Makalah Sensor Suara 08.43 No 08.43 No comments
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Di era globalisasi sekarang ini, semakin pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di dunia. Il mu pengetahuan dan teknologi ini dimanfaatkan dan dikembangkan oleh manusia untuk dapat membantu pekerjaan mereka sehingga dapat menyelesaikan pekerjaan dengan lebih mudah dan efesien. Oleh karena itu, setiap manusia terutama mahasiswa dituntut agar mampu beradaptasi dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tersebut. Sebenarnya intansi pendidikan di Indonesia dan negara lainnya telah menerapkan perkembangan iptek tersebut, salah satunya seperti adanya pembelajaran mengenai rangkaian elektronika pada jurusan teknikal diberbagai intansi pendidikan Sensor adalah alat untuk mendeteksi/mengukur mendeteksi/mengukur sesuatu, yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya (etru!ella, "##$%. Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan se&ara elektronik berfungsi mengubah besaran fisik ( misalnya ' temperatur, gaya, ke&epatan putaran% menjadi besaran listrik yang proposional. Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan dapat langsung diba&a pada keluarannya. da berbagai ma&am sensor yang ada dipasaran, namun berhubung aplikasi yang akan diwujudkan pada peran&angan kali ini adalah sistem pendeteksi dan pengaman kebakaran, maka penulis hanya akan membahas sensor suhu dan sensor asap, mengingat aplikasi dan peran&angan yang akan dibahas nanti berhubungan dengan kedua sensor ini. Klasifikasi Sensor )erdapat beberapa tipe sensor yang berdasar pada ' *eperluan ower Suplaynya asif, sensor yang tidak memerlukan power supply pada saat bekerja, outputnya mun&ul akibat adanya rangsangan atau dikatakan sensor pasif apabila energi yang dikeluarkannya diperoleh seluruhnya dari sinyal masukan. +isalnya' )ermo&ouple, pie!oele&tri&, mi&rophone. 2. ktif, sensor yang memerlukan power supply dari luar agar sensor tersebut dapat berfun berfungsi gsi atau atau memili memiliki ki sumber sumber energi energi tambah tambahan an yang yang diguna digunakan kan untuk untuk output output sinyalnya, adapun sinyal input hanya memberikan kontribusi yang ke&il terhadap daya keluaran. 1.
Tujuan $. +engerti tentang ma&amma&am dan fungsi dari sensor dengan baik. ". +engerti +engerti tentang tentang jenis, jenis, fungsi fungsi dan kegunaan kegunaan dari dari sensor sensor suara suara dalam dalam sistem sistem kendali kendali berumpan balik dengan baik
II. DASAR TEORI
Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (lternating Sinusioda -le&tri& urrent%. Sensor suara berkerja berdasarkan besar/ke&ilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan ke&il di balik membran tadi naik turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubanglubang, maka pada saat ia bergerak naikturun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotongpotong. *e&epatan gerak kumparan menentukan kuatlemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya. Sensor suara adalah sensor yang &ara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. *omponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu ele&tri& &ondenser mi&rophone atau mi& kondenser. Intensitas suara adalah ukuran dari 0aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu0 dan unit pengukuran adalah 1/m" robe intensitas suara mikrofon ini diran&ang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. 2al ini di&apai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit' a%, yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik%, tetapi dapat mengukur arah aliran. +ikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.
III. ISI DAN PEMBAHASAN
A. Sensor suara Sensor suara bekerja berdasarkan besar/ke&ilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan ke&il dibalik membran tadi naik dan turun . Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubanglubang, maka pada saat ia bergerak naik turun, ia juga telah membuat gelombang magnet yang mengalir melewatiya terpotongpotong. *e&epatan gerak kumparan menentukan kuatlemahnya gelombang listrik yg dihasilkannya. *omponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu' Microphone +i&ropone adalah komponen elektronika dimana &ara kerjanya yaitu membran yang digetarkn oleh gelobang suara akan menghasilkan sinyal listrik dan lainlain. Ø
3ambar $ (mikrofon% Sebuah sensor untuk mendeteksi suara, se&ara umum, yang disebut mikrofon. +ikrofon dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis dasar termasuk dinamis, elektrostatik, dan pie!oelektrik menurut sistem konversi mereka. +ikrofon dinamis masih memiliki tuntutan besar terutama di dunia musik, sementara mikrofon pie!oelektrik se&ara luas digunakan terutama untuk mikrofon untuk meter rendah tingkat frekuensi suara. +ikrofon dinamis masih memiliki tuntutan besar terutama di dunia musik, sementara mikrofon pie!oelektrik Digunakan se&ara luas terutama untuk mikrofon untuk meter rendah tingkat frekuensi suara. 4ntuk pengukuran, tipe elektrostatik (kondensor% mikrofon yang paling populer karena mereka dapat dirampingkan, memiliki respon frekuensi rata selama rentang frekuensi yang luas, dan menyediakan nyata stabilitas yang tinggi dibandingkan dengan jenis lain mikrofon. +ikrofon kondensor tersedia dalam dua jenis' jenis dan kembali bias tipe ele&tret. erbedaannya adalah apakah tegangan D diterapkan dari luar atau film polimer se&ara permanen terpolarisasi elektrik digunakan di tempat penerapan tegangan Se&ara umum, jenis bias memberikan sensitivitas yang lebih tinggi dan stabilitas. Intensitas suara Mikrofon Intensitas suara adalah ukuran dari 0aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu0 dan unit pengukuran adalah 1/m" robe intensitas suara mikrofon ini diran&ang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. 2al ini di&apai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit' a%, yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu ( satu titik%, tetapi dapat mengukur arah aliran. +ikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara. da dua ma&am mi&rophone' 1. Microphone arang 2. Microphone capasitor *ualitas dari mi&ropone &apasitor lebih baik daripada yang arang. 5ebih sensitive dan tentu menyebabkan harganya lebih mahal. rinsip kerja mi&rophone arang' Ø
Suara-->membran-->serbuk arang--->arang paat +embrane di&atu tegangan positif dan arang di&atu negative. +embrane yang peka terhadap tekanan suara menekan serbuk arang sehingga kepadatan arang berubah. erubahan kepadatan inilah yang mempengaruhi besarnya impedansi, atau dalam hal ini resistansi dari arang, sehingga mempengaruhi besarnya arus (v6i(t%.r(t%%. rinsip kerja mi&rophone &apasitor
Suara-->membran-->celah uara-->bahan kapasitor!pelat inuctor" +embrane yang dipengaruhi tekanan suara terhadap waktu mempengaruhi lebarnya &elah antara membrane dengan bahan kapsitor. Sehingga besanya impedansi, dalam hal ini kapasitansi, berubah karena lebar &elah yang berubah terhadap waktu. 2al ini pula yang mempengaruhi besarnya arus. B. #embuatan Sensor Suara $. *omponenkomponen sensor suara *omponenkomponen yang di gunakan dalam pembuatan sensor suara ini dapat kita paparkan seperti dibawah ini, komponennya sangat mudah untuk didapatkan dan dana yang digunakan tidaklah terlalu mahal, adapun daftar komponennya adalah sebagai berikut ' 7-SIS)O7 ' adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya, berdasarkan hukum Ohm $k8 ' " biji 9: k 8 ' $ biji $## 8 ' $ biji $#$k 8 ' $ biji Ø O;D-;S)O7 <,< u= / ># v ' " biji $## u= / $9 ' $ biji $# u= / $9 v ' " biji $## n= ' $ biji n "," = ' $ biji Ø
)7I+O)' adalah resistor yang nilai resistansinya dapat diubahubah dengan &ara memutar porosnya dengan menggunakan obeng. 4ntuk mengetahui nilai hambatan dari suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang ter&antum pada badan trimpot tersebut. ?@ Ω ' < biji Ø Dioda ' Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan pada satu arah saja. Aahan pokok untuk pembuatan dioda adalah 3ermanium (3e% dan Silikon/Silsilum (Si%. I; ?$?: ' " biji Ø I (I;)-37)-D I74I)% atau I (SI7*4I) )-7D4% ' $ biji Ø ondensator +i& ' $ biji Ø 5-D 5-D merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi &ahaya. 5-D merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan ; juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi &ahaya. 5-D dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan &ahaya. 4ntuk mendapatkan emisi &ahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arseni& dan phosporus. Benis doping yang berbeda menghasilkan warna &ahaya yang berbeda pula. Ø )imah Ø A +atriks Ø otensio +eter $## k 8 Ø ondensator +i& $ buah Ø
Ø Ø
Solder *abel se&ukupnya
".ara *erja Sensor Suara Sensor suara adalah sensor yang &ara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi $ atau #. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan seharihari, ontoh engaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh mi&rofon akan di transfer ke pre amp mi&, fungsi pre amp mi& ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen. Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mi&, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa diba&a oleh mikrokontroler. Bika sinyal tersebut diterima oleh mikro kontroler maka akan diolah sesuai dengan program yang dibuat, apakah robot akan berjalan atau berhenti. Suara yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan disimpan oleh m emory. Sebagai &ontoh jika kita bertepuk tangan $ kali maka akan dikenali sebagai kondisi $ atau on sehingga robot dapat berjalan. Bika bertepuk tangan " kali maka robot akan mati atau mendapat sinyal kondisi #. enggunaan sinyal tergantung dari user bagaimana dia menggunakannya. *esensitifan sensor suara dapat diatur, semakin banyak &ondensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Aegitu juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat menjalankan program. <.7angkaian sensor suara
3ambar " (rangkaian sensor suara% $angkaian sensor suara diatas sangat mirip dengan rangkaian sensor sentuh yang saya buat dan tampilkan di blog ini. *eduanya saya gunakan rangkaian monostable I>>> sebagai penentu lamanya rangkaian alarm diaktifkan setelah menerima satu kali pi&u pada bagian input sensor. nda bisa saja tidak menggunakan rangkaian monostable dan langsung menggantinya dengan lampu atau rangkaian alarm. )api ingat bahwa lampu atau rangkaian output lainnya yang anda pasang akan langsung mati pada saat input sensor berubah kembali. tau anda menggunakan rangkaian penahan aktif yang lain seperti rangkaian B* flipflop dan flipflop yang lain. 2al itu tergantung juga pada kondisi yang anda inginkan pada bagian output, apakah rangkaian output akan diaktifkan selama jangka waktu tertentu atau akan diaktfkan selamanya sampai diadakan reset kembali pada rangkaian sensor tersebut. 7angkaian di atas memanfaatkan mikrofon sebagai alat pengubah suara menjadi gelombang listrik. 3elombang listrik yang dihasilkan oleh mikrofon sangat ke&il sekali dan
berbentuk bolak balik atau sinus. 3elombang listrik sinus ini kemudian diloloskan melalui kapasitor < untuk kemudian diperkuat oleh rangkaian penguat darlington yang terdiri dari transistor C$ dan C". *olektor dari transistor C" langsung dikopel dengan input pemi&u rangkaian monostable. 7angkaian monostable tersebut akan menghasilkan output yang positif jika pada bagian triggernya (pin "% berubah dari logika $ ke #. Bika kita amati pada saat rangkaian sensor tanpa sinyal input maka kolektoremitor transistor C" akan seperti saklar terbuka (kondisi &utoff%, dengan kata lain idealnya tegangan pada kolektor akan sebesar tegangan supply. )api karena kolektor tersebut paralele dengan input I >>> maka bisa saya pastikan tegangan pada kolektor akan berkurang pengaruh hubungan parallel keduanya. )etapi dengan demikian tegangan kolektor akan memberikan kondisi tinggi pada input monostable (pin "%. ada saat sin%al suara dari input sensor membuat transistor C" jenuh maka hubungan antara kolektor dan emitor idealnya bagai seutas kawat, sehingga tegangan pada kolektor akan # volt. Dengan begitu rangkaian monostable akan terpi&u dan mengaktifkan rangkaian output (pin <% selama waktu yang ditentukan oleh 7$ dan . Bika anda ingin mengkondiskan lebih lama, anda &ukup memperbesar nilai dari 7$ dan atau $.
IV.
KESIMPULAN
$. Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusiuda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (lternating Sinusioda -le&tri& urret%. Sensor suara bekerja berdasarkan besar/ke&ilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan ke&il dibalik membran tadi naik dan turun. ". Sensor suara tersebut &ara kerjanya yaitu dengan merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi $ atau #, yang mana sinyal tersebut diba&a oleh mikrokontroler. <. Sensor suara bekerja berdasarkan besar/ke&ilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan ke&il dibalik membran tadi naik dan turun . ?. +i&ropone adalah komponen elektronika dimana &ara kerjanya yaitu membran yang digetarkn oleh gelobang suara akan menghasilkan sinyal listrik dan lainlain.
