MAKALAH SENSOR DAN TRANDUSER
“Sensor Kecepatan ”
Disusun oleh : M. Shafa Rinardi
11/320401/DPA/04128 11/320401/DPA/04128
Firman Dwijayaa K. 11/320415/DPA/04142 11/320415/DPA/04142 Aditya Herman P.
11/321000//DPA/04166 11/321000//DPA/04166
Kelompok
: 22/B
PROGRAM STUDI D3 ELEKTRONIKA ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2013
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
LATAR BELAKANG
Kehidupan manusia di era maju sekarang ini tidaklah lepas dari perkembangan teknologi yang sangat pesat. Alat kesehatan, alat rumah tangga, alat perkantoran, industri dan sebagainya sekarang sudah menggunakan peralatan elektronik yang canggih dan mudah dioperasikan. Peralatan elektronik yang otomatis sejak kemunculannya dan sampai sekarang masih diandalkan oleh manusia. Peralatan tersebut mampu mengurangi beban kerja manusia dan dapat beroperasi lebih cepat dari kemampuan manusia dan biasanya digunakan pada industri. Peralatan yang otomatis dibutuhkan beberapa perangkat elektronik seperti sensor elektronik, kontroller, dan aktuator yang sistem kerjanya menyerupai indra manusia, otak manusia dan tangan manusia.
1.2.
TUJUAN
Dengan adanya makalah ini dapat menambah wawasan serta mempermudah dalam memahami cara kerja suatu perangkat elektronik yang mendukung dalam otomatisasi alat elektronik yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan di industri.
1.3.
RUANG LINGKUP MATERI
Perangkat elektronik yang akan dibahas ialah sensor elektronik. Sensor elektronik yakni perangkat yang sering digunakan karena mudah dalam penggunaan serta dapat dihubungkan dengan perangkat elektronik yang lain sehingga munculah istilah alat otomatis. Sensor yang akan dibahas yakni sensor untuk mengetahui jarak suatu benda dengan benda yang lain atau dari satu titik ke titik yang lainnya.
BAB II DASAR TEORI Sensor berasal dari dua kata bahasa inggris yaitu Sense dan –or . Menurut KBBI kata Sense memiliki arti pengertian, guna, perasaan, pendirian dan indera sedangkan –or yakni kata imbuhan ‘yang melakukan’. Jadi sensor ialah alat yang dapat merasakan rangsangan dan perubahan fisik dari lingkungan dan atau suatu benda tertentu yang diubah menjadi besaran-besaran yang lain sehingga dapat diukur dan direkam. Sensor pada umumnya mengubah rangsangan-rangsangan menjadi besaran tegangan (analog) yang dapat diukur dengan voltmeter dan besaran digital yang dapat direkam dan diolah. Sensor juga sebagai tranduser yakni selain merasakan rangsangan namun sekaligus merubah rangsangan menjadi besaran listrik yaitu tegangan, arus dan tahanan. Fungsi diatas kemudian disebut sebagai tranduser input sedangkan untuk tranduser ouput yakni komponen yang mengubah tarnduser input tersebut menjadi besaran lain atau alat penunjuk lain. Sensor diklasifikan berdasarkan hubungannya dengan tranduser yakni sensor langsung dan sensor kompleks. Sensor langsung yang dimaksud ialah pada saat sensor merasakan rangsangan dari lingkungan atau benda maka langsung ditunjukkan dengan besaran pengukuran, sedangkan sensor kompleks yakni ketika sensor merasakan rangsangan dari lingkungan atau benda tidak dapat ditunjukkan secara langsung namun harus melalui proses pengolahan dari tegangan analog menjadi sinyal digital. Berdasarkan kegunaannya sensor dibagi menjadi tiga yaitu, thermal sensor yang bekerja mendeteksi panas dan perubahannya dan digunakan sebagai acuan pengukuran suhu, mechanic sensor yang bekerja mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti getaran, perpindahan atau pergeseran posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan dan aliran, lalu optic sensor yang bekerja mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruangan.
Rangsangan yang diterima oleh sensor yaitu rangsangan listrik seperti arus, tegangan dan konduktivitas, rangsangan magnet seperti medan magnet, garis magnet dan permebalitas, rangsangan optik yaitu gelombang cahaya, kecepatan gelombang cahaya, indeks refraksi, emisi, refleksi dan absorption, rangsangan mekanis yaitu posisi, percepatan, gaya, tekanan, massa, kerapatan, torsi, kecepatan alir, kelembaman, getas, viskositas, dan struktur, rangsangan radiasi yaitu tipe, energi dan intensitas, rangsangan panas yaitu suhu, flux, pemansan, konduktivitas thermal.
BAB III Sensor Pengukur Jarak Sensor jarak adalah sebuah sensor mampu mendeteksi keberadaan suatu benda tanpa adanya kontak fisik. Sensor jarak memancarkan gelombang suara atau berkas radiasi elektromagnetik (inframerah), dan mencari perubahan dalam bidang atau sinyal kembali. Sensor jarak menggunakan satuan jarak sebagai hasil dari pengukuran terhadapa jarak. Berikut beberapa sensor yang dapat digunakan sebagai pengukur jarak secara otomatis. 3.1.
SENSOR JARAK ULTRASONIK
Sensor ini memanfaatkan gelombang suara ultrasonik yang dipancarkan kemudian menerima gelombang suara kembali yang dipantulkan oleh suatu benda atau penghalang didepannya. Rumus penghitungan jarak oleh sensor ini adalah sebagai berikut.
Lama waktu tempuh gelombang suara yang dikirim kemudian diterima kembali ialah lama waktu tempuh gelombang suara dari pengirim menuju ke benda atau penghalang ditambah lama waktu tempuh gelombang suara pantul dari benda atau penghalang menuju penerima.
Kecepatan yang digunakan ialah kecepatan rambat gelombang suara diudara dan digunakans ebagai acuan penghitungan
Nilai jarak yang didapatkan ialah hasil dari perkalian antara kecepatan rambat suara dengan lama waktu tempuh gelombang suara yang dipantulkan oleh benda. Salah satu sensor jarak ultrasonik yang diproduksi oleh pabrik dan telah dikemas dengan baik serta mudah dalam penggunaanya yaitu sensor jarak
ultrasonik
SRF–04.
Sensor
jarak
tersebut
bekerja
dengan
memantulkan gelombang suara ultrasonik dengan frekuensi 40 KHz yang dipancarkan menuju benda atau penghalang yang ada didepannya.
Sensor jarak SRF – 04 memiliki nilai pembacaan jarak yang di intepretasikan menjadi sinyal PWM agar dapat dianalisa oleh ic mikrokontroller pada umumnya melalui kaki ADC. Sinyal PWM yang dihasilkan oleh sensor ini memilki tegangan puncak atas sebesar 5 volt dan tegangan puncak
bawah sebesar 0 volt dengan panjang lebar pulsa
tertentu. Panjang lebar pulsa ini akan berubah seiring berubahnya posisi benda atau penghalang yang ditempatkan didepan sensor. Berikut wujud dari sensor SRF-04.
Penggunaan sensor ini ditujukan untuk dapat digunakan dan diolah oleh IC mikrokontroller. Kaki-kaki sensor terdiri dari suplai tegangan 5 volt, ground, Trigger (input) dan Echo (output). Prnggunaan sensor ini mula-mula memberikan sinyal trigger selama 10 us kemudian program akan melakukan perulangan hingga echo bernilai 1 kemudian lebar pulsa echo akan direkam sampai nilai keluaran echo bernilai 0. Pulsa yang
berhasil direkam jika dilakukan operasi perhitungan dengan membagi dengan 58 maka akan dihasilkan satuan centimeter sedangkan mmbagi dengan 148 maka akan didapatkan satuan inchi. Sensor ini dapat mengukur jarak maksimal 3 meter dan jarak minimal 2 cm. Berikut diagram waktu sensor SRF-04.
3.2.
SENSOR JARAK INFRAMERAH
Sensor jarak ini memanfaatkan sinar pantul yang dipancarkan oleh dioda LED Infra Red yang dimodulasikan kemudian diterima oleh sensor kemudian dilakukan pengolahan sinyal. Salah satu jenis sensor jarak infra merah yang banyak dikenal dan digunakan yaitu sensor SHARP GP2D12. Sensor ini memiliki sumber cahaya infra merah yang dipancarkan kemudian sensor perekam yang telah dikembangkan oleh perusahaan SHARP akan merekam sinar pantul yang berasal
dari
benda
atau
penghalang
didepannya
kemudian
hasil
pengukurannya berupa nilai tegangan. Berikut wujud dari sensor tersebut
Sensor ini bekerja dengan mengirim pancaran sinar infra merah yang telah dimodulasikan kemudian sinar akan dipantulkan oleh benda
atau penghalang kemudian sinar datang akan direkam oleh sensor. Sinar infta merah yang dimodulasikan dengan frekuensi tertentu akan mempengaruhi waktu pancar sinar dari pemancar ke penerima dengan kecepatan cahaya. Hasil penerimaan akan mempengaruhi perubahan tegangan keluaran dengan resolusi pengukuran efektif dari 10 cm hingga 80 cm. Pada jarak minimum yaitu 10 cm tegangan keluaran sebesar 2,6 volt dan pada jarak makimum yaitu 80 cm tegangan keluarannya sebesar 0,4 volt. Cara penggunaan sensor ini dengan IC mikrokontroller ialah dengan menghubungkan kaki tegangan keluaran pada kaki ADC pada mikrokontroller. Penghitungan ADC tegangan keluaran dari sensor pada mikrokontroller ialah menggunakan rumus perhitungan sebagai berikut.
BAB IV KESIMPULAN Keunggulan dari sensor jarak ultrasonik yang telah dipaparkan memiliki spesifikasi pengukuran yang jauh lebih baik daripada sensor jarak infra merah. Disisi lain keunggulan sensor jarak inframerah dapat melakukan pengukuran jarak berdasarkan bidang pantul dengan permukaan bermacam-macam kareana tidak seperti sensor ultrasonik yang akan mengalami kesalahan pengukuran ketika bidang pantul memiliki wujud fisik yang lembam dan dapat meredam gelombang suara.
