UGAS UGAS MATA MATA KULIAH KULIAH SENSOR SENSOR MA ALAH SENSOR GERAK DAN POSISI Makalah Ini Diajukan untuk Memenuhi Tugas Mata Kulia h Sensor I
Semester II
Disusu Disusun n oleh oleh : Aprilia Erlita Lisnawati
41.14. 032
Pandu Rahmatullah
41.14. 044
Taufik Susanto
41.14. 051
Yasin Fauzi
41.14. 056
Kelas : Instrumentasi 2B
JURUSAN INSTRUMENTASI INSTRUMENTASI SEKOLAH TINGGI METEORO METEOROLOG LOGII KLIMATO KLIMATOLOGI LOGI DAN GEOFISIKA JAKARTA 2015
i
KATA PENGANATAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberi penyusun kesehatan kesehatan sehingga penyusun dapat menyelesaikan makalah ini. Kesuksesan makalah ini juga masih banyak kekurangan. Oleh sebab itu, penyusun penyusun mohon saran dari pembaca, pembaca, semoga makalah ini berguna bagi pembaca. p embaca. Kesuksesan Kesuksesan makalah ini juga tidak lepas dari dukungan : 1. Dosen Dosen pengampu pengampu mata kuliah kuliah Sensor I yang yang telah memberika memberikan n waktu, sehingga penyusun dapat menyelaisaikan menyelaisaikan makalah ini. 2. Kedua Kedua orang tua yang yang tidak bosan bosan mendorong mendorong penyusun penyusun untuk selalu belajar. 3. Semua pihak yang yang ikut membantu membantu yang tidak bisa kami sebutkan sebutkan satupersatu. Akhir kata kesempurnaan makalah ini mengharapkan kritikdan saran dari pembaca.
Jakarta, 20 Juni 2015
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN HALAMAN SAMPUL SAMPUL .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ......... ....
i
KATA PENGANTA PENGANTAR R .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .....
ii
DAFTAR ISI................... ISI ......................................... ............................................ ............................................ ............................... .........
iii
BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Latar Belakang Belakang .......... ............... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ...... ..
1
B. Rumusan Rumusan Masalah Masalah .......... ............... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ...... ..
1
C. Tujuan Tujuan .......... ............... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .....
1
BAB II. PEMBAHASAN A. Limit Switch....... Switch............ .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ......... ....
2
B. PIR .......... ............... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .....
4
C. Load Load Cell............. Cell.................. .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... ........ ...
8
D. LVDT ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ...... ..
9
E. Capasitive Capasitive Displace Displacement ment Sensor Sensor .......... ............... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ......... ....
13
F. Strain Gauge Gauge (SG)..... (SG) .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ...... ..
14
G. Induktif Induktif Sensor Sensor .......... ............... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ...... ..
16
BAB III. PENUTUP A. Kesimpulan ............................................ .................................................................. ............................................ ........................ ..
17
DAFTAR PUSTAKA .......................................... ................................................................ ...................................... ................
18
iii
BAB I PENDAHULUAN A. Lata Latarr Belak Belakan ang g Sensor Mekanik (Mechanics Sensor) merupakan sensor atau transduser yang digunakan untuk mengetahui, mengukur atau mendeteksi nilai perubahan atau gerakan mekanis dari suatu objek. Pada artikel “Pengertian Dan Jenis Sensor Mekanik (Mechanics Sensor)” ini akan diuraikan tentang pengertian dari jenis-jenis Sensor Mekanik (Mechanics Sensor) yang dapat ditemui dalam dunia industri dan kegiatan sehari-hari. Pergerakkan mekanis adalah tindakan yang paling banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti perpindahan suatu benda dari suatu posisi ke posisi lain, kecepatan mobil di jalan raya, dongrak mobil yang dapat mengangkat mobil seberat 10 ton, debit air didalam pipa pesat, tinggi permukaan air dalam tanki. Semua gerak mekanis tersebut pada intinya hanya terdiri dari tiga macam, yaitu gerak lurus, gerak melingkar dan gerak memuntir. Gerak mekanis disebabkan oleh adanya gaya aksi yang dapat menimbulkan gaya reaksi. Banyak cara dilakukan untuk mengetahui atau mengukur gerak mekanis misalnya mengukur jarak atau posisi dengan 30 meter, mengukur kecepatan dengan tachometer, mengukur debit air dengan rotameter, dsb. Tetapi jika ditemui gerakan gerakan mekanis yang yang berada dalam suatu suatu sistem yang kompleks kompleks maka diperlukan sebuah sebuah sensor untuk untuk mendeteksi atau mengimformasikan nilai yang akan diukur. Berikut akan dijabarkan beberapa jenis sensor mekanis mekanis yang sering sering dijumpai di dalam dalam kehidupan sehari-hari. B. Rum Rumusan usan Masa Masala lah h Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut : 1. Sensor Sensor apa saja saja yang yang digunakan digunakan untuk untuk menguk mengukur ur gerak gerak mekanis? mekanis? C. Tujuan Berdasarkan rumusan masalah di atas maka dapat dibuat tujuan sebagai berikut : 1. Mengetah Mengetahui ui sensor sensor yang diguna digunakan kan untuk untuk mengukur mengukur gerak gerak mekani mekanis. s.
1
BAB II PEMBAHASAN A. Limit Limit Switch Switch Limit switch atau dalam bahasa Indonesia, bisa juga disebut sensor pembatas, dalam artian mendeteksi gerakan dari suatu mesin sehingga bisa mengontrolnya atau memberhentikan gerakan dari mesin tersebut sehingga dapat membatasi gerakan mesin dan tidak sampai kebablasan, pemakaiannyapun sangat umum dan banyak. Limit switch juga mempunyai prinsip kerja yang sederhana, sehingga sangat mudah untuk dipahami. Hampir setiap mesin-mesin produksi yang ada di industri menggunakannya, sehingga andaikan ada seorang siswa yang melakukan praktek kerja lapang (PKL) di sebuah industri pasti akan dengan mudah menemukannya.
Jenis Sensor Gerak Limit Switch
Limit switch adalah salah satu sensor yang akan bekerja jika pada bagian actuator nya nya tertekan suatu benda benda dengan dengan kekuatan yang yang cukup, cukup, baik dari samping kiri ataupun kanan, mempunyai micro switch dibagian dalamnya yang berfungsi sebagai pengontak, gambar batang yang mempunyai roda itu namanya actuator lalu diikat dengan sebuah baud, berfungsi untuk menerima tekanan dari luar, roda berfungsi agar pada saat limit limi t switch menerima tekanan, bisa bergerak bebas, kemudian mempunyai tiga lubang pada body nya sebagai tempat dudukan baud pada saat pemasangan.
2
•
Bagian-bagian Limit Switch
Bagian-bagian Limit Switch •
Cara Kerja Ketika actuator dari Limit switch tertekan suatu benda baik dari samping kiri ataupun kanan sebanyak 45 derajat atau at au 90 derajat (tergantung dari jenis dan type limit switch) maka, actuator akan bergerak dan diteruskan ke bagian dalam dari limit switch, sehingga mengenai micro switch dan menghubungkan menghubungkan kontak-kontaknya. kontak-kontaknya. Pada micro switch terdapat kontak jenis NO dan NC, kemudian kontak ini mempunyai beban kerja sekitar 5 A, untuk dihubungkan ke perangkat listrik lainnya, selain itu limit switch juga mempunyai head atau kepala tempat dudukan actuator, pada bagian atas dari limit switch, posisinya bisa dirubah-rubah sesuai dengan kebutuhan.
Sistem Kerja Limit Switch
Limit switch mempunyai beberapa jenis atau tipe aktuator yang disesuaikan dengan kebutuhan pengoperasiannya di lapangan, seperti gambar gambar di bawah bawah ini :
3
Macam-macam tipe actuator limit switch
Limit switch biasa biasa digunakan digunakan pada aplikasi seperti seperti : a. Pintu gerbang gerbang otomatis, dimana limit switch berguna berguna untuk untuk mematikan motor listrik sebelum pintu pintu gerbang itu menabrak menabrak pagar pagar pembatas saat saat membuka atau menutup. b. Pada pintu panel listrik sebagai saklar otomatis apabila pintu panel dibuka maka lampu akan nyala untuk penerangan (seperti pada kulkas). c. Pada hoist sebagai sebagai pembatas pengangkatan pengangkatan barang. barang. d. Pada tutup/cov tutup/cover er mesin sebaga sebagaii safety apabila apabila cover cover dibuka dibuka maka mesin mesin akan mati. e. Pada sistem sistem transfer seperti pada trolly dan conveyor sebagai pembatas maju dan mundurnya (forward reverse). f. Pada sistem sistem kontrol kontrol mesin sebaga sebagaii sensor untuk untuk mengetahu mengetahuii posisi up/down. B. PIR (Passive Infra Red) Sensor gerak PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang berfungsi untuk pendeteksi gerakan yang bekerja dengan cara mendeteksi adanya perbedaan/perubahan suhu sekarang dan sebelumnya. Sensor gerak menggunakan menggunakan modul pir sangat simpel dan mudah diaplikasikan karena Modul PIR hanya membutuhkan tegangan input DC 5V cukup efektif untuk mendeteksi
4
gerakan hingga jarak 5 meter. Ketika tidak mendeteksi gerakan, keluaran modul adalah LOW. Dan ketika mendeteksi adanya gerakan, maka keluaran akan berubah menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah ±0,5 detik. Sensitifitas Modul PIR yang mampu mendeteksi adanya gerakan pada jarak 5 meter memungkinkan kita membuat suatu alat pendeteksi gerak dengan keberhasilan keberhasilan lebih l ebih besar.
Sensor PIR
Dengan output yang hanya memberikan 2 logika High dan Low ini kita dapat membuat aplikasi sensor gerak yang berfariatif. Misal kita ingin langsung aplikasikan pada alarm, kita tinggal membuat rangkaian driver untuk mengaktifkan alarm alarm tersebut. Atau Atau misal ingin digunakan digunakan untuk mengaktifkan mengaktifkan lampu, maka tinggal di buat driver untuk memberikan sumber tegangan ke lampu. Modul sensor gerak PIR memiliki output yang langsung bbisa di hubungkan dengan komponen digital TTL atau CMOS dan juga dapat lansung dihubungkan ke mikrokontroler. Efektifitas pendeteksian gerakan menggunakan sensor gerak ini dipengaruhi oleh faktor penempatan sensor gerak PIR tersebut. Posisi sensor gerak harus diletakan pada lokasi yang dapat membaca semua gerakan yang ada dalam ruangan atau daerah yang dimonitor oleh sensor gerak PIR. •
Bagian-bagian PIR :
Bagian-bagian sensor PIR PI R (Passive Infra Red)
5
Bagian-bagian sensor PIR PI R (Passive Infra Red) •
Rangkaian PIR :
Rangkaian sensor PIR (Passive Infra Red) •
Cara Kerja Sensor PIR
Blok diagram sensor PIR (Passive Infra Red)
PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan
6
yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia. Di dalam sensor PIR ini terdapat bagian-bagian yang mempunyai perannya masing-masing, masing-masing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Filt er, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator. Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium li tium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan menghasilkan arus arus listrik? Karena pancaran pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell. Mengapa sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja? Hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Jadi, ketika seseorang berjalan melewati sensor, sensor akan menangkap pancaran sinar inframerah pasif yang dipancarkan oleh tubuh manusia yang memiliki suhu yang berbeda dari lingkungan sehingga menyebabkan material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh sinar inframerah pasif tersebut. Kemudian sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus tersebut yang kemudian dibandingkan oleh comparator sehingga menghasilkan menghasilkan output. Ketika manusia berada di depan sensor PIR dengan kondisi diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan dapat digambarkan hampir sama pada kondisi lingkungan disekitarnya. Ketika manusia itu melakukan gerakan, maka tubuh manusia itu akan menghasilkam pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas berbeda yang menyebabkan sensor merespon dengan
7
cara menghasilkan arus pada material Pyroelectricny P yroelectricnyaa dengan besaran yang berbeda beda. Karena besaran yang berbeda inilah comparator menghasilkan menghasilkan output. Jadi sensor PIR tidak akan menghasilkan output apabila sensor ini dihadapkan dihadapkan dengan benda panas panas yang tidak memiliki memiliki panjang gelombang gelombang inframerah antar 8 sampai 14 mikrometer dan benda yang diam seperti sinar lampu yang sangat terang yang mampu menghasilkan panas, pantulan objek benda dari cermin dan suhu panas ketika musim panas. Aplikasi Aplikasi sensor sensor ini banyak banyak di gunakan gunakan untuk untuk Security Security System, System, Lighting Control System dan Pintu Otomatis. •
Range Coverage Sensor PIR
Jangkauan sensor PIR (Passive (Pass ive Infra Red)
C. Load Cell Load Cell merupakan peralatan elektro-mekanik yang bisa disebut Transduser, dengan kemampuannya merubah gaya mekanik menjadi signal elektrik. Load cell memiliki bermacam-macam karakteristik yang bisa diukur, tergantng pada jenis logam yang dipakai, bentuk load Cell, dan ketahanan dari lingkungan sekitar. Load Cell adalah salah satu Sensor yang banyak digunakan di timbangan-timbangan timbangan-timbangan elektronika untuk mengukur berat suatu benda. Load Cell mengubah suatu gaya tekanan, menjadi besaran listrik.
Load Cell Sensor
8
Load Cell juga dapat digunakan untuk mendeteksi mendeteksi adanya adanya gerak-gerak pada suatu suatu objek yang hendak diotomatiskan. diotomatiskan. Contohnya Contohnya mungkin di industri beras. Misal kita ingin mengarungkan beras dengan besar 50kg perkarung, nah disini kita bisa memakai memakai Load Cell untuk mendeteksi bila 50 kg itu sudah sudah tercapai. Load Load Cell akan mengirim sinyal sinyal ke indikator indikator bahwa karung karung tersebut sudah mencapai batasnya. •
Prinsip Kerja Load Cell Cara kerja mirip dengan sensor tekanan yaitu mengubah gaya menjadi perpindahan. perpindahan. Menggunakan rangkaian jembatan untuk pembacaan, pembacaan, kalibrasi dan kompensasi temperatur. Alternatif lain menggunakan kristal piezoelektrik untuk mengukur perubahan gaya.
•
Aplikasi Load Cell Aplikasi sensor loadcell pada timbangan paket pos digital, aplikasi untuk Timbangan, Weigher, Weighing, Weighing System, Scale, dan Weigh.
D. LVDT LVDT atau (Linear Variable Differential Transformer) merupakan salah satu contoh sensor posisi, yang bekerja berdasarkan pada ada tidaknya medan magnet yang terjadi. LVDT pertama kali di kemukakan oleh G.B.hoadley. pertama kali digunakan untuk kepentingan militer. Pada tahun 1950an pengetahuan akan LVDT ini terus berkembang, hingga dapat digunakan dalam kepentingan industri.
LVDT
9
•
Prinsip Kerja Arus bolak-balik AC mengalir melalui kumparan (coil) primer, sebagai akibat dari adanya tegangan eksitasi Eeks. Arus terinduksi melalui pasangan pasangan kumparan sekunder. Frekuensi arus AC yang terinduksi ini sama dengan frekuensi eksitasi. eksitasi. Namun, Namun, amplitudo arus yang terinduksi pada pada setiap kumparan sekunder tergantung dari posisi/lokasi batang i nti (magnet) yang dapat berpindah/bergerak. Perubahan amplitudo akibat pergeseran batang inti ini kemudian di proses untuk melakukan indikasi terhadap peubahan posisi. Sehingga dengan dengan memanfaatkan konsep konsep ini, LVDT dapat dapat dibuat sebagai sensor.
Konsep sensor gerak LVDT
Inti berada di tengah-tengah maka :
10
Flux S1 = S2 Tegangan induksi E1 = E2 Enetto = 0 Inti bergerak ke arah S1 maka : Flux S1 > S2 tegangan tegangan induks induksii E1 > E2, Enet Enetto to = E1 E1 - E2 Inti bergerak ke arah S2 maka : Flux S1 < S2 Tegangan induksi E1 < E2 Enetto = E2 – E2 – E1 E1
Rangkaian uji elektronik LVDT •
Komponen dalam LVDT a. Kumparan Salah satu komponen penyusun LVDT merupakan kumparan. terdapat 3 kumparan dalam LVDT,yaitu 1 kumparan primer dan 2 kumparan sekunder. kenapa digunakan 2 buah kumparan sekunder adalah agar perbedaan besar induksi yang diterima kedua kumparan sekunder dapat digunakan untuk menentukan seberapa besar perubahan posisi batang inti (magnet). b. CORE (batang inti magnet)
11
Material core atau batang inti ini biasanya berbentuk silinder atau turbular dengan komponen penyusun berupa nickel-iron alloy permalloy. dalam proses produksinya, setelah bentuk dan ukuran dari batang inti ini di atur proses akan memasuki tahap tahap annealing (atau penguatan dengan dengan proses memanasi). Selama proses annealing ini biasanya dilakukan reduksi aliran gas untuk mencegah terjadinya oksidasi. gas yang biasanya digunakan dalam proses annealing ini biasanya hydrogen ataupun gas yang mengandung hidrogen. •
Kelemahan dan Kelebihan LVDT a. Kelebihan (1). Padat Padat dan kuat, kuat, sehingga sehingga dapat dapat digunak digunakan an pada pada peralatan peralatan yang yang berat. (2). System System operasi operasi tanpa gesek gesekan an antara antara aramature aramature dan transf transformer ormer sehingga cocok untuk pengujian pengujian material. material. (3). Sensitif, Sensitif, sehingga sehingga dapat dapat mendetek mendeteksi si sedikit sedikit saja perubaha perubahan. n. (4). Mampu menangan menanganai ai input input yang yang berleb berlebih ih (5). Dapat Dapat digunaka digunakan n pada lingkungan lingkungan yang yang bervar bervariasi. iasi. (6). (6). Outp Output ut mutl mutlak ak b. Kekurangan (1). LVDT baru baru bekerj bekerjaa jika ada ada kontak kontak antara antara armatu armature re dan transformer. (2). Pengukura Pengukuran n dinamis dinamis dibatasi dibatasi tidak tidak lebih dari dari 1/10 dari dari LVDT resonansi frekuensi. Di beberapa kasus, hasilnya lebih dari 2 kHz.
•
Aplikasi LVDT 1. Sensor Sensor pepindah pepindahan an : extensome extensometers, ters, temperatur temperaturee transduc transducers, ers, butterfly butterfly valve control, servo valve displacement displacement sensing
Konsep aplikasi sensor LVDT
2. Penyi Penyimpa mpanga ngan n cahaya cahaya,, tali atau atau bunyi bunyi : load load cells, cells, force force transd transduce ucers, rs, pressure transducers 3. Variasi Variasi ketebala ketebalan n pada work piece piecess : dimensi dimensi gages, gages, keteba ketebalan lan dan dan profil profil
12
yang terukur, pemilihan ukuran dari produk. 4. Le Level fluida : Leve evel flu fluida ida dan dan pen penguk gukura uran alira lira fluida, sensor diletakkan pada silinder hidrolik. 5. Kece Kecepa pata tan n da d an percepatan : Automatisasi pada keadaan yang tak menentu. E. Capasitive Displacement Sensor Sensor ini b nyak dimanfaat dimanfaatkan kan pada TSI tersebut tersebut sebag sebag i sensor sensor vibras vibrasi, i, senso sensorr eccen eccentric tricit it dan dan diff differ eren ensi sial al expa expans nsio ion. n. Beri Beriku kutt pen penam amp pakan dari sensor ini.
Capasitive Displacement Sensor
Jenis-jenis Capasitive Capasitive Displacement Displacement Sensor •
Prinsip Kerja Prinsip kerj kerjaa dari dari sens sensor or ini ini ada adala lah h men mengk gkal alku kula lasi si GAP/ jarak antara ujung sensor dengan obyek yang disensor menjadi nilai kapasitansi (C). Konstanta S disi disini ni dapa dapatt dija dijaba bark rkan an menj menjad adii kA (S=k (S=k.. ), dimana k = konstanta dielektr ektrik ik yan yang g meng mengis isii spac spacee koso kosong ng / clea cleara ran n ce antara sensor dengan cond ctor pada hal ini ini ad adalah udara dan A a alah luas area/ penampang s nsor nsor.. Ole Oleh h kar karen enaa out outpu putt dar darii sen senso sorr ini ini be upa kapasitansi, kapasitansi, maka diperlukan tranduser untuk mengkonversi nya menjadi output
13
tegangan. Output tegangan inilah yang dibaca sebagai sinyal masukan ke DSC (Distributed Control System).
Prinsip Kerja Kerja Capasitive Capasitive Displacement Displacement Sensor
F. Strain Gauge (SG) Strain gauge gauge adalah adalah komponen komponen elektr elektronika onika yang yang dipakai dipakai untuk untuk mengukur mengukur tekanan tekanan (deformasi (deformasi atau atau strain) strain) pada pada alat ini. ini. Strain gauge gauge mengu mengukur kur gaya gaya luar (tekanan) yang terhubung terhubung dengan kawat. kawat. Strain gauge dapat dapat dijadikan sebagai sensor posisi. SG dalam operasinya memanfaatkan perubahan resistansi sehingganya dapat digunakan untuk mengukur perpindahan yang sangat kecil akibat pembengkokan ( tensile stress) atau peregangan ( tensile strain). Definisi elastisitas (ε) strain gauge adalah perbandingan perubahan panjang (Δ L) terhadap panjang semula ( L) yaitu:
R) atau perbandingan perubahan resistansi (Δ ( Δ R) terhadap terhadap resistansi resistansi semula semula ( R sama dengan faktor gage ( G f ) dikali elastisitas starin gage ( ε) :
Secara Secara konstruksi konstruksi Strain Strain Gauge terbuat terbuat dari bahan bahan metal tipis (foil) (foil) yang diletakkan diatas kertas. Untuk proses pendeteksian Strain Gauge ditempelkan dengan benda uji dengan dengan dua cara yaitu: 1. Arah perap perapatan/ atan/pere pereganga gangan n dibuat dibuat sepanjan sepanjang g mungkin mungkin (axial) (axial) 2. Arah tegak tegak lurus perapatan perapatan/pere /peregang gangan an dibuat dibuat sependek sependek mungkin mungkin (lateral) (lateral)
14
Bentuk phisik strain gauge
Faktor gauge ( G f ) merupakan tingkat elastisitas bahan metal metal dari SG. (a). (a). metal metal inc incomp ompres ressib sible le Gf Gf = 2 (b). (b). piezor piezoresi esisti stiff Gf =30 (c). piezoresis piezoresistif tif sensor sensor digunak digunakan an pada pada IC sensor sensor tekanan tekanan Untuk melakukan sensor pada benda uji maka rangkaian dan penempatan SG adalah: (a). (a). Disus Disusun un dalam dalam rangk rangkaia aian n jembata jembatan n (b). Dua strain strain gauge diguna digunakan kan berdekata berdekatan, n, satu untuk untuk peregang peregangan/p an/perapa erapatan, tan, satu untuk kompensasi temperatur pada pada posisi yang yang tidak terpengaruh terpengaruh peregangan/ peregangan/ perapatan (c). Respons Respons freku frekuensi ensi ditentukan ditentukan masa tempat tempat strain strain gauge gauge ditempatk ditempatkan an
15
Pemasangan Pemasangan strain gauge : (a) rangkaian jembatan jembatan (b) gage1 dan gage 2 posisi 90 (c) gage 1 dan gage 2 posisi sejajar
G. Sensor Induktif Sensor Sensor induktif induktif memanfaatk memanfaatkan an perubahan perubahan induktan induktansi si sebagai sebagai akibat akibat pergerakan inti feromagnetik feromagnetik dalam koil yang diakibatkan oleh bahan feromagnetik yang mendekat.
(a) Inti bergeser datar (b) Inti I bergser berputar, (c) Rangkaian variable induktansi
Rangkaian pembaca perubahan induktansi : (a). Dua induktor induktor disusun disusun dalam dalam rangkai rangkaian an jembatan, jembatan, satu satu sebagai sebagai dummy (b). Tegangan Tegangan bias jembatan jembatan berupa berupa sinyal sinyal ac (c). (c). Peruba Perubahan han induk induktas tasii dikonv dikonvers ersika ikan n secara secara linier linier menja menjadi di peruba perubaha han n tegangan
KL = sensistivitas induktansi terhadap posisi (d). Output tegangan ac diubah menjadi dc atau atau dibaca menggunakan menggunakan detektor detektor fasa
16
BAB III PENUTUP
Berdasar Berdasarkan kan pembahasa pembahasan n yang yang telah telah diuraikan diuraikan,, maka maka dapat dapat disimpulka disimpulkan n sebagai berikut : 1. Sensor Sensor yang digunak digunakan an untuk menguk mengukur ur gerak gerak mekanis ada ada beberapa beberapa macam macam jenisnya, yaitu yaitu : a. Limit imit Switc itch b. PIR c. Load Cell d. LVDT e. Capas Capasitiv itivee Disp Displac lacem ement ent Sensor Sensor f. Stra Strain in Gau Gauge (SG) (SG) g. Indu Indukt ktif if Sens Sensor or..
17
DAFTAR PUSTAKA
http://beritafajar.blogspot.com/2011/04/cara-kerja-passive-infrared-motion http://beritafajar.blogspot.com/2011/04/ca ra-kerja-passive-infrared-motion.html .html http://billharison.tumblr.com/post/67656080 http://billharison.tumblr.c om/post/67656080718/lvdt-linear-variable-differentia 718/lvdt-linear-variable-differential-tr l-tr ansformer http://do-stupid-things.blogspot.com/2010 http://do-stupid-things.blo gspot.com/2010/05/apa-itu-sensor-po /05/apa-itu-sensor-posisi-lvdt-linear.ht sisi-lvdt-linear.ht ml http://e-belajarelektronika.com/sensor-gera http://e-belajarelektron ika.com/sensor-gerak-pir-passive-infra-red/ k-pir-passive-infra-red/ http://lembagasensormekatronika http://lembagasen sormekatronika.blogspot.com/p/se .blogspot.com/p/sekilas-sensor.html kilas-sensor.html http://mas-ntus.blogspot.com/2013/08/disp http://mas-ntus.blogspot. com/2013/08/displacement-capa lacement-capasitive-sensor.html sitive-sensor.html http://nonoharyono.blogspot.com/2009/12/limit-switch.html http://rinalakbar.blogspot.com/2013/03/ma http://rinalakbar.blogs pot.com/2013/03/macam-macam-sens cam-macam-sensor-sensor-gerak.html or-sensor-gerak.html http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/20 http://trikueni-desain-siste m.blogspot.com/2014/04/Limit-Switch.html 14/04/Limit-Switch.html http://www.rajaloadcell.com/article/contoh-sen http://www.rajaloadc ell.com/article/contoh-sensor-dan-prinsip-kerjany sor-dan-prinsip-kerjanya-46 a-46 http://www.rajaloadcell.com/articles/thumbs/17 http://www.rajaloadc ell.com/articles/thumbs/170_170_Crane_S 0_170_Crane_Scale_Load_Ce cale_Load_Cell_S ll_S ensor_Transducer_992.jpg http://yan-eib.blogspot.com/2007/12/passive-infra-red-pir.html https://pccontrol.files.wordpress.com https://pccontrol.files.w ordpress.com/2012/01/pir-motion-sensor-switch. /2012/01/pir-motion-sensor-switch.gif gif
18
