KELOMPOK PIEZOELEKTRIKDASAR TEORI

Piezoelektrik adalah tumpukan muatan dalam materi padat (kristal atau keramik) tertentu dalam menanggapi regangan mekanik yang dikenakan. Kata piezoelektrik berasal dari bahasa yunani piezo atau piezein yang berarti memeras atau tekan, dan elektrik yang berarti listrik atau electron. Kata yang piezoelektrik berarti listrik yang dihasilkan dari tekanan. Sumber muatan listrik piezoelektrik merupakan akibat dari efek piezoelektrik. Untuk deskripsi Matematisnya, Piezoelektrik adalah efek gabungan dari perilaku listrik bahan: D=Edimana D adalah densitas perpindahan muatan listrik (perpindahan listrik), adalah permitivitas bahan dan E adalah kuat medan listrik. Ketika tekanan mekanik diberikan pada kristal seperti kuarsa, tegangan listrik muncul dan tegangan ini sebanding dengan tekanan yang diberikan. Bahan piezoelektrik yaitu material tertentu yang dapat menghasilkan potensial listrik sebagai respon terhadap tekanan atau regangan mekanis yang diberikan.PRINSIP KERJA PIEZOELEKTRIK

Bahan piezoelektrik adalah material yang memproduksi medan listrik ketika dikenai regangan atau tekanan mekanis. Tekanan ini akan mengakibatkan penyesuaian molekul sehingga material mengalami perubahan dimensi. Perubahan ini menghasilkan beda potensial. Tegangan ini selanjutnya dikondisikan oleh jembatan wheatstone, kapasitor, dan resistor.Beda potensial dan aliran muatan yang terjadi dalam suatu waktu tertentu inilah yang menimbulkan daya listrik yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik. Sebaliknya, jika medan listrik diterapkan, maka material tersebut akan mengalami regangan atau tekanan mekanis. Tekanan yang mengenai piezoelektrik kemudian menimbulkan medan listrik, dan molekul yang terpolarisasi akan menyesuaikan dengan medan listrik. Fenomena tersebut dikenal dengan electrostriction (efek piezoelektrik). Piezoelektrisitas juga dipengaruhi oleh arah dan dimensi. Sensor piezoelektrik muatan positif dan negatif terpisah namun tersebar secara simetris, sehingga bersifat netral. Masing masing sisi membentuk kutub listrik. Ketika suatu tekanan mekanik diterima oleh piezoelektrik bentuk simetris dari dari tiap tiap muatan listrik tersebut berubah menjadi tidak simetris yang akan menghasilkan tegangan listrik.

BAHAN PIEZOELEKTRIK

Kuarsa (SiO2), Berlinite (AlPO4), Garam Rochelle, Enamel Polymer = PolyVinylidene Flouride atau PVDF Gallium ortofosfat (GaPO4) Langasite (La3Ga5SiO14). Barium titanate (BaTiO3), Lead zirconium titanate (PZT), Lead titanate (PbTiO3) APLIKASI PIEZOELEKTRIK

Vibration Sensor piezoelektrikSensor ini dirancang dengan bahan yang disebut PVDF (Polyvinylidene Fluoride) film / plastic polymer dan conductive rubber sebagai bahan utama sensor untuk pengukuran beban, tegangan, regangan ataupun deformasi dari suatu struktur.

cara kerja sensor ini Semakin besar tekanan atau deformasi yang diterima sensor tersebut, dapat menghasilkan output tegangan yang berubah-ubah, namun sayangnya output sensor ini sangat kecil sehingga sulit untuk dibaca apabila ingin kita jadikan input ke suatu sistem tertentuKELEBIHAN DAN KEKURANGAN PIEZOELEKTRIK

KELEBIHAN

Elemen piezoelektrik mempunyai beberapa kelebihan penting dibandingkan mekanisme sensing yang lain. Pertama dan yang utama adalah fakta bahwa piranti tersebut membangkitkan sendiri tegangannya. Karena itu elemen ini tidak memerlukan daya dari luar untuk operasionalnya. Untuk suatu aplikasi di mana konsