pengertian sensor dan macam macam sensor

7/24/2019 Pengertian Sensor Dan Macam Macam Sensor

1/19

MAKALAH MEKATRONIKA

PENJELASAN TENTANG SENSOR

Disusun oleh :

Bayu Arista

Bibim Nugroho

Redha

Lukhmanul Ikhsan

Kelas : 3IC04

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS GUNADARMA

BEKASI

2015


2/19

A. Pengert!n Sen"#r M!$!% M!$!% Sen"#r

1& Pengert!n "en"#r '!n Tr!n'("er

ensor adalah !enis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran

mekanis" magnetis" #anas" sinar" dan kimia men!adi tegangan dan arus listrik$ ensor

sering digunakan untuk #endeteksian #ada saat melakukan #engukuran atau

#engendalian Bebera#a !enis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian

elektronik antara lain sensor %ahaya" sensor suhu" dan sensor tekanan$ Ada#un

&engertian ensor menurut #enda#at #ara ahli :

'$ ensor adalah kom#onen yang da#at digunakan untuk mengkon(ersi suatu

besaran tertentu men!adi satuan analog sehingga da#at diba%a oleh suatu

rangkaian elektronik$ ensor meru#akan kom#onen utama dari suatu

tranduser" sedangkan tranduser meru#akan sistem yang melengka#i agar

sensor tersebut mem#unyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan da#at

langsung diba%a #ada keluarannya$

)$ ensor adalah alat untuk mendeteki*mengukur sesuatu" yang digunakan untuk

mengubah (ariasi mekanis" magnetis" #anas" sinar dan kimia men!aditegangan dan arus listrik$ Dalam lingkungan sistem #engendali dan robotika"

sensor memberikan kesamaan yanag menyeru#ai mata" #endengaran" hidung"

lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya +&etru,ella"

)00'-$

ensor dalam teknik #engukuran dan #engaturan se%ara elektronik ber.ungsi

mengubah tegangan .isika +misalnya: tem#eratur" %ahaya" gaya" ke%e#atan #utaran-

men!adi besaran listrik yang #ro#osional$ ensor dalam teknik #engukuran dan

#engaturan ini harus memnuhi #ersyaratan/#ersyaratan kualitas yakni :

a$ Linieritas : Kon(ersi harus benar/benar #ro#osional" !adi karakteristik

kon(ersi harus linier$


3/19

b$ idak tergantung tem#erature : Keluaran in(erter tidak boleh tergantung #ada

tem#eratur disekelilingnya" ke%uali sensor suhu$

%$ Ke#ekaan : Ke#ekaan sensor harus di#ilih sedemikian" sehingga #ada nilai/

nilai masukan yang ada da#at di#eroleh tegangan listrik keluaran yang %uku#

besar$

d$ 1aktu tangga#an : 1aktu tangga#an adalah 2aktu yang di#erlukan keluaran

sensor untuk men%a#ai nilai akhirnya #ada nilai masukan yang berubah

se%ara mendadak$ ensor harus da#at berubah %e#at bila nilai masukan #ada

sistem tem#at sensor tersebut berubah$

ransduser berasal dari kata tradu%ere dalam bahasa Latin yang berarti

mengubah$ ehingga transduser da#at dide.inisikan sebagai suatu #eranti yang da#at

mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain$ Dari sisi #ola akti(asinya"

transduser da#at dibagi men!adi dua" yaitu:

'-$ ransduser #asi." yaitu transduser yang da#at beker!a bila menda#at energi

tambahan dari luar$ Contohnya adalah thermistor$ 5ntuk mengubah energi

#anas men!adi energi listrik yaitu tegangan listrik" maka thermistor harus

dialiri arus listrik$ Ketika hambatan thermistor berubah karena #engaruh

#anas" maka tegangan listrik dari thermistor !uga berubah$

)-$ ransduser akti." yaitu transduser yang beker!a tan#a tambahan energi dari

luar" teta#i menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri$

Contohnya adalah termoko#el$ Ketika menerima #anas" termoko#el langsung

menghasilkan tegangan listrik tan#a membutuhkan energi dari luar$

&emilihan suatu transduser sangat tergantung ke#ada kebutuhan

#emakai dan lingkungan di sekitar #emakaian$ 5ntuk itu dalam

memilih transduser #erlu di#erhatikan bebera#a hal di ba2ah ini:


4/19

'$ Kekuatan" maksudnya ketahanan atau #roteksi #ada beban lebih$

)$ Linieritas" yaitu kemam#uan untuk menghasilkan karakteristik masukan/

keluaran yang linier$

3$ tabilitas tinggi" yaitu kesalahan #engukuran yang ke%il dan tidak begitu

banyak ter#engaruh oleh .aktor/.aktor lingkungan$

4$ angga#an dinamik yang baik" yaitu keluaran segera mengikuti masukan

dengan bentuk dan besar yang sama$

6$ Re#eatability" yaitu kemam#uan untuk menghasilkan kembali keluaran yang

sama ketika digunakan untuk mengukur besaran yang sama" dalam kondisi

lingkungan yang sama$

7$ 8arga$ 9eski#un .aktor ini tidak terkait dengan karakteristik transduser

sebelumnya" teta#i dalam #enera#an se%ara nyata seringkali men!adi kendala

serius" sehingga #erlu !uga di#ertimbangkan$

B. M!$!% M!$!% Sen"#r

Bebera#a !enis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik

antara lain sensor %ahaya" sensor suhu" dan sensor tekanan$ enis sensor se%ara garis

besar bisa dibagi men!adi ) !enis yaitu :

1. ensor ;isika

2. ensor Kimia


5/19

Sensor fisikaadalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hokum/

hukum .isika$


6/19

!& F#t#,#-t!$ !t!( "e- "#-!radalah alat sensor sinar yang mengubah energi

sinar langsung men!adi energi listrik$ el solar silikon yang modern #ada

dasarnya adalah sambungan &N dengan la#isan & yang trans#aran$ ika ada

%ahaya #ada la#isan trans#aran & akan menyebabkan gerakan elektron

antara bagian & dan N" !adi menghasilkan tegangan DC yang ke%il sekitar

0"6 (olt #er sel #ada sinar matahari #enuh$ el .oto(oltai% adalah !enis

tranduser sinar*%ahaya se#erti #ada gambar '$

& F#t#/#n'(/t ?nergi yang !atuh #ada sel .otokondukti. akan

menyebabkan #erubahan tahanan sel$ A#abila #ermukaan alat ini gela#

maka tahanan alat men!adi tinggi$ Ketika menyala dengan terang tahanan

turun #ada tingkat harga yang rendah$ e#erti terlihat #ada gambar )$

& Sen"#r S(*(

Ada 4 !enis utama sensor suhu yang biasa digunakan :

!& T*er%#$#(-e hermo%ou#le #ada #okoknya terdiri dari se#asang

#enghantar yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi

membentuk hot atau sambungan #engukuran yang ada u!ung/u!ung

bebasnya untuk hubungan dengan sambungan re.erensi$ &erbedaan suhu


7/19

antara sambungan #engukuranmdengan sambungan re.erensi harus mun%ul

untuk alat ini sehingga ber.ungsi sebagai thermo%ou#le$

>ambar 3$ +a-hermo%ou#le

& Dete/t#r S(*( T!*!n!nKonse# utama dari yang mendasari #engukuran

suhu dengan detektor suhu tahanan +resistant tem#erature dete%tor @ RD-

adalah tahanan listrik dari logam yang ber(ariasi sebanding dengan suhu$

Kesebandingan (ariasi ini adalah #resisi dan da#at diulang lagi sehingga

memungkinkan #engukuran suhu yang konsisten melalui #endeteksian

tahanan$ Bahan yang sering digunakan RD adalah #latina karena

kelinearan" stabilitas dan re#roduksibilitas$

$& T*er%"t#r Adalah resistor yang #eka terhada# #anas yang biasanya

mem#unyai koe.isien suhu negati.$ Karena suhu meningkat" tahanan

menurun dan sebaliknya$ hermistor sangat #eka +#erubahan tahanan

sebesar 6 #er 3C- oleh karena itu mam#u mendeteksi #erubahan ke%il di

dalam suhu$


8/19

'& Sen"#r S(*( R!ng/!!n Ter!'( 3I)& ensor suhu dengan IC ini

menggunakan %hi# silikon untuk elemen yang merasakan +sensor-$

9emiliki kon.igurasi out#ut tegangan dan arus$ 9eski#un terbatas dalam

rentang suhu +diba2ah )00 C-" teta#i menghasilkan out#ut yang sangat

linear di atas rentang ker!a$

4& Sen"#r ger!/ 3PIR&

ensor gerak atau &IR mem#unyai dua bagian utama$ Bagian yang #ertama

#eman%ar in.rared" sedangkan bagian yang kedua yaitu #enerima$ Bila alat

sensor ini ada yang mele2atinyan bagian #eman%ar akan mengirim tanda atau

sinyal ke bagian #enerima$ elan!utnya" #enerima akan memberi #erintah

#ada alat lainnya$ 9isalnya membuka #intu atau mengeluarkan suara"

tergantung system a#likasi yang ditera#kan$

)#nt#* !-/!"

&intu yang bisa membuka sendiri se%ara otomatis ika ada yang le2at atau

masuk mau#un keluar$ Alat sensor tersebut melakukan deteksi terhada# suatu

gerakan yang disebut Namanya adalah &IR +&assi(e In.rared ensor-


9/19

5& Sen"#r U-tr!"#n$

ensor ultrasonik beker!a berdasarkan #rinsi# #antulan gelombang suara"

dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian

menangka#nya kembali dengan #erbedaan 2aktu sebagai dasar

#enginderaannya$ &erbedaan 2aktu antara gelombang suara di#an%arkan

dengan ditangka#nya kembali gelombang suara tersebut adalah berbanding

lurus dengan !arak atau tinggi ob!ek yang memantulkannya$ enis ob!ek yang

da#at diindera diantaranya adalah: ob!ek #adat" %air" butiran mau#un tekstil$

)#nt#* A-/!"

ensor ultrasoni% banyak digunakan di berbagai #erangkat #engukur !arak$

sebagai %ontoh di dunia robotika sensor ini digunakan sebagai indra utama

untuk na(igasi robot$ sebagai %ontoh ti#e ultra soni% yang banyak digunakan

adalah ti#e R;" dan &IN> #ada #erinsi#nya sensor !arak ultra soni%

menggunakan #rinsi# ker!a yang sama" yaitu #ngirim sinyal dan #enerima

sinyal +transmitter and re%ei(er-$


10/19

6& Sen"#r Pen+!n' 3En$#'er&

ensor ini adalah saat rangkaian sumber %ahaya diberi CC 6 olt dan

menghasilkan %ahaya" %ahaya masuk #ada #hotodioda tidak terhalangi maka

akan menghasilkan tegangan 6 dan begitu !uga sebaliknya saat terhalangi

maka akan menghasilkan tegangan 0$ Dimana tegangan men!adi in#utan

untuk mikrokontroler$

)#nt#* A-/!"

alah satu a#likasi rotary en%oder sebagai sensor #osisi digunakan

#adaMouse Analog+Mouseyang menggunakan Bola-$ Kurang lebih iga

buah Rangkaian ensor &osisi menggunakan Rotary ?n%oder$

7& Sen"#r Le,e- 3S-# P-#t&

ensor Le(el ini akan menurunkan bandulnya dengan timing tertentu

kemudian !ika bandul tersebut menyentuh material maka bandul akan naik

kembali$ Dan Le(el ketinggian material bisa diketahui dari &an!ang bandul

yang diturunkan tersebut$ Bisa !uga di#erintahkan dari &usat Kontrol untuk


11/19

memberikan Command ke Controller !ika ingin melakukan #engukuran

material menggunakan ilo&ilot ini

)#nt#* A-/!"

&enggunaan sensor le(el di #abrik semen biasanya di #asang di bin material"

ilo atau#un untuk mengetahui ketinggian*(olume tandon air +2ater

treatment-$ ilo #ilot %o%ok untuk #engukuran le(el di #abrik semen karena

selain %uku# handal sensor ini !uga baik untuk #engukuran material bulk

se#erti semen$

8& Sen"#r Le,e- 3Le,e- S9t$*&

ensor le(el s2it%h ini %uku# sederhana" sensor ini %uman melakukan

#ensaklaran biasa" a#abila material semen kontak dengan sensor sehingga

s2it%h tertekan maka kita %uku# menghubungkan kaki N*NC nya dengan

tegangan signal baik itu )4 DC atau ))0 AC" yang kemudian signal kita

da#at teruskan ke %ontroller +&LC*DC-$


12/19

E- A$$e-er#%eter

A%%elerometer meru#akan sensor yang ber.ungsi untuk mengukur #er%e#atan"

mendeteksi dab mengukur adanya getaran$ ensor ini !uga da#at digunakan

untuk mengukur #er%e#atan akibat gra(itasi bumi$ &rinsi# ker!a a%%elerometer

mengikuti hukum .isika" yaitu se#erti #eristi2a timbulnya medan magnet$

Bila medan magnet digerakkan melalui komduktor" maka timbul tegangan

induksi #ada a%%elerometer tersebut" sehingga da#at dilakukan #engukuran

#er%e#atan$

10& In$-n#%eter


13/19

In%linometer atau %linometer adalah instrumen yang digunakan untuk

mengukur kemiringan atau sudut kemiringan ob!ek yang berkaitan dengan

gra(itasi$ ensor ini da#at digunakan #ada kamera" #engendali #esa2at

terbang" sistem keamanan mobil dan lain sebagainya$

''- Sen"#r V"#n

aat ini #ada a#likasi robot banyak sekali #enggunaan sensor (ision" demikian

!uga #ada mekatronika$ ensor (ision erat kaitannya dengan #endeteksian atau

#engenalan suatu ob!ek" sehingga di dalamnya terkandung sistem ke%erdasan

buatan +AI-" yang digunakan sebagai #engambilan ke#utusan$ Dengan demikian

sensor (ision da#at dinyatakan sebagai sensor yang ber.ungsi menganalisis %itra

+image- untuk #engenalan atau #endeteksian ob!ek" #engenalan karakter"

#endeteksian #osisi" dan #endeteksian kerusakan atau %a%at$ erda#at setidaknya

'3 ma%am #oduk sensor (ision" antara lain sensor untuk menentukan #osisi"

sensor untuk #en!e!akan +tra%king-" dan sensor %amera$ >ambar 4$')$ adalah

berbagai bentuk .isik dari sensor (ision:


14/19

12& Sen"#r Te/!n!n

&rinsi# ker!a dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis

men!adi sinyal listrik$ kurang ketegangan didasarkan #ada #rinsi# bah2a

tahanan #engantar berubah dengan #an!ang dan luas #enam#ang$

Daya yang diberikan #ada ka2at menyebabkan ka2at bengkok sehingga

menyebabkan ukuran ka2at berubah dan mengubah tahanannya" se#erti

terlihat #ada gambar F$ A#likasi umum/#engukuran tekanan balok


15/19

>ambar G$ &enggunaan ensor ekan #ada &engukur Regangan Ka2at

>ambar E$ Contoh &enggunaan ensor ekanan &ada timbangan digital

1& Sen"#r Bner 3Bn!r+ Sen"#r&

Berdasarkan out#ut yang dihasilkan" sensor dibedakan men!adi sensor biner

dan sensor analog$ ensor biner menghasilkan dua out#ut sinyal" yaitu status

on dan status o..$ tatus/status tersebut dikon(ersikan ke dalam bilangan

biner ' untuk on dan 0 untuk o..$ 5ntuk menda#atkan out#ut biner" da#at

menggunakan sistem threshold atau kom#arasi #ada out#utnya$ enis sensor

biner yang sering digunakan antara lain:


16/19

H ensor manual +push button-" %ontoh normally o#en*%losed %onta%t dan

%hangeo(er %onta%t$ ensor !enis ini memberikan logika 0 atau ' selama

#enekakanan$ >ambar sensorpush button se#erti #ada >ambar 4$'$

>ambar 4$'$Push Button

H ensor batas +limit switch-

Limit Switch adalah sensor #eraba yang bersi.at mekanis dan mendeteksi

sesuatu setelah ter!adi kontak .isik$ &enggunaan sensor ini biasanya digunakan

untuk membatasi gerakan maksimum sebuah mekanik$ Contohnya #ada

#enggerak lengan di mana limit switch akan akti. dan memberikan masukan

#ada C&5 untuk menghentikan gerak motor di saat lengan sudah ditarik

maksimum$&ada umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada

tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu$ >ambar 4$)$ meru#akan bentuk/

bentuk dari sensor limit switch


17/19

>ambar 4$)$Limit Switch

H ensor #roimity

ensor ini biasanya digunakan untuk mendeteksi ada atau tidak nya suatu

ob!ek" tan#a melakukan kontak .isik$ enis sensor #roimity meli#uti limit

s2it%h +saklar mekanik-" ultrasoni% #roimity" in.ra merah" kamera dan lain

sebagainya$ Contoh sensor #roimity !enis in.ra merah se#erti #ada >ambar

4$3$

>ambar 4$3$ ensor In.ra Red &roimity

14& Sen"#r An!-#g

etelah mengenal sensor biner" tentu dengan mudah kita da#at mende.inisikan

sensor analog$ ensor analog meru#akan sensor yang mengukur atau

menentukan in.ormasi kontinyu$ Dengan kata lain sensor analog meru#akan

sensor yang da#at membangkitkan atau menghasilkan #erubahan sinyal

elektrik beru#a #erubahan arus atau #erubahan tegangan$ Contoh dari sensor

analog antara lain adalah LDR +sensor %ahaya- yang memonitor !umlah

intensitas %ahaya" sensor untuk mengukur tem#eratur" !arak dan tekanan$


18/19

>ambar 4$4$ ensor %ahaya +LDR-

'6- P#"t,e Sen"t,e De,$e&ositi(e sensiti(e de(i%e meru#akan .otodiode sederhana" yaitu sensor #osisi

bersi.at o#tik yang da#at mengukur atau mendeteksi seberkas %ahaya yang

!atuh di #ermukaan sensor$ &osisi dihitung dari besar +magnitudo- signal

#hoto%urrent yang dikandung &D$&D terdiri atas sebuah #hotodiode &IN

monolitik dengan resistansi uni.orm" baik satu atau dua dimensi$ &D

memiliki banyak keuntungan dibanding Dis%rete ?lement Dete%tor" yaitu

memiliki resolusi tinggi" res#on yang tinggi" dan rangkaian o#erasi yang

sederhana$ alah satu a#likasi &D ini adalah untuk #en!e!akan ob!ek +o#ti%al

tra%king ob!e%t-$

+a- +b-

>ambar 4$F$ ensor &D +a- dan Disain ensor &D +b-

16& )#%!"" Sen"#r


19/19

ensor %om#ass meru#akan alat yang da#at digunakan untuk na(igasi atau

#enun!uk arah$ alah satu sensor tersebut adalah modul magneti% %om#ass

C9&03$ 9odul ini sering digunakan dalam membuat robot yang ber.ungsi

untuk memberikan re.erensi keberadaan robot dan arah dari robot tersebut"

kemudian #osisi dan arah yang telah ditentukan di!adikan a%uan untuk

gerakan robot selan!utnya$ 9odul 9agneti% Com#ass menggunakan !alur

komunikasi data ')C ke mikrokontroller$

+a- +b-

>ambar 4$G$ 9odul C9&03 +a-" dan Rangkaian a#likasi modul C9&03 +b-

pengertian sensor dan macam macam sensor

Documents