Takometer

Takometer atau kadang kita sebut RPM adalah sebuah alat untuk mengukur putaran mesin, khususnya jumlah putaran yang dilakukan oleh sebuah poros dalam satu satuan waktu dan sering digunakan pada peralatan kendaraan bermotor. Biasanya memiliki layar yang menunjukkan kecepatan perputaran per menitnya.

Dalam aplikasi kendaraan bermotor, pemasangan takometer dengan tujuan agar pengendara dapat menggunakan mesin secara efisien.

Takometer mekanik diperkirakan pertamakali dibuat oleh insinyur Jerman, Diedrich Uhlhorn pada tahun 1817 untuk mengukur kecepatan putaran crankshaft. Sejak 1840, takometer mulai digunakan sebagai indikator kecepatan pada lokomotif.

Tachometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan putaran pada poros engkel / piringan motor atau mesin lainnya. Ada 3 function yang bisa dipilih pada /switch tachometer/, yaitu rpm (/resolution per minute/) untuk menghitung jarak yang ditempuh.

Prinsip kerja alat ini adalah dari inputan data berupa putaran diubah oleh sensor sebagai suatu nilai frekuensi kemudian frekuensi tersebut dimasukkan ke dalam rangkaian /frekuensi to voltage converter/ (f to V) keluarannya berupa tegangan, digunakan untuk menggerakkan jarum pada tachnometer analog atau dimasukkan (/analog to digital converter) /ADC pada tachometer digital untuk diubah menjadi data digital dan ditampilkan pada display.

Salah satu parameter yang paling sering di monitor pada sebuah mesin adalah RPM (Rotation Per Minute), yaitu jumlah putaran yang terjadi dalam satu menit, misal pada elektro motor, pompa, mixer dll. Ada bermacam cara untuk mengukur kecepatan putar suatu system secara continue, misalnya dengan magnetic pick-up atau tachogenerator dan yang paling sederhana adalah dengan menggunakan proximity switch dan pulsa meter (kurang  dari 600rb).

Pulsa/ Rate Meter terdapat berbagai merk dan type, untuk kali ini mempergunakan MP5-W Serries dari Autonics (kebetulan punya bukunya, dan harga cukup ekonomis J). Unit ini mempunyai banyak fungsi yang salah satunya adalah untuk pengukuran RPM (mode : F1). Mempunyai dua input (IN A dn IN B), banyak pilihan tipe mulai sebagai indicator dan sebagai controller dengan bermacam output. Display terdiri dari 5 digit dan dilengkapi keypad pemrograman. Sedangkan sensor yang dipergunakan adalah sebuah proximity sensor PR30-10DN dengan spesifikasi supply 12 ~ 24 VDC, output NPN, dan jarak sensing 10 mm (pernah di coba sampai 4500 RPM dan stabil).

Pemasangan sensor pada unit display, untuk kabel supply dihubungkan ke terminal  6 dan 7 (perhatikan polaritasnya) sedangkan output sensor di terminal 1 (IN A), sementara IN B di ambangkan saja. Power supply MP5 di terminal 8 dan 9. Jika menggunakan option output sambungkan sesuai dengan type outputnya.

Struktur program MP5 serries mempunyai 4 parameter grup yang terpisah. Paramenter grup 0 sampai parmeter grup 3, tetapi untuk aplikasi tachometer hanya diperlukan beberapa setting parameter. Yang penting diketahui adalah untuk berpindah ke tiap tiap parameter adalah dengan menekan tombol “MD” selama beberapa detik.

Jika MP5 dipergunakan sebagai controller, setting level output berada pada parameter grup 0. Terdapat 4 level output yaitu HH, H, L dan LL namun ini untuk seri controller. Sedangkan pada aplikasi display tidak diperlukan dan langsung ke parameter 1 dengan menekan MD selama 3 detik. Di parameter grup 1 setting node di F1 ( Frequency), In-A (jenis output sensor: NPN ) set ke nPnhF dan Auto.A ( auto zero time ) ke 10.

Kemudian dilanjutkan parameter grup 2 dengan cara menekan MD selama kurang lebih 4 detik. Jika MP5 hanya indicator setting dilakukan pada PSC.AH(nilai mantisa nilai default adalah 6), PSC.AY (eksponen dengan default 10^1) dan dISP.t (siklus display, sebaiknya diisi 1 agar tidak terlihat berkedip). Sedangkan untuk controller diperlukan setting batas atas dan batas bawah. Nilai skala dan mantisa harus dihitung sesuai dengan jumlah pulsa per putarannya.

Macam-macam Tachometer

Tachometer Optik

Tachometer optik adalah sebuah alat untuk mengukur kecepatan sudut putar dengan besaran rpm. Tachometer optik terdiri dari jalur atau garis (stripe) yang terdapat di dalam batang lalu terdapat sebuah atau lebih photosensor yang menghadap pada batang tersebut.

Cara kerjanya setiap batang tersebut berputar maka photosensor akan mendeteksi jumlah stripe yang melewatinya. Kemudian akan menghasilkan output yang akan berbentuk pulsa. Pada gelombang pulsa tersebut periode ≈ kebalikan dari kecepatan angular. Dapat diukur dengan menggunakan rangkaian counter seperti yang digambarkan pada encoder batang optik. Keunggulan tachometer optic ialah memiliki photosensor sehingga dapat mendeteksi setiap garis yang melewatinya, sedangkan kelemahannya tidak dapat merasakan posisi dan jarak, namun dapat diatasi dengan memasang 2 buah photosensor.

Tachometer Rotor Bergigi

Terdiri dari sebuah sensor tetap dan sebuah pemutar gerigi, roda, dan bahan besi. Ada 2 jenis sensor yang digunakan :

·         Variable Reluctance Sensor

·         Hall Effect Sensor. Terdapat magnet yang menggantung sebagai sensornya

Cara kerjanya adalah rotor berputar, kemudian bagian rotor bergigi yang akan diukur. Sensor yang berupa magnet akan mendeteksi setiap gerigi tersebut yang melewatinya. Setiap gerigi melewatinya maka medan magnet akan bertambah dan menginduksi tegangan pada belitan kawat sehingga akan dihasilkan pulsa. Pulsa tersebut akan dikonversi menjadi sebuah gelombang kotak yang bersih dengan rangkaian ambang detector. Keunggulan tachometer gerigi ini ialah Memberikan sebuah pulsa setiap waktu apabila gigi besi melewatinya dan menghasilkan pulsa yang berupa sinyal kotak yang jernih.

Tachometer DC

Tachometer DC adalah sebuah generator DC yang memproduksi tegangan keluaran DC yang proporsional dengan kecepatan batang. Terdiri dari magnet permanen dan bagian yang beputar yang terbuat dari koil, dan juga terjadi konversi langsung.

Prinsip kerjanya adalah terjadinya proses konversi langsung antara kecepatan dan tegangan. Tachometer inilah yang digunakan dalam praktikum instrumentasi kelautan dalam kesempatan kali ini. Keunggulan tachometer DC ini ialah untuk menjaga inersia turun dapat diatasi dengan penggunaan sikat sedangkan kelemahan sendiri yaitu penggunaan sikat untuk menjaga inersia dapat aus.

Touch Tachomete/Tachometer Tempel

Pada jenis ini mengharuskan sensor pada alat ini menyentuh dengan benda benda yang diukur. Dalam pengaplikasianya tachometer jenis ini jarang digunakan pada bidang bidang tertentu dengan alasan teknis atau keselamatan.

Tachometer Laser/Photo Tachometer

Pada jenis ini memungkinkan untuk melakukan pengukuran dari jarak jauh. Laser Tachometer bekerja dengan sensor cahaya yang sangat sensitif terhadap elemen berputar. Unsur berputar akan memiliki satu tempat reflektif, dan rpm meter ini mengukur tingkat di mana berkas cahaya dipantulkan kembali.

Penggunaan Tachometer

Penggunaan di Mobil

Dalam bentuk yang paling banyak digunakan, tachometer mengukur kecepatan di mana perangkat mekanik berputar, yang biasanya ditunjukkan dalam RPM. Tachometer digunakan untuk memantau RPM dalam mobil karena menjalankan mesin dengan harga RPM terlalu tinggi dapat secara drastis mengurangi umur mesin menjadi lebih pendek.

Ada beberapa cara di mana tachometer yang harus digunakan dapat dibangun. Dalam beberapa kasus, generator kecil melekat pada poros penggerak mesin, dan pengukuran RPM didasarkan pada arus listrik yang dihasilkan oleh perangkat. Mungkin juga hanya mengukur tingkat di mana sistem pengapian mengirimkan bunga api ke mesin.

Penggunaan Dalam Pesawat

Pesawat biasanya memiliki satu tachometer untuk setiap mesin. Dalam pesawat yang menggunakan baling-baling, tachometer juga dibutuhkan untuk setiap baling-baling. Sebuah mesin pesawat biasanya beroperasi pada RPM lebih tinggi dari baling-balingnya. Dengan menggunakan tachometer terpisah untuk bagian-bagian yang berbeda, pilot pesawat atau awak dapat mengetahui apakah ada masalah dengan bagian tertentu.

Laser Tachometer

Tachometer pada masa lampau memerlukan kontak fisik antara instrumen dan benda-benda yang diukur. Dalam aplikasi di mana ini tidak layak untuk alasan teknis atau keselamatan, ada kemungkinan untuk laser untuk melakukan pengukuran dari jarak jauh. Laser Tachometer bekerja dengan berdenyut sinar ketat cahaya terhadap elemen berputar. Unsur berputar akan memiliki satu tempat reflektif, dan tachometer mengukur tingkat di mana berkas cahaya dipantulkan kembali. Laser Tachometer dapat menjadi bagian permanen dari sistem, atau mereka bisa genggam untuk pengukuran titik sesekali.

Penggunaan Dalam Medis

Tachometer bahkan dapat menemukan menggunakan dalam kedokteran. Dengan menempatkan kecil, turbin-seperti alat yang disebut haematachometer dalam arteri atau vena, seorang dokter dapat menggunakan tachometer untuk menyimpulkan laju aliran darah dari kecepatan di mana turbin berputar. Ini dapat digunakan untuk mendiagnosa masalah peredaran darah seperti penyumbatan arteri.

Sumber :

id.wikipedia.org/wiki/Takometer 

https://bayupancoro.wordpress.com/2009/01/05/tachometer-rpm-meter/

Aplikasi Sensor dan Transduser

Sensor

                      Contoh Aplikasi Sensor LDR

Contoh Aplikasi LDR sebagai sensor cahaya diantaranya: Rangkaian  alarm, indikator, counter (penghitung), fungsi potensiometer.

Contoh Aplikasi Sensor Tekanan

Pemantau cuaca, pesawat terbang, dan pengukur tekanan ban

·                                   Contoh Aplikasi Sensor Suara (MIC KONDENSER)

Contoh pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Aplikasi mikrofon adalah pada system audio, sebagai sensor suara dan pada system telekomunikasi telepon seluler.

·                                  Contoh Aplikasi Passive Infared Sensor (PIR)

Contoh penerapan Sensor ini dalam kehidupan sehari-hari dapat dilihat di Mal-Mal besar. Disana mungkin terdapat Pintu yang akan terbuka dengan otomatis ketika ada manusia hendak melintasi pintu tersebut. Kemungkinan besar pintu itu adalah mengaplikasikan Sensor ini.

·                                 Contoh Aplikasi Sensor warna TCS230

contoh aplikasinya adalah alat pendeteksi warna yang diantaranya dapat digunakan untuk mendeteksi warna cat pada mobil.

·                                 Contoh Aplikasi Sensor Kecepatan (RPM)

Buat program untuk pengukuran kecepatan putaran motor.

·                               Contoh Aplikasi Sensor Rotary encoder

Salah satu contoh aplikasinya yaitu untuk menentukan posisi robot.

·                                    Contoh Aplikasi Limit Switch

Pengendali Lampu Pijar menggunakan Limit Switch

·                                  Contoh Aplikasi Load Cell

Aplikasi sensor loadcell pada timbangan paket pos digital, aplikasi untuk Timbangan, Weigher, Weighing, Weighing System, Scale, dan Weigh.

·                                     Contoh Aplikasi Sensor Proximity

Robot cerdas, proximity switch

Transduser

·         Aplikasi Transduser dalam Alat Elektronik

Pada pengaplikasian transduser , alat ini dapat diaplikasikan pada bidang kesehatan dimana bahwa Transduser adalah komponen USG yang ditempelkan pada bagian tubuh yang akan diperiksa, seperti dinding perut atau dinding poros usus besar pada pemeriksaan prostat. Di dalam transduser terdapat kristal yang digunakan untuk menangkap pantulan gelombang yang disalurkan oleh transduser. Gelombang yang diterima masih dalam bentuk gelombang akusitik (gelombang pantulan) sehingga fungsi kristal disini adalah untuk mengubah gelombang tersebut menjadi gelombang elektronik yang dapat dibaca oleh komputer sehingga dapat diterjemahkan dalam bentuk gambar.

·         Transduser sebagai pengukur amplitudo kecepatan getaran

Untuk mengukur suatu getaran mesin dibutuhkan suatu tranduser getaran yang berfungsi untuk mengolah sinyal getaran menjadi sinyal lain, dalam hal ini sinyal listrik.. Tranduser getaran yang umum digunakan adalah velocity pickups, accelerometer dan non-contact pickups. Masing¬masing tranduser tersebut mempunyai keuntungan dan kerugian dalam aplikasinya. Tidak ada satupun tranduser yang dapat memberikan semua kebutuhan pengukuran yang diperlukan, sehingga kita harus memilih tranduser yang paling cocok untuk pekerjaan yang akan kita lakukan.

Prinsip kerja dari tranduser ini berdasarkan hukum fisika bahwa ” apabila suatu konduktor digerakkan melalui suatu medan magnet, atau jika.suatu medan magnet digerakkan melalui suatu konduktor, maka akan timbul suatu tegangan induksi pada konduktor tersebut. Apabila transducer ini ditempatkan pada bagian mesin yang bergetar, maka tranduser inipun akan ikut bergetar, sehingga kumparan yang ada di dalamnya akan bergerak relatif terhadap medan magnet akan menghasilkan tegangan listrik pada ujung kawat kumparannya. Sinyal listrik yang dihasilkan sebanding. dengan kecepatan getaran mesin tersebut. Dengan mengolah/ mengukur dan menganalisa sinyal listrik dari tranduser, maka getaran mesin dapat diukur.

·         Transducer Tekanan Relatif pada VSD untuk Motor Pompa

Pengaturan tekanan pada tangki air yang bersirkulasi secara terus-menerus dapat dilakukan dengan pengaturan pipa buang . Motor pada pompa dioperasikan secara penuh sesuai dengan kapasitasnya sementara tekanan air pada tangki dapat diatur dengan membuang sebagian air yang akan masuk ke tangki sirkulasi. Hal ini berakibat adanya air yang dibuang secara sengaja untuk menjaga tekanan air yang kita inginkan. Dalam perspektif penggunaan motor pompa sebagai sumber tenaga yang melakukan proses sirkulasi tersebut, maka pembuangan air kembali ke bak utama merupakan suatu pemborosan listrik.

Hal diatas dapat diatasi dengan penggunaan sensor tekanan aktif pada tangki sirkulasi. Yaitu sensor tekanan yang akan mengirimkan statusnya ke tenaga penggerak utama (yang dalam hal ini adalah motor pompa) sehingga motor pompa hanya bekerja sesuai dengan kebutuhan. Ketika tekanan dalam tangki sirkulasi melebihi batas nilai yang diinginkan, maka motor pompa dapat bekerja pada kecepatan dan atau tegangan yang lebih kecil dan sebaliknya ketika tekanan dalam tangki sirkulasi lebih kecil dari nilai yang diinginkan, maka motor harus dioperasikan dengan kecepatan dan atau tegangan yang lebih besar. Dengan pengaturan motor ini, penggunaan listrik akan jauh lebih hemat karena motor hanya dioperasikan sesuai kebutuhannya saja.

Sensor/transducer tekanan pada umumnya menggunakan strain gauge sebagai sensornya. Strain gauge dapat mengubah sinyal tekanan menjadi sinyal listrik. Pada kenyataannya, perubahan tekanan ini akan membuat strain gauge memberikan nilai resistansi yang berbeda ketika terjadi perubahan luas penampangnya. Selanjutnya, hambatan yang berubah-ubah ini dapat kita konversikan menjadi bentuk tegangan atau arus yang berubah-ubah dengan menggunakan tambahan rangkaian.

·         Transduser Ultrasonik dan Sensor Pyroelectric Sebagai Alat Bantu Pendeteksi Objek Untuk Penderita Tunanetra

Penderita tunanetra yang menggunakan bantuan tongkat atau anjing untuk mobilitasnya tidak dapat mendeteksi objek yang sejajar dengan kepalanya, serta tidak dapat mengetahui posisi orang lain di sekitarnya. Alat bantu tunanetra ini menggunakan transduser ultrasonik untuk mendeteksi objek yang ada di hadapan pengguna, sensor pyroelectric untuk mendeteksi keberadaan orang lain, dan mikrokontroler sebagai pengendali sistem. Pengguna alat ini dapat mengetahui objek yang ada di hadapannya dari bunyi yang dihasilkan oleh earphone, sedangkan keberadaan manusia dapat diketahui melalui getaran yang dihasilkan oleh motor DC.

Termokopel

Pengertian Termokopel (Thermocouple) dan Prinsip Kerjanya – Termokopel (Thermocouple) adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”. Efek Thermo-electric pada Termokopel ini ditemukan oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck pada Tahun 1821, dimana sebuah logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik. Perbedaan Tegangan listrik diantara dua persimpangan (junction) ini dinamakan dengan Efek “Seeback”.

Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang paling populer dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik dan Elektronika yang berkaitan dengan Suhu (Temperature). Beberapa kelebihan Termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah responnya yang cepat terhadap perubahaan suhu dan juga rentang suhu operasionalnya yang luas yaitu berkisar diantara -200˚C hingga 2000˚C. Selain respon yang cepat dan rentang suhu yang luas, Termokopel juga tahan terhadap goncangan/getaran dan mudah digunakan.

Komponen utama dari thermocouple adalah dua jenis logam konduktor listrik yang berbeda yang dirangkai sedemikian rupa sehingga pada saat salah satu logam terkena sumber panas, sedangkan logam yang lain dijaga di temperatur yang tetap, maka rangkaian tersebut akan menghasilkan tegangan listrik tertentu yang nilainya sebanding dengan temperatur sumber panas. Penentuan kombinasi logam konduktor yang digunakan pada  thermocouple mempengaruhi besar energi listrik yang akan dibangkitkan. Penentuan nilai tegangan listrik dari beberapa kombinasi konduktor dapat digambarkan pada grafik di bawah ini, data tersebut didapatkan dari pengujian laboratorium. Karakteristik yang berbeda-beda dari setiap kombinasi logam konduktor ini akan bermanfaat bagi kita dalam menentukan thermocouple yang tepat untuk digunakan pada berbagai rentan temperatur dan media yang berbeda-beda.

Prinsip Kerja Termokopel (Thermocouple)

Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya.  Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.

Untuk lebih jelas mengenai Prinsip Kerja Termokopel, mari kita melihat gambar dibawah ini :

Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “NOL” atau V1 = V2. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius. Tegangan tersebut kemudian dikonversikan sesuai dengan Tabel referensi yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti oleh kita.

Jenis-jenis Termokopel (Thermocouple)

Termokopel tersedia dalam berbagai ragam rentang suhu dan jenis bahan. Pada dasarnya, gabungan jenis-jenis logam konduktor yang berbeda akan menghasilkan rentang suhu operasional yang berbeda pula. Berikut ini adalah Jenis-jenis atau tipe Termokopel yang umum digunakan berdasarkan Standar Internasional.

Termokopel Tipe E

Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium
Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
Rentang Suhu : -200˚C – 900˚C

Termokopel Tipe J

Bahan Logam Konduktor Positif : Iron (Besi)
Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
Rentang Suhu : 0˚C – 750˚C

Termokopel Tipe K

Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium
Bahan Logam Konduktor Negatif : Nickel-Aluminium
Rentang Suhu : -200˚C – 1250˚C

Termokopel Tipe N

Bahan Logam Konduktor Positif : Nicrosil
Bahan Logam Konduktor Negatif : Nisil
Rentang Suhu : 0˚C – 1250˚C

Termokopel Tipe T

Bahan Logam Konduktor Positif : Copper (Tembaga)
Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
Rentang Suhu : -200˚C – 350˚C

Termokopel Tipe U (kompensasi Tipe S dan Tipe R)

Bahan Logam Konduktor Positif : Copper (Tembaga)
Bahan Logam Konduktor Negatif : Copper-Nickel
Rentang Suhu : 0˚C – 1450˚C

Sumber :

1. http://artikel-teknologi.com/prinsip-kerja-thermocouple/
2. http://teknikelektronika.com/pengertian-termokopel-thermocouple-dan-prinsip-kerjanya/