$
$& T*er%"t#r Adalah resistor yang #eka terhada# #anas yang biasanya
mem#unyai koe.isien suhu negati.$ Karena suhu meningkat" tahanan
menurun dan sebaliknya$ hermistor sangat #eka +#erubahan tahanan
sebesar 6 #er 3C- oleh karena itu mam#u mendeteksi #erubahan ke%il di
dalam suhu$
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
8/19
'& Sen"#r S(*( R!ng/!!n Ter!'( 3I)& ensor suhu dengan IC ini
menggunakan %hi# silikon untuk elemen yang merasakan +sensor-$
9emiliki kon.igurasi out#ut tegangan dan arus$ 9eski#un terbatas dalam
rentang suhu +diba2ah )00 C-" teta#i menghasilkan out#ut yang sangat
linear di atas rentang ker!a$
4& Sen"#r ger!/ 3PIR&
ensor gerak atau &IR mem#unyai dua bagian utama$ Bagian yang #ertama
#eman%ar in.rared" sedangkan bagian yang kedua yaitu #enerima$ Bila alat
sensor ini ada yang mele2atinyan bagian #eman%ar akan mengirim tanda atau
sinyal ke bagian #enerima$ elan!utnya" #enerima akan memberi #erintah
#ada alat lainnya$ 9isalnya membuka #intu atau mengeluarkan suara"
tergantung system a#likasi yang ditera#kan$
)#nt#* !-/!"
&intu yang bisa membuka sendiri se%ara otomatis ika ada yang le2at atau
masuk mau#un keluar$ Alat sensor tersebut melakukan deteksi terhada# suatu
gerakan yang disebut Namanya adalah &IR +&assi(e In.rared ensor-
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
9/19
5& Sen"#r U-tr!"#n$
ensor ultrasonik beker!a berdasarkan #rinsi# #antulan gelombang suara"
dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian
menangka#nya kembali dengan #erbedaan 2aktu sebagai dasar
#enginderaannya$ &erbedaan 2aktu antara gelombang suara di#an%arkan
dengan ditangka#nya kembali gelombang suara tersebut adalah berbanding
lurus dengan !arak atau tinggi ob!ek yang memantulkannya$ enis ob!ek yang
da#at diindera diantaranya adalah: ob!ek #adat" %air" butiran mau#un tekstil$
)#nt#* A-/!"
ensor ultrasoni% banyak digunakan di berbagai #erangkat #engukur !arak$
sebagai %ontoh di dunia robotika sensor ini digunakan sebagai indra utama
untuk na(igasi robot$ sebagai %ontoh ti#e ultra soni% yang banyak digunakan
adalah ti#e R;" dan &IN> #ada #erinsi#nya sensor !arak ultra soni%
menggunakan #rinsi# ker!a yang sama" yaitu #ngirim sinyal dan #enerima
sinyal +transmitter and re%ei(er-$
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
10/19
6& Sen"#r Pen+!n' 3En$#'er&
ensor ini adalah saat rangkaian sumber %ahaya diberi CC 6 olt dan
menghasilkan %ahaya" %ahaya masuk #ada #hotodioda tidak terhalangi maka
akan menghasilkan tegangan 6 dan begitu !uga sebaliknya saat terhalangi
maka akan menghasilkan tegangan 0$ Dimana tegangan men!adi in#utan
untuk mikrokontroler$
)#nt#* A-/!"
alah satu a#likasi rotary en%oder sebagai sensor #osisi digunakan
#adaMouse Analog+Mouseyang menggunakan Bola-$ Kurang lebih iga
buah Rangkaian ensor &osisi menggunakan Rotary ?n%oder$
7& Sen"#r Le,e- 3S-# P-#t&
ensor Le(el ini akan menurunkan bandulnya dengan timing tertentu
kemudian !ika bandul tersebut menyentuh material maka bandul akan naik
kembali$ Dan Le(el ketinggian material bisa diketahui dari &an!ang bandul
yang diturunkan tersebut$ Bisa !uga di#erintahkan dari &usat Kontrol untuk
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
11/19
memberikan Command ke Controller !ika ingin melakukan #engukuran
material menggunakan ilo&ilot ini
)#nt#* A-/!"
&enggunaan sensor le(el di #abrik semen biasanya di #asang di bin material"
ilo atau#un untuk mengetahui ketinggian*(olume tandon air +2ater
treatment-$ ilo #ilot %o%ok untuk #engukuran le(el di #abrik semen karena
selain %uku# handal sensor ini !uga baik untuk #engukuran material bulk
se#erti semen$
8& Sen"#r Le,e- 3Le,e- S9t$*&
ensor le(el s2it%h ini %uku# sederhana" sensor ini %uman melakukan
#ensaklaran biasa" a#abila material semen kontak dengan sensor sehingga
s2it%h tertekan maka kita %uku# menghubungkan kaki N*NC nya dengan
tegangan signal baik itu )4 DC atau ))0 AC" yang kemudian signal kita
da#at teruskan ke %ontroller +&LC*DC-$
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
12/19
E- A$$e-er#%eter
A%%elerometer meru#akan sensor yang ber.ungsi untuk mengukur #er%e#atan"
mendeteksi dab mengukur adanya getaran$ ensor ini !uga da#at digunakan
untuk mengukur #er%e#atan akibat gra(itasi bumi$ &rinsi# ker!a a%%elerometer
mengikuti hukum .isika" yaitu se#erti #eristi2a timbulnya medan magnet$
Bila medan magnet digerakkan melalui komduktor" maka timbul tegangan
induksi #ada a%%elerometer tersebut" sehingga da#at dilakukan #engukuran
#er%e#atan$
10& In$-n#%eter
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
13/19
In%linometer atau %linometer adalah instrumen yang digunakan untuk
mengukur kemiringan atau sudut kemiringan ob!ek yang berkaitan dengan
gra(itasi$ ensor ini da#at digunakan #ada kamera" #engendali #esa2at
terbang" sistem keamanan mobil dan lain sebagainya$
''- Sen"#r V"#n
aat ini #ada a#likasi robot banyak sekali #enggunaan sensor (ision" demikian
!uga #ada mekatronika$ ensor (ision erat kaitannya dengan #endeteksian atau
#engenalan suatu ob!ek" sehingga di dalamnya terkandung sistem ke%erdasan
buatan +AI-" yang digunakan sebagai #engambilan ke#utusan$ Dengan demikian
sensor (ision da#at dinyatakan sebagai sensor yang ber.ungsi menganalisis %itra
+image- untuk #engenalan atau #endeteksian ob!ek" #engenalan karakter"
#endeteksian #osisi" dan #endeteksian kerusakan atau %a%at$ erda#at setidaknya
'3 ma%am #oduk sensor (ision" antara lain sensor untuk menentukan #osisi"
sensor untuk #en!e!akan +tra%king-" dan sensor %amera$ >ambar 4$')$ adalah
berbagai bentuk .isik dari sensor (ision:
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
14/19
12& Sen"#r Te/!n!n
&rinsi# ker!a dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis
men!adi sinyal listrik$ kurang ketegangan didasarkan #ada #rinsi# bah2a
tahanan #engantar berubah dengan #an!ang dan luas #enam#ang$
Daya yang diberikan #ada ka2at menyebabkan ka2at bengkok sehingga
menyebabkan ukuran ka2at berubah dan mengubah tahanannya" se#erti
terlihat #ada gambar F$ A#likasi umum/#engukuran tekanan balok
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
15/19
>ambar G$ &enggunaan ensor ekan #ada &engukur Regangan Ka2at
>ambar E$ Contoh &enggunaan ensor ekanan &ada timbangan digital
1& Sen"#r Bner 3Bn!r+ Sen"#r&
Berdasarkan out#ut yang dihasilkan" sensor dibedakan men!adi sensor biner
dan sensor analog$ ensor biner menghasilkan dua out#ut sinyal" yaitu status
on dan status o..$ tatus/status tersebut dikon(ersikan ke dalam bilangan
biner ' untuk on dan 0 untuk o..$ 5ntuk menda#atkan out#ut biner" da#at
menggunakan sistem threshold atau kom#arasi #ada out#utnya$ enis sensor
biner yang sering digunakan antara lain:
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
16/19
H ensor manual +push button-" %ontoh normally o#en*%losed %onta%t dan
%hangeo(er %onta%t$ ensor !enis ini memberikan logika 0 atau ' selama
#enekakanan$ >ambar sensorpush button se#erti #ada >ambar 4$'$
>ambar 4$'$Push Button
H ensor batas +limit switch-
Limit Switch adalah sensor #eraba yang bersi.at mekanis dan mendeteksi
sesuatu setelah ter!adi kontak .isik$ &enggunaan sensor ini biasanya digunakan
untuk membatasi gerakan maksimum sebuah mekanik$ Contohnya #ada
#enggerak lengan di mana limit switch akan akti. dan memberikan masukan
#ada C&5 untuk menghentikan gerak motor di saat lengan sudah ditarik
maksimum$&ada umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada
tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu$ >ambar 4$)$ meru#akan bentuk/
bentuk dari sensor limit switch
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
17/19
>ambar 4$)$Limit Switch
H ensor #roimity
ensor ini biasanya digunakan untuk mendeteksi ada atau tidak nya suatu
ob!ek" tan#a melakukan kontak .isik$ enis sensor #roimity meli#uti limit
s2it%h +saklar mekanik-" ultrasoni% #roimity" in.ra merah" kamera dan lain
sebagainya$ Contoh sensor #roimity !enis in.ra merah se#erti #ada >ambar
4$3$
>ambar 4$3$ ensor In.ra Red &roimity
14& Sen"#r An!-#g
etelah mengenal sensor biner" tentu dengan mudah kita da#at mende.inisikan
sensor analog$ ensor analog meru#akan sensor yang mengukur atau
menentukan in.ormasi kontinyu$ Dengan kata lain sensor analog meru#akan
sensor yang da#at membangkitkan atau menghasilkan #erubahan sinyal
elektrik beru#a #erubahan arus atau #erubahan tegangan$ Contoh dari sensor
analog antara lain adalah LDR +sensor %ahaya- yang memonitor !umlah
intensitas %ahaya" sensor untuk mengukur tem#eratur" !arak dan tekanan$
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
18/19
>ambar 4$4$ ensor %ahaya +LDR-
'6- P#"t,e Sen"t,e De,$e&ositi(e sensiti(e de(i%e meru#akan .otodiode sederhana" yaitu sensor #osisi
bersi.at o#tik yang da#at mengukur atau mendeteksi seberkas %ahaya yang
!atuh di #ermukaan sensor$ &osisi dihitung dari besar +magnitudo- signal
#hoto%urrent yang dikandung &D$&D terdiri atas sebuah #hotodiode &IN
monolitik dengan resistansi uni.orm" baik satu atau dua dimensi$ &D
memiliki banyak keuntungan dibanding Dis%rete ?lement Dete%tor" yaitu
memiliki resolusi tinggi" res#on yang tinggi" dan rangkaian o#erasi yang
sederhana$ alah satu a#likasi &D ini adalah untuk #en!e!akan ob!ek +o#ti%al
tra%king ob!e%t-$
+a- +b-
>ambar 4$F$ ensor &D +a- dan Disain ensor &D +b-
16& )#%!"" Sen"#r
-
7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor
19/19
ensor %om#ass meru#akan alat yang da#at digunakan untuk na(igasi atau
#enun!uk arah$ alah satu sensor tersebut adalah modul magneti% %om#ass
C9&03$ 9odul ini sering digunakan dalam membuat robot yang ber.ungsi
untuk memberikan re.erensi keberadaan robot dan arah dari robot tersebut"
kemudian #osisi dan arah yang telah ditentukan di!adikan a%uan untuk
gerakan robot selan!utnya$ 9odul 9agneti% Com#ass menggunakan !alur
komunikasi data ')C ke mikrokontroller$
+a- +b-
>ambar 4$G$ 9odul C9&03 +a-" dan Rangkaian a#likasi modul C9&03 +b-