Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor Akuisisi Data

Presentasi berjudul: "Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor Akuisisi Data"— Transcript presentasi:

1 Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor Akuisisi Data
SENSOR & AKUISISI DATA Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor Akuisisi Data Dwi Sudarno Putra, ST, MT.

2 FOKUS BAHASAN Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor Akuisisi Data

3 FOKUS BAHASAN Sensor dan Tranduser    Klasifikasi Sensor
Akuisisi Data

4 Sensor dan Tranduser Tentang Sensor

5 Sensor dan Tranduser Tentang Sensor Proses parkir manual

6 Sensor dan Tranduser Tentang Sensor
Alarm indikator akan berbunyi ketika posisi mobil mencapai jarak aman minimum Aplikasi Parking sensor sense Jarak aman minimum (reference value)

7 Sensor dan Tranduser Sensor adalah sebuah perangkat yang dapat mendeteksi perubahan dalam stimulus / rangsangan (pada bagian input) dan mengubahnya menjadi sinyal (listrik) yang dapat diukur atau direkam (pada bagian output) Stimulus dapat berbentuk kuantiti (banyak sedikitnya beban), properti (berkurangnya kandungan bahan) atau kondisi (intensitas cahaya) SENSOR

8 Sensor dan Tranduser Transduser adalah sebuah perangkat yang mentransfer daya dari satu sistem ke sistem lain dalam bentuk yang sama maupun berbeda

9 Sensor dan Tranduser Mengingat pengertiannya bahwa tranduser adalah perangkat yang mentransfer daya dari satu sistem ke sistem lain dalam bentuk yang sama maupun berbeda. Maka sebenarnya sensor itu sendiri adalah bagian dari tranduser. Selain itu tranduser juga dapat berperan sebagai aktuator di dalam sebuah sistem sensor

10 Sensor dan Tranduser Di dalam pembahasan spesifik tentang sensor, tranduser bisa jadi adalah bagian dari sebuah sensor yang kompleks. Dalam menanggapi stimulus sensor terkadang tidak dapat secara langsung mengubahnya ke bentuk electric sehingga diperlukan tranduser- tranduser di bagian awal penerima stimulus

11 FOKUS BAHASAN Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor   
Akuisisi Data

12 Klasifikasi Sensor Ada banyak cara mengklasifikasikan sensor
Dalam hubungannya dengan tranduser, sensor dapat dibagi menjadi dua yaitu Sensor Langsung (Direct Sensor) Sensor Kompleks (Complex Sensor) Berdasarkan kebutuhan sumber energi dalam merespon stimulus Sensor Aktif Sensor Pasif

13 Klasifikasi Sensor Sensor Aktif
Membutuhkan energi dari luar untuk dapat beroperasi (misalnya thermistor, resistive strain gauge). Sensor Pasif Langsung mengubah stimulus menjadi sinyal elektrik (misalnya thermocouple, photodioda dan piezoelectric) Thermistor Thermistor. It does not generate any electric signal,but by passing an electric current through it (excitation signal) Its resistance can bemeasured by detecting variations in current and /or voltage across the thermistor

14 Klasifikasi Sensor Berdasarkan pemilihan referensi pengukuran
Absolute sensor  Sensor menggunakan referensi absolut dalam mendeteksi stimulus Relative sensor  Dalam mendeteksi stimulus, Sensor menggunakan referensi relatif terhadap kondisi tertentu

15 Klasifikasi Sensor Berdasarkan Spesifikasi Berdasarkan Material/ Bahan

16 Klasifikasi Sensor Berdasarkan cara pendeteksian

17 Klasifikasi Sensor Berdasarkan fenomena konversi

18 Klasifikasi Sensor Berdasarkan bidang kerjanya

19 Klasifikasi Sensor Berdasarkan stimulus yang diterima

20 FOKUS BAHASAN Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor
Akuisisi Data   

21 Akuisisi Data Sistem berasal dari bahasa Latin (systēma) dan bahasa Yunani (sustēma) adalah suatu kesatuan yang terdiri komponen atau elemen yang dihubungkan bersama untuk memudahkan aliran informasi, materi atau energi. Sinyal adalah suatu isyarat untuk melanjutkan atau meneruskan suatu kegiatan. Isyarat adalah besaran yang berubah dalam waktu dan atau dalam ruang, dan membawa suatu informasi

22 Akuisisi Data Perpaduan sensor, tranduser dan rangkaian pemroses sinyal akan membentuk sebuah Sistem Sensor yang memiliki fungsi tertentu sesuai dengan tujuan dikembangkannya sistem tersebut.

23 Akuisisi Data Sistem Sensor Parkir

24 Akuisisi Data Diagram Blok Sistem Sensor Parkir
Sebuah osilator menghasilkan getaran dengan frekuensi sama dengan frekuensi kerja transducer ultrasonic, misalnya setinggi 40 kHz. Sinyal output osilator dilalukan pada switch elektronik, misalnya gerbang TTL atau gerbang C-Mos, sebelum dimasukkan ke penguat sinyal, sehingga dihasilkan deretan pulsa, misalnya sebanyak 10 cycle untuk setiap deretan sinyal. Output penguat diberikan kepada transducer yang berfungsi sebagai transmitter (pemancar), sehingga secara periodik dapat dipancarkan gelombang suara ultrasonic sebanyak 10 cycle untuk setiap "tembakan". Ini adalah fase "mengirimkan sinyal". Pada saat ini, transducer yang berfungsi sebagai receiver (penerima) yang bekerja selaku "microphone" harus dibungkam, sehingga tidak menangkap gelombang yang sedang dipancarkan. Fase kedua adalah fase: "mendengarkan". Pada fase ini, transmitter "dibungkam", tetapi sebaliknya, "telinga" receiver dibuka lebar-lebar sehingga siap menerima gelombang ultrasonic yang tadi diluncurkan. Setelah sederetan gelombang ultrasonic (yang sebanyak 10 cycles) diluncurkan oleh transmitter, dan jika gelombang tersebut mengenai sesuatu obyek, maka gelombang tersebut akan dipantulkan, dan sebagian terpantul mengarah transducer receiver dengan keterlambatan tertentu, tergantung jarak obyek pemantul terhadap sumber gelombang. Berapa waktu keterlambatan gelombang pantul, dihitung dengan pendekatan sederhana menggunakan angka kecepatan rambat gelombang bunyi di udara, yang sebesar 340 m/detik atau 330 m/detik. Transducer yang berfungsi sebagai receiver akan mengubah gelombang-gelombang (akustik) ultrasonic yang ditangkapnya, menjadi sinyal-sinyal listrik dengan frekuensi sama, yaitu 40 kHz, namun amplitudonya bisa bervariasi, tergantung jarak, bentuk dan sifat pantul dari obyek pemantul. Sinyal listrik dari receiver ini dikuatkan secukupnya agar mencapai level yang dapat dideteksi oleh diode-diode  detektor, sehingga dihasilkan tegangan DC namun memiliki selubung (envelope) sesuai frekuensi switch pada sistem transmitter ultrasonicnya, sehingga merupakan pulsa-pulsa DC. Frekuensi pulsa-pulsa DC tersebut dapat berubah-ubah, tergantung jarak obyek pemantul. Jika jarak pemantul cukup jauh, maka keterlambatan sinyal pantul (echo) akan besar, sehingga frekuensi pulsa-pulsa DC akan rendah. Namun kalau jarak obyek pemantul kian dekat, maka gelombang-gelombang pantul akan tiba lebih cepat, sehingga frekuensi pulsa-pulsa DC jadi lebih tinggi. Pulsa-pulsa DC tersebut dikuatkan oleh penguat suara, sehingga cukup kuat untuk dapat diberikan ke Speaker yang akan menghasilkan isyarat bunyi. Jika obyek berada cukup jauh, maka speaker menghasilkan nada rendah, sedangkan kalau obyek lebih dekat, maka speaker menghasilkan nada tinggi (melengking).

