Sensor

Sensor

Masalah utama dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik adalah mengubah besaran fisik (misalnya temperatur, gaya, kecepatan perputaran) menjadi besaran listrik yang proporsional. Pengubahan yang melaksanakan hal ini secara umum disebut sensor. Termasuk dalam golongan ini adalah baik sensor yang sederhana maupun alat pemproses sinyal elektronik yang terhubung sesudahnya (misalnya penguat, kompensasi temperatur, linearitas). Termasuk dalam golongan ini juga komponen yang dapat mendeteksi adanya gas dan kelembaban. Sensor harus memenuhi persyaratan kualitas sebagai berikut :[1]

  1. Linearitas

Konversi harus betul-betul proporsional, jadi karakteristik konversi harus linear.

  1. Tak tergantung temperatur

Keluaran konverter (converter) tidak boleh tergantung pada temperatur disekelilingnya, kecuali sensor temperatur.

  1. Kepekaan

Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-nilai masukan yang ada dapat diperoleh tegangan listrik keluaran yang cukup besar.

  1. Waktu tanggapan

Waktu tanggapan adalah waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai nilai akhirnya pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut berubah.

  1. Batas frekuensi terendah dan tertinggi

Batas-batas tersebut adalah nilai frekuensi masukan periodik terendah dan tertinggi yang masih dapat dikonversi oleh sensor secara benar. Pada kebanyakan aplikasi disyaratkan bahwa frekuensi terendah adalah 0 Hz.

  1. Stabilitas waktu

Untuk nilai masukan (input) tertentu, sensor harus dapat memberikan keluaran (output) yang tetap nilainya dalam waktu yang lama. Sayangnya, kebanyakan nilai komponen elektronik berubah seiring dengan waktu. Suatu ketidak-stabilan yang khusus, terutama terdapat pada sensor pengukur gaya berbentuk pita yang ditarik sehingga memenjang. Pada gaya yang tetap, keluarannya dapat berubah secara berangsur-angsur.

  1. Histerisis

Gejala histerisis yang ada pada magnetis besi dapat pula dijumpai pada sensor. Misalnya, pada suatu temperatur tertentu sebuah sensor dapat memberikan keluaran yang berlainan, tergantung pada keadaan apakah saat pada itu temperatur sedang naik atau turun.

 

Empat sifat di antara syarat-syarat diatas, yaitu linearitas, ketergantungan pada temperatur, stabilitas pada temperatur, stabilias waktu dan histeritas menentukan ketelitian sensor. [1]

Proses fisik yang menjadi dsar kerja sensor tergantung pada aplikasi yang memerlukan sensor tersebut. Tabel 2.2 berikut ini menunjukkan proses fisik yang dapat dipilih untuk berbagai tujuan sensor.[1]

 

Besaran Fisik

Prinsip sensor

Efek Hall

Piezo-resistif

Foto-elektronik

Pita tarik

Thermo-resistif

Induktif

Arus listrik

Fluks magnet

Temperatur

Penerangan

Gaya

Tekanan

Posisi

Kecepatan

Percepatan

Kecepatan putar

X

X

 

 

X

 

X

X

X

X

 

 

 

 

 

X

 

 

 

X

 

 

X

X

X

X

 

 

 

 

X

X

 

 

X

 

 

 

 

X

 

X

X

X

X

 

Tabel 2.2.

Sensor yang bekerja berdasarkan efek Hall merupakan mempergunakan semikonduktor sebagai komponen Hall, biasanya dengan sumber arus dan penguat dalam satu modul terpadu (disebut LOHET, linear output hall effect transducer). Modul ini memberikan tegangan yang sebanding dengan kerapatan fluks magnet.[1]

            Sensor tekanan yang bekerja berdasarkan prinsip piezoresistif terdiri atas chip silikon berbentuk segiempat seluas beberapa mm2. Pada lapisan itu dilekatkan membran berbentuk bulat untuk menerima tekanan. Diatasnya dibentuk rangkaian jembatan dengan jalan menyuntikkan ion-ion. Pada keluaran jembatan ini dapat timbul tegangan yang sebanding dengan tekanan yang diukur.[1]

            Sensor fotoelektrik terdiri atas LED berwarna merah atau LED infra merah yang menyinari fotodioda atau fototransistor sebagai penerimanya. Mereka tersedia sebagai satu kesatuan atau terpisah dalam masing-masing kotak. Kadang-kadang juga dilengkapi dengan lensa agar dapat mengenali sinyal kecil dengan lebih baik, atau untuk memperoleh jarak pengamatan yang lebih jauh.[1]

            Pita tarik ditarik atas bahan resistif (logam atau lapisan semikonduktor) yang ditempelkan atau dilapiskan pada sehelai bahan isolator (kebanyakan bahan sintetik). Resistansi bahan ini berubah bila memuai. Resistansi ini biasanya dirangkaikan dalam rangkaian jembatan dengan resistor lainnya. Bila dihubungkan dengan sumber tegangan yang stabil, rangkaian maka jembatan ini akan memberikan tegangan yang nilainya sebanding dengan pemuaian pita tarik tersebut.[1]

            Besaran yang diukur bekerja pada pegas baja, almunium, atau tembaga-berilium yang ditempeli pita tarik. Untuk menempelkannya dipergunakan bahan perekat khusus, untuk menghindari variasi sinyal keluaran.[1]

            Sensor thermoresistif mempunyai sifat bahwa nilai resistansinya tergantung pada temperatur. Bahan yang dipergunakan untuk keperluan ini adalah kawat, lapisan logam, atau semikonduktor. Dua bahan yang disebut terakhir ini yang banyak dipergunakan pada rangkaian terpadu (IC). IC tersebut dapat juga mengandung pengatur tegangan, penguat, dan rangkaian untuk linearisasi.[1]

            Sensor induktif mempergunakan osilatoryang diredam arus bolak-balik yang ditimbulkan oleh osilator tersebut pada bagian-bagian logam. Perubahan jarak dengan bagian-bagianlogam karenanya dapat mengubah amplituda tegangan osilator.[1]

            Teknik pembuatan sensor waktu ini mengalami perkembangan yang pesat. Disini hanya dapat menyinggung beberapa jenis sensor. Dengan kriteria yang disyaratkan tersebut diatas, maka pembaca dapat memilih sensor yang tepat guna aplikasi khusus yang dihadapi.[1]

            Dalam Tugas Akhir ini sensor yang digunakan adalah IC LM35 yaitu Sensor suhu yang mempunyai output dalam skala derajat celcius. Pada saat suhu 0°C, output sensor LM35 mengeluarkan tegangan 0 volt. Setiap kenaikan 1°C, output sensor LM35 akan naik sebesar 10 mVolt. Sensor LM35 membutuhkan power supply sebesar 5 volt. Sensor ini mampu bekerja dengan rentang -55oC sampai dengan 150oC. Gambar rangkaian sensor dapat dilihat pada Gambar 2.2. [2]

 

Gambar 2.2 Sensor LM35

 

 

Sensor | Moch Wahib Dariyadi | 4.5

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *