Tranduser dan Sensor “Konsep” Kurniawan Teguh Martono Sistem Komputer UNDIP

Tujuan Pembelajaran Dapat menyebutkan definisi dan perbedaan sensor, tranduser dan alat ukur Mampu menyebutkan persyaratan umum dalam memilih sensor dan tranduser Dapat menerangkan beberapa jenis sensor dan tranduser dalam dunia industri

Pendahuluan Perkembangan teknologi yang mengalami perkembangan dari masa ke masa di bidang otomatisasi Misal : Pabrik dari menggunakan tenaga manusia diganti dengan tenaga mesin (electro-mechanic, robotic) Electro Mechanic = Semi otomotis sistem manufaktur yang dapat bereaksi secara fleksibel terhadap perubahan-perubahan. Dua macam perubahan sistem itu dapat berupa perubahan tipe produk yang akan dihasilkan (machine flexibility), maupun perubahan urutan proses dalam pembuatan produk tersebut (routing flexibility) Robotic = full otomatis : FMS = Flexibke Manufacturing Systems CIM = Computerized Integrated Manufacture

FSM dan CIM

Lanjutan… Model otomatisasi pasti memerlukan : Sensor Tranduser

Input sistem kendali Berupa besaran: Fisika Kimia mekanik Besaran listrik

Sensor dan tranduser pada manusia

Definisi Sensor Menurut sharon (1982), sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal- sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi : Listrik Fisika Kimia Bilogi mekanik Kamera sebagai sensor pengelihatan Telinga sebagai sensor pendengan LDR sebagai sensor cahaya

Definisi Tranduser Sebagai suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain. Bagian masukan dari transduser disebut sensor, karena bagian ini dapat mengindera suatu kuantitas fisik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk energi yang lain.

Alat ukur Menurut William Dc (1993), Alat ukur merupakan suatu alat yang berfungsi memberikan batasan nilai atau harga dari gejala-gejala atau sinyal yang berasal dari perubahan energi Contoh : Volt meter Ampere meter Speedo meter

Pengukuran elektronika merupakan tindakan yang perlu dilakukan untuk memastikan suatu komponen elektronika dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan kebutuhan pemakaian. Berikut ini beberapa cara yang sering digunakan untuk mengukur dan menguji komponen elektronika : Tegangan Arus Tahanan

Persyaratan umum sensor dan tranduser Menurut D Sharon 1982 : Linearitas Sensitivitas Respon time (tanggapan terhadap waktu) Yayan I,B 1998 : Ukuran fisik Akurat? Jangkauan Pengaruah kuantitas yang sedang di ukur Ketahanan Harga Adaptasi

Liniearitas Ada banyak sensor yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara kontinyu sebagai tanggapan terhadap masukan yang berubah secara kontinyu. Contoh : Sebuah sensor panas dapat menghasilkan tegangan sesuai dengan panas yang dirasakannya. Dalam kasus seperti ini, biasanya dapat diketahui secara tepat bagaimana perubahan keluaran dibandingkan dengan masukannya berupa sebuah grafik.

Lanjutan…

Sensitivitas Merupakan ukuran yang menunjukan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur Sensistivitas = dinyatakan dengan bilangan yang menunjukan “Perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan masukan”. Contoh : Sensor panas, sensitivitas “satu volt per derajat” Linearitas sensor juga mempengaruhi sensitivitas sensor Respon linear maka sensitivitas juga akan sama untuk jangkauan pengukuran keseluruhan

Grafik sensitivitas Sensor akan lebih sensitif pada temperaratur yang tinggi

Tanggapan waktu Merupakan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan masukan.

Jenis Sensor dan Transduser Internal sensor External sensor

Internal Sensor Sensor yang dipasang di dalam bodi robot Digunakan untuk mengamati posisi, kecepatan, dan akselerasi berbagai sambungan mekanik pada robot, da

External Sensor Yaitu sensor yang dipasang diluar bodi robot Sensor eksternal diperlukan karena dua macam alasan yaitu: Untuk keamanan dan Untuk penuntun. Keamanan = perlindungan terhadap robot dari kerusakan yang ditimbulkannya sendiri, serta keamanan untuk peralatan, komponen, dan orang-orang dilingkungan dimana robot tersebut digunakan. Penuntun = digunakan untuk memandu robot dalam mengerjakan tugas

Contoh : Keamanan Sebuah robot bergerak keposisinya yang baru dan menemui suatu halangan, yang dapat berupa mesin lain misalnya. Apabila robot tidak memiliki sensor yang mampu mendeteksi halangan tersebut, baik sebelum atau setelah terjadi kontak, maka akibatnya akan terjadi kerusakan

Contoh Keamanan 2 problem robot dalam mengambil sebuah Semen. Apabila pada robot dipasang pencengkram mekanik (gripper), maka sensor harus dapat mengukur seberapa besar tenaga yang tepat untuk mengambil Semen tersebut. Tenaga yang terlalu besar akan menyebabkan pecahnya sak semen, sedangkan apabila terlalu kecil sak semen akan jatuh terlepas.

Contoh : Penuntun sensor untuk penuntun diharapkan cukup canggih dalam pengelasan. Untuk melakukan operasi dengan baik, robot haruslah menggerakkan tangkai las sepanjang garis las yang telah ditentukan, dan juga bergerak dengan kecepatan yang tetap serta mempertahankan suatu jarak tertentu dengan permukaannya.

Klasifikasi Sensor berdasarkan fungsi dan penggunaannya sensor : Sensor thermal Sensor Mekanis Sensor Optik

Sensor thermal Sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas/temperature/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu Contoh : Bimetal Termistor Termokopel Photo transistor Photo dioda

Sensor mekanis Sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level Contoh : Strain gage, Linear variable deferential transformer (LVDT), Proximity, Potensiometer, Load cell, Bourdon tube

Sensor Optic sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan Contoh : photo cell, pyrometer optic

Contoh yang lain

Klasifikasi Transduser Self generating transduser (transduser pembangkit sendiri) External power transduser (transduser daya dari luar)

Self generating transduser Transduser yang hanya memerlukan satu sumber energi Contoh : Piezo electric, Termocouple, Photovoltatic, Termistor Ciri transduser ini adalah dihasilkannya suatu energi listrik dari transduser secara langsung. Dalam hal ini transduser berperan sebagai sumber tegangan

External power transduser Transduser yang memerlukan sejumlah energi dari luar untuk menghasilkan suatu keluaran Contoh: RTD (resistance thermal detector), Potensiometer, NTC

Kesimpulan Jadi dalam memilih sensor dan tranduser : Apakah ukuran fisik sensor cukup memenuhi untuk dipasang pada tempat yang diperlukan Apakah ia cukup akurat Apakah ia bekerja pada jangkauan yang sesuai Apakah ia akan mempengaruhi kuantitas yang sedang diukur Apakah ia tidak mudah rusak dalam pemakaiannya Apakah ia dapat menyesuaikan diri dengan lingkungannya Apakah biayanya terlalu mahal

Kuis Apa yang dimaksud dengan sensor, transduser dan alat ukur Jelaskan perbedaan antara Self generating transduser dan External power transduser

Jawab : 1 Sensor, suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya Tranduser, Sebagai suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain. Alat Ukur, sesuatu alat yang berfungsi memberikan batasan nilai atau harga tertentu dari gejala-gejala atau sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi

Jawab : 2 Self generating transduser adalah transduser yang hanya memerlukan satu sumber energi. Dalam hal ini transduser berperan sebagai sumber tegangan. External power transduser adalah transduser yang memerlukan sejumlah energi dari luar untuk menghasilkan suatu keluaran.