25 Akuisisi Data Cara Kerja Sederhana
TX dan RX bekerja bergantian berdasarkan pengaturan switch Ketika TX ON  gelombang ultrasonik dipancarkan Ketika RX ON  akan menangkap gelombang ultrasonik Semakin dekat penghalang maka sinyal pantul akan ditangkap lebih cepat Kondisi inilah yang diproses lebih lanjut untuk misalnya menentukan jarak, mengeraskan alarm, dll Pembangkit gelombang ultrasonik (40KHz) Tranduser pemancar (TX) Switch Pemrosesan Gelombang Tranduser penerima (RX) Sebuah osilator menghasilkan getaran dengan frekuensi sama dengan frekuensi kerja transducer ultrasonic, misalnya setinggi 40 kHz. Sinyal output osilator dilalukan pada switch elektronik, misalnya gerbang TTL atau gerbang C-Mos, sebelum dimasukkan ke penguat sinyal, sehingga dihasilkan deretan pulsa, misalnya sebanyak 10 cycle untuk setiap deretan sinyal. Output penguat diberikan kepada transducer yang berfungsi sebagai transmitter (pemancar), sehingga secara periodik dapat dipancarkan gelombang suara ultrasonic sebanyak 10 cycle untuk setiap "tembakan". Ini adalah fase "mengirimkan sinyal". Pada saat ini, transducer yang berfungsi sebagai receiver (penerima) yang bekerja selaku "microphone" harus dibungkam, sehingga tidak menangkap gelombang yang sedang dipancarkan. Fase kedua adalah fase: "mendengarkan". Pada fase ini, transmitter "dibungkam", tetapi sebaliknya, "telinga" receiver dibuka lebar-lebar sehingga siap menerima gelombang ultrasonic yang tadi diluncurkan. Setelah sederetan gelombang ultrasonic (yang sebanyak 10 cycles) diluncurkan oleh transmitter, dan jika gelombang tersebut mengenai sesuatu obyek, maka gelombang tersebut akan dipantulkan, dan sebagian terpantul mengarah transducer receiver dengan keterlambatan tertentu, tergantung jarak obyek pemantul terhadap sumber gelombang. Berapa waktu keterlambatan gelombang pantul, dihitung dengan pendekatan sederhana menggunakan angka kecepatan rambat gelombang bunyi di udara, yang sebesar 340 m/detik atau 330 m/detik. Transducer yang berfungsi sebagai receiver akan mengubah gelombang-gelombang (akustik) ultrasonic yang ditangkapnya, menjadi sinyal-sinyal listrik dengan frekuensi sama, yaitu 40 kHz, namun amplitudonya bisa bervariasi, tergantung jarak, bentuk dan sifat pantul dari obyek pemantul. Sinyal listrik dari receiver ini dikuatkan secukupnya agar mencapai level yang dapat dideteksi oleh diode-diode  detektor, sehingga dihasilkan tegangan DC namun memiliki selubung (envelope) sesuai frekuensi switch pada sistem transmitter ultrasonicnya, sehingga merupakan pulsa-pulsa DC. Frekuensi pulsa-pulsa DC tersebut dapat berubah-ubah, tergantung jarak obyek pemantul. Jika jarak pemantul cukup jauh, maka keterlambatan sinyal pantul (echo) akan besar, sehingga frekuensi pulsa-pulsa DC akan rendah. Namun kalau jarak obyek pemantul kian dekat, maka gelombang-gelombang pantul akan tiba lebih cepat, sehingga frekuensi pulsa-pulsa DC jadi lebih tinggi. Pulsa-pulsa DC tersebut dikuatkan oleh penguat suara, sehingga cukup kuat untuk dapat diberikan ke Speaker yang akan menghasilkan isyarat bunyi. Jika obyek berada cukup jauh, maka speaker menghasilkan nada rendah, sedangkan kalau obyek lebih dekat, maka speaker menghasilkan nada tinggi (melengking). cm Display jarak Alarm

26 Akuisisi Data Alarm

27 Akuisisi Data Apa itu akuisisi data ?
Adalah suatu proses untuk mengambil, mengumpulkan dan menyiapkan data, hingga memprosesnya untuk menghasilkan data yang dikehendaki Pada proses sistem sensor parkir tersebut data apa sebenarnya yang ingin kita ketahui? JARAK (DISTANCE)

28 Referensi Handbook Of Modern Sensors Physics, Designs,and Applications 4th Edition [Chapter 1] Related document, video and image from Youtube, Google