Contoh dan Aplikasi Transduser dan Sensor Fathir Muhammad Abduh

Gambaran Umum transduser dan sensor Tranduser dan sensor akan mengkonversi dari suatu isyarat input berupa isyarat fisis dan isyarat kimia yang akan diubah ke suatu isyarat ouput berupa tegangan, arus, dan hambatan.  Tranduser adalah suatu peralatan/ alat yang dapat mengubah suatu besaran ke besaran lain. Sebagai contoh, definisi transduser yang luas ini mencangkup alat-alat yang mengubah gaya atau perpindahan mekanis menjadi sinyal listrik. Tranduser dapat dikelompokkan berdasarkan pemakaiannya, metode pengubahan energy, sifat dasar dari sinyal keluaran dan lain-lain.

Sensor

Sensor dan Transduser Aktif dan Pasif Sensor dan tranduser pasif merupakan suatu sensor dan tranduser yang dapat mengubah langsung dari energi dari energy bukan listrik (seperti : energi mekanis, energi thermis, energi cahaya atau energi kimia) menjadi energi listrik. Sensor dan tranduser ini biasanya dikemas dalam satu kemasan yang terdiri dari elemen sebagai detektor, dan piranti pengubah dari energi dengan besaran bukan listrik menjadi energi besaran listrik. Sensor dan tranduser aktif merupakan suatu sensor dan tranduser yang dapat mengubah langsung dari energi dari energy bukan listrik (seperti : energi mekanis, energi thermis, energi cahaya atau energi kimia) menjadi energi listrik bekerja atas asas pengendalian tenaga. Sensor dan tranduser aktif memerlukan bantuan tenaga dari luar.

Prinsip Kerja Sensor dan Transduser Prinsip Kerja Sensor Dan Transduser Prinsip kerja suatu sensor ditentukan oelh bahan sensor utama yang dipakai yang berkaitan erat dengan macam besaran yang diindera. Prinsip kerja sensor: Prinsip Fotovoltaik besaran yang diindera adalah cahaya. Cahaya yang diubah menjadi tegangan antara dua bahan berbeda susunannya. Prinsip Piezoelektris besaran yang diindera menyebabkan perubahan tegangan V dan muatan Q yang ditimbulkan oleh sejenis kristal. Prinsip Elektromagnetik besaran yang diindera mengubah fluks magnetis yang kemudian mengibas suatu tegangan. Prinsip Kapasitif perubahan besaran yang diindera menyebabkan perubahan kapasitas. Prinsip Induktif perubahan besaran yang diindera menyebabkan perubahan induktif.

Lanjutan….. Prinsip Fotokonduktif besaran yang diindera mengubah hantaran (conductive) atau rambatan (resistace) bahan semi penghantar melalui perubahan cahaya yang mengenai bahan tersebut. Prinsip Reluktif besaran yang diindera diubah menjadi perubahan tegangan ac sebagi akibat perubahan lintasan reluxtan diantara dua atau lebih komponen ketika rangsangan ac diterapkan pada sistem kumparan tersebut. Prinsip Potensiometer besaran yang diindera diubah menjadi perubahan menjadi perubahan kedudukan kontak geser pada suatu elemen hambatan. Prinsip Resistif perubahan besaran yang diindera diubah menjadai perubahan hambatan suatu elemen. Prinsip Ukur Regangan besaran yang diindera diubah menjdai perubahan hambatan sebagai akibat adanya regangan, biasanya pada dua atau empat cabang suatu jembatan wheatstone. Prinsip Termoelektris besaran yang diindera adalah suhu dan tranduser bekerja atas dasar efek Seeback, efek Thomson atau efek Peltier.

Sensor Cara Kerja Pintu Otomatis Pintu otomatis dapat bekerja untuk membuka dan menutup secara otomatis dengan menggunakan teknologi sensor. Sensor merupakan suatu perangkat yang dapat mendeteksi keberadaan seseorang atau objek lainnya ketika orang atau objek tersebut mendekati pintu otomatis. Biasanya, sensor-sensor tersebut akan diletakkan di sekitar pintu otomatis. Sensor-sensor ini juga akan diletakkan di kedua sisi yaitu sisi dalam dan sisi luar pintu otomatis tersebut, sehingga pintu otomatis dapat bekerja dari kedua sisi. Sensor kemudian akan mengaktifkan sistem yang akan menggerakkan motor yang akan membuka dan menutup pintu otomatis.

Jenis-Jenis Sensor pada Pintu Otomatis dan Cara Kerjanya 1. Sensor Optik Sensor ini akan memancarkan tirai infra merah yang berupa cahaya yang tidak tampak oleh mata pada jarak jangkauan tertentu. Sensor ini akan bereaksi jika seseorang atau sesuatu menghalangi cahaya infra merah yang dipancarkan. Jika seseorang memasuki area yang disinari dengan cahaya ini, maka pancaran cahaya akan terganggu dan menjadi tidak utuh. Hal ini menyebabkan program perintah untuk menutup pintu terganggu. Terganggunya program untuk menutup pintu akan menyebabkan pintu otomatis akan terbuka. Jika objek telah menjauh dari jarak jangkauan sensor dan sinar sensor kembali utuh, maka pintu otomatis akan menutup kembali.

Lanjutan… 2. Sensor Gerakan Sensor ini akan memancarkan radar gelombang mikro. Hampir sama seperti pada sensor optik, jika seseorang atau sesuatu berada dalam jangkauan radar maka sensor akan bereaksi membuka pintu otomatis.

Lanjutan… 3. Sensor Panas Tubuh Ketika seseorang berada di depan sensor panas tubuh, maka sensor panas tubuh akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Ketika orang tersebut berada dalam keadaan diam, maka panjang gelombang yang dihasilkan berupa panjang gelombang yang konstan dan menyebabkan energi panas yang dihasilkan digambarkan hampir sama dengan kondisi lingkungan di sekitarnya. Ketika orang tersebut melakukan gerakan, maka panjang gelombang yang dihasilkan berupa panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas yang berbeda dengan kondisi lingkungan di sekitarnya. Panas yang dihasilkan ini akan dideteksi oleh sensor dan dilanjutkan dengan reaksi untuk membuka pintu otomatis.

Lanjutan… 4. Sensor Tekanan Sensor ini biasanya diletakkan di bawah keset yang berada di depan pintu. Sensor ini akan bereaksi terhadap tekanan berat objek yang berada di atasnya. Dan jika sensor telah menerima batasan minimal berat yang diperlukan untuk membuka pintu, maka pintu otomatis pun akan terbuka.

Lanjutan… 5. Sensor Jarak Jauh Pada sensor ini dibutuhkan pengendali jarak jauh yang dioperasikan secara manual untuk membuka dan menutup pintu. Sensor jenis ini biasanya dipakai pada pintu garasi otomatis.

TRANSDUSER

Transduser IC Temperatur LM335 Rangkaian terintegrasi (IC LM 335) ini terdiri dari 16 buah transistor, 9 buah resistor dan 2 buah kapasitor yang dimuat dalam sebuah paket transistor. IC LM 335 menghasilkan output 10mV/°K. Karena itu pengukuran tegangan outputnya menyatakan temperatur dalam °K. Misalnya pada temperatur 20°C (293°K), maka tegangan outputnya akan sama dengan 2,93V. Susunan rangkaian yang disediakan oleh unit DIGIAC 1750 ditunjukkan pada gambar  dibawah ini :

Gambar Rangkaian

LANGKAH KERJA Karakteristik IC Temperatur LM 335 a.    Menghubungkan voltmeter ke rangkaian seperti pada gambar 32, nyalakan power supply dan catat tegangan outputnya, penunjukan temperaturnya dalam ºK. b.    Menghubungkan sumber +12V ke soket input heater dan catat pembacaan tegangan tiap menit sampai pada nilai yang tetap. Masukkan nilainya pada tabel.

Transduser RTD(Resistance Temperatur Dependent)Platina. Konstruksi Transduser RTD Platina diperlihatkan pada gambar dibawah ini.Bahan dasarnya terbuat dari lapisan tipis platina yang dipadukan dengan lapisan keramik dan memiliki lempengan emas pada setiap ujungnya yang berhubungan dengan selaput platina. Selaput platina disusun dengan sinar laser sehingga resistansinya sebesar 100Ω pada suhu 0°C.Nilai tahanan selaput meningkat sesuai peningkatan temperatur karena memiliki koefisien temperatur positif. Peningkatan resistansinya linier, hubungan antara perubahan resistansi dan kenaikan temperatur untuk transduser ini sama dengan 0,385Ω/°C. Rt = Ro + 0,385t Keterangan:  Rt =  Resistansi pada temperatur °C.                 Ro =  Resistansi pada temperatur 0°C. = 100Ω   Gambar 27.Konstruksi Transduser RTD Platina diperlihatkan Biasanya unit ini akan dihubungkan kesumber DC lewat resistor seri dan tegangan diambil melalui transduser yang diukur. Arus yang mengalir pada transduser akan memanaskan transduser. Temperatur meningkat tidak teratur, yang sebenarnya 0,2°C/mW di dalam transduser.Susunan rangkaiannya pada unit DIGIAC 1750 sebagai berikut :

Lanjutan… Gambar 28.Transduser RTD Platina dihubungkan kesumber DC lewat resistor seri dan tegangan diambil melalui transduser yang diukur. Pada percobaan karakteristik Transduser RTD Platina, RTD Platina akan dihubungkan seri dengan sebuah resistpor bernilai tinggi ke sumber DC dan mengukur drop tegangan yang melaluinya. Sebenarnya untuk resistansi yang bervariasi, perubahan arus dapat diabaikan dan tegangan pada transduser akan langsung sebanding dengan tahanannya

Gambar Rangkaian

Karakteristik Transduser RTD Platina a.    Hubungkan rangkaian seperti pada gambar 34, dengan voltmeter detempatkan pada posisi 2V DC. b.    Dengan power supply menyala, atur tombol resistor 10K sehingga drop tegangan pada RTD Platina sebesar 0,108V yang ditampilkan oleh voltmeter digital. Hal ini mengkalibrasikan RTD Platina untuk temperatur ambang 20ºC, karena resistansi RTD pada suhu 20ºC sama dengan 108Ω. Catatan : Jika temperatur ambang bukan 20ºC, tegangan dapat diatur ke nilai yang tepet untuk temperatur ambang bila diperlukan. 1)    Atur voltmeter pada skala 20V dan ukur output dari transduser IC temperatur untuk mendapatkan temperatur ambang dalam ºK. Lalu dalam ºC = (ºK-273). 2)    Resistansi RTD = 100 + 0,385 X ºC. Atur drop tegangan pada RTD untuk nilai I ni. c.    Sekarang hubungkan sumber 12V ke input heater dan catat nilai tegangan pada RTD dengan voltmeter. Atur pada skala 2V (ini menyatakan resistansi RTD) dan tegangan output transduser temperatur dengan voltmeter yang distel pada skala 20V (ini menyatakan temperatur RTD). Masukkan nilainya pada tabel  d.    Ulangi pengamatan untuk selang waktu 1 menit dan masukkan nilainya pada tabel e.    Gambar grafik perbandingan resistansi RTD terhadap temperatur pada bidang yang disediakan.

Wassalamu ‘alaikum warohmatullahi wabarokatuh(u) Terima Kasih  Wassalamu ‘alaikum warohmatullahi wabarokatuh(u)