My Scratches: Maret 2015

Sensor adalah device atau komponen elektronika yang digunakan untuk merubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa di analisa dengan menggunakan rangkaian listrik.

Jenis sensor secara garis besar bias dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

1. Sensor Fisika

2. Sensor Kimia

A. SENSOR FISIKA

Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum-hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika yaitu:

– Sensor cahaya

– Sensor suara

– Sensor suhu

– Sensor gaya

– Sensor percepatan

1. Sensor cahaya

Sensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran cahaya menjadi

besaran listrik . Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energi dari foton

menjadi Elektron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan satu elektron. Sensor

cahaya sangat luas penggunaannya, salah satu yang paling terkenal adalah LDR

(Light dependent resistor) .

Komponen yang termasuk dalam Sensor cahaya yaitu :

LDR ( Light Dependent Resistor ) adalah sebuah resistor dimana nilai resistansinya akan berubah jika dikenai cahaya. Prinsip kerja dari LDR ini adalah Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan. LDR digunakan untuk mengubah energy cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunkan LDR. Akan tetapi karena responsnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dimana intesitas cahaya berubah secara drastis.

Fotovoltaic atau sel solar Adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel solar silicon yang modern pada dasarnya adalah sambungan PN dengan lapisan P yang transparan. Jika ada cahaya pada lapisan transparan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, jadi menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5 volt per sel pada sinar matahari penuh.

Fotokonduktif adalah Energi yang jatuh pada sel fotokonduktif akan menyebabkan perubahan tahanan sel. Apabila permukaan alat ini gelap maka tahanan alat menjadi tinggi. Ketika menyala dengan terang tahanan turun pada tingkat harga yang rendah.

Photo Doida adalah sebuah dioda yang apabila dikenai cahaya akan memancarkan electron sehingga akan mengalirkan arus listrik.

Phototransistor adalah sebuah transistor yang apabila dikenai cahaya akan mengalirkan electron sehingga akan terjadi penguatan arus seperti pada sebuah transistor.

Optocoupler adalah sebuah kompone kopling berbasis optik.

2. Sensor Suara

Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu merubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energy listrik. Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya. Prinsip kerja sensor suara yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaan nya.Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu:

Microphone : Micropone adalah komponen elektronika dimana cara kerjanya yaitu membrane yang digetarkn oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.

3. Sensor Suhu

Sensor suhu adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suhu menjadi besaran listrik dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam sensor suhu yaitu:

NTC dalah komponen elektronika dimana jika dikenai panas maka tahanannya akan naik.
PTC adalah komponen elektronika dimana jika terkena panas maka tahannanya akan semakin turun.

Ada 4 jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan :

a) Thermocouple

Thermocouple pada pokoknya terdiri dari sepasang penghantar yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi membentuk “hot” atau sambungan pengukuran yang ada ujung-ujung bebasnya untuk hubungan dengan sambungan referensi. Perbedaan suhu antara sambungan pengukuranmdengan sambungan referensi harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai thermocouple.

b) Detektor Suhu Tahanan

Konsep utama dari yang mendasari pengukuran suhu dengan detektor suhu

tahanan (resistant temperature detector = RTD) adalah tahanan listrik dari logam

yang bervariasi sebanding dengan suhu. Kesebandingan variasi ini adalah presisi dan dapat diulang lagi sehingga memungkinkan pengukuran suhu yang konsisten melalui pendeteksian tahanan. Bahan yang sering digunakan RTD adalah platina karena kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas

c) Thermistor

Adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif. Karena suhu meningkat, tahanan menurun dan sebaliknya. Thermistor sangat peka (perubahan tahanan sebesar 5 % per ³C) oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil di dalam suhu.

d) Sensor Suhu Rangkaian Terpadu (IC)

Sensor suhu dengan IC ini menggunakan chip silikon untuk elemen yang merasakan (sensor). Memiliki konfigurasi output tegangan dan arus. Meskipun terbatas dalam rentang suhu (dibawah 200 ³C), tetapi menghasilkan output yang sangat linear di atas rentang kerja.

B. SENSOR KIMIA

Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu :

– Sensor PH

– Sensor Gas

– Sensor oksigen

1. Sensor gas

Sensor Gas merupakan sebuah alat untuk membaca keberadaan bermacam jenis gas dalam suatu tempat, biasanya sensor ini di gunakan dalam sebuah sistem keselamatan. Jenis alat sensor ini di gunakan untuk membaca kebocoran gas dan menghubungkan kepada sebuah sistem pengaturan untuk menutup segala proses yang menyebabkan atau mengalami kebocoran gas tersebut. Sensor gas juga dapat membunyikan alarm agar di ketahui oleh pangawas yang berada di sekitar kebocoran gas tersebut terjadi agar para pekerja yang berada di area tersebut dapat segera mengadakan evakuasi sehingga mencegah sesuatu hal yang lebih buruk.

Sensor gas dapat di golongkan dari cara pengerjaannya (semikonduktor, oksidasi, katalis, infrared, dan lain sebagainya). Ada dua jenis sensor gas, yaitu sensor gas portable dan sensor gas yang terpasang. Jenis sensor yang pertama merupakan alat sensor yang dapat di gunakan selagi berkeliling, yang biasanya di pasang di saku, sabuk atau topi pegawai. Jenis sensor ke dua yaitu alat sensor yang telah terpasang, biasanya alat sensor ini di pasang di dekat ruang control, dan biasanya dapat membaca lebih dari satu jenis gas yang berbahaya.

2. Sensor Oksigen

Sensor oksigen (atau sensor lambda) adalah perangkat elektronik yang mengukur proporsi oksigen (O2) dalam gas atau cairan yang dianalisis

Aplikasi yang paling umum adalah untuk mengukur konsentrasi gas buang oksigen untuk mesin pembakaran internal dalam mobil dan kendaraan lainnya. Divers juga menggunakan sebuah perangkat yang mirip untuk mengukur tekanan parsial oksigen dalam gas pernapasan mereka,

Para ilmuwan menggunakan sensor oksigen untuk mengukur respirasi atau produksi oksigen dan menggunakan pendekatan yang berbeda. Sensor oksigen yang digunakan dalam analisis oksigen yang menemukan banyak digunakan dalam aplikasi medis seperti monitor anestesi, respirator dan konsentrator oksigen .

Sensor oksigen juga digunakan dalam sistem pencegahan kebakaran udara hipoksia untuk memantau terus menerus konsentrasi oksigen dalam volume yang dilindung

Sumber :

1. Macam-Macam Sensor | Digitallaboratory's Blog https://digitallaboratory.wordpress.com/2010/01/21/macam-macam-sensor/

2. Sensor | TEKNIK ELEKTRONIKA

https://goodarif.wordpress.com/elektronika-dasar/sensor/

3. Sensor Gas - Komponen Elektronika

http://komponenelektronika.biz/sensor-gas.html

4. Sensor oksigen - Wikipedia bahasa Indonesia

http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor_oksigen

Pengertian Sensor

Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik. Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan dapat langsung dibaca pada keluarannya.

Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik berfungsi mengubah tegangan fisika (misalnya: temperatur, cahaya, gaya, kecepatan putaran) menjadi besaran listrik yang proposional. Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan ini harus memnuhi persyaratan-persyaratan kualitas yakni :

Linieritas : Konversi harus benar-benar proposional, jadi karakteristik konversi harus linier.
Tidak tergantung temperatur : Keluaran inverter tidak boleh tergantung pada temperatur disekelilingnya, kecuali sensor suhu.
Kepekaan : Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-nilai masukan yang ada dapat diperoleh tegangan listrik keluaran yang cukup besar.
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.

Secara umum berdasarkan fungsi dan penggunaannya sensor dapat dikelompokan menjadi 3 bagian yaitu:

a) sensor thermal (panas)

b) sensor mekanis

c) sensor optik (cahaya)

Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas/temperature/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu. Contohnya; bimetal, termistor, termokopel, RTD, photo transistor, photo dioda, photo multiplier, photovoltaik, infrared pyrometer, hygrometer, dsb.

Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level dsb. Contoh; strain gage , linear variable deferential transformer ( LVDT ), proximity , potensiometer, load cell, bourdon tube, dsb.

Sensor optic atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan. Contoh; photo cell, photo transistor, photo diode, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer optic, dsb.

Macam Macam Sensor

Berikut akan dibahas beberapa macam sensor dan prinsip kerjanya :

1. Sensor Proximity

Sensor proximity merupakan sensor atau saklar yang dapat mendeteksi adanya target jenis logam dengan tanpa adanya kontak fisik. Biasanya sensor ini tediri dari alat elektronis solid-state yang terbungkus rapat untuk melindungi dari pengaruh getaran, cairan, kimiawi, dan korosif yang berlebihan. Sensor proximity dapat diaplikasikan pada kondisi penginderaan pada objek yang dianggap terlalu kecil atau lunak untuk menggerakkan suatu mekanis saklar.

Prinsip Kerja Sensor Proximity

Sensor ini bekerja berdasarkan jarak object terhadap sensor, ketika ada object logam yang mendekat kepadanya dengan jarak yang sangat dekat 5 mm misalkan, maka sensor akan bekerja dan menghubungkan kontaknya, kemudian melalui kabel yang tersedia bisa dihubungkan ke perangkat lainnya seperti lampu indikator, relay dll. Pada saat sensor ini sedang bekerja atau mendeteksi adanya logam (besi) maka akan ditandai dengan lampu kecil berwarna merah atau hijau yang ada dibagian atas sensor, sehingga memudahkan kita dalam memonitor kerja sensor atau ketika melakukan preventive maintenace.

2. Sensor LDR ( light dependent resistor )

Sensor LDR adalah sebuah sensor cahaya jenis photoconductive dimana jika cahaya yang masuk kedalam sensor tersebut semakin sedikit, maka resistansinya akan semakin besar demikian juga sebaliknya jika intensitas cahaya yang masuk semakin banyak maka resistansinya (hambatan) akan semakin sedikit, LDR dihitung dalam satuan ohm.

Prinsip Kerja Sensor LDR

Prinsip kerja LDR itu sendiri adalah nilai resistansinya akan bertambah besar apabila tidak terkena cahaya (malam hari) dan akan berkurang resistansinya apabila terkena cahaya (siang hari), LDR ini umumnya digabungkan dengan beberapa transistor untuk membentuk rangkaian lampu otomatis atau rangkaian lainnya. Kelebihannya tak ada kode spesial untuk membaca nilai resistasi pada LDR ini.

3. Sensor Tekanan MPX4100

Sensor tekanan MPX4100 merupakan seri Manifold Absolute Pressure (MAP) yaitu sensor tekanan yang dapat membaca tekanan udara dalam suatu manifold. Pada dasarnya sensor tekanan MPX4100 adalah sebuah sensor tekanan yang sudah dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal dan temperatur kalibrator yang membuat sensor ini stabil terhadap perubahan suhu. Untuk akurasi pengukuran sensor ini menggunakan teknik micro machine, thin film metalization dan proses bipolar semiconductor. Bentuk fisik sensor tekanan MPX4100 cukup kecil seperti terlihat pada gambar berikut.

Prinsip Kerja Sensor Tekanan MPX4100

Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang.

Daya yang diberikan pada kawat menyebabkan kawat bengkok sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah tahanannya, seperti terlihat pada gambar 7. Aplikasi umum pengukuran tekanan balok

4. Sensor Suara (MIC KONDENCER)

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.

Prinsip Kerja Sensor Suara (MIC KONDENSER)

Prinsip kerja ECM adalah getaran suara yang diterima oleh dielectric berupa membran tipis di dalam ECM akan menyebabkan perubahan nilai kapasitasnya.

5. Passive Infared Sensor (PIR)

PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. 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.

Prinsip Kerja Passive Infared Sensor (PIR)

Sensor ini bekerja dengan cara membaca radiasi optik yang dipancarkan suatu benda dan mengubahnya kedalam besaran listrik. Untuk menggunakan komponen ini sebagai sensor gerak, kita perlu menambahkan sebuah amplifier dan sebuah comparator untuk mendukung alat ini bekerja.

6. Sensor Warna TCS230

Sensor warna TCS230 adalah sensor warna yang sering digunakan pada aplikasi mikrokontroler untuk pendeteksian suatu object benda atau warna dari objet yang di monitor. Sensor warna TCS230 juga dapat digunakan sebagi sensor gerak, dimana sensor mendeteksi gerakan suatu object berdasarkan perubahan warna yang diterima oleh sensor.

Pada dasarnya sensor warna TCS230 adalah rangkaian photo dioda yang disusun secara matrik array 8×8 dengan 16 buah konfigurasi photodioda yang berfungsi sebagai filter warna merah, 16 photodiode sebagai filter warna biru dan 16 photo dioda lagi tanpa filter warna. Sensor warna TCS230 merupakan sensor yang dikemas dalam chip DIP 8 pin dengan bagian muka transparan sebagai tempat menerima intensitas cahaya yang berwarna.

Prinsip Kerja Sensor warna TCS230

Cara kerja piranti ini adalah dengan membedakan warna

7. Sensor Kecepatan (RPM)

Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatui generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi.

Prinsip Kerja Sensor Kecepatan (RPM)

suatu poros/object yang berputar pada suatui generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi.

8. Sensor Rotary Encoder

Rotary encoder merupakan sensor digital yang digunakan untuk mendeteksi perpindahan atau pergerakan robot. Seiring dengan perkembangan robot, perkembangan FPGA menunjukkan respon yang positif, sehingga para ilmuwan mulai mencoba mengaplikasikannya ke dalam dunia robot.

Prinsip Kerja Sensor Rotary encoder

Prinsip kerja dari sensor ini adalah sebagai berikut saat rangkaian sumber cahaya diberikan VCC 5 Volt dan menghasilkan cahaya, cahaya masuk pada photodioda tidak terhalangi maka akan menghasilkan tegangan sekitar 5 V dan begitu juga sebaliknya saat terhalangi maka akan menghasilkan tegangan sekitar 0 V. Dimana tegangan menjadi inputan untuk mikrokontroler.

9. Sensor Limit Switch

Limit switch merupakan salah satu jenis saklar yang berfungsi sebagai penyambung dan pemutus arus listrik. Limit switch umumnya digunakan sebagai saklar untuk membatasi gerakan suatu benda. Misalnya pada palang pintu kereta api, pagar, crane, pengangkat barang dan sejenisnya.

Prinsip Kerja Limit Switch

Cara kerja limit switch adalah bekerja berdasarkan tekanan atau sentuhan benda kerja. Misalnya pada saat pintu pagar bergeser, pada saat pagar sudah mencapai titik tertentu atau menyentuh batas yang diinginkan akan menekan pelat pemicu yang menyebabkan kontak limit switch membuka.

10. Load Cell Sensor

Load Cell adalah salah satu Sensor yang banyak digunakan di timbangan-timbangan elektronika untuk mengukur berat suatu benda. Load Cell mengubah suatu gaya tekanan, menjadi besaran listrik. Load Cell juga dapat digunakan untuk mendeteksi adanya gerak-gerak pada suatu objek yang hendak diotomatiskan. Contohnya mungkin diindustri beras. Misal kita ingin mengarungkan beras dengan besar 50kg perkarung, nah disini kita bisa memakai Load Cell untuk mendeteksi bila 50kg itu sudah tercapai. Load Cell akan mengirim sinyal ke indikator bahwa karung tersebut sudah mencapai batasnya.

Prinsip Kerja Load Cell

Cara kerja mirip dengan sensor tekanan yaitu mengubah gaya menjadi perpindahan. Menggunakan rangkaian jembatan untuk pembacaan, kalibrasi dan kompensasi temperatur. Alternatif lain menggunakan kristal piezoelektrik untuk mengukur perubahan gaya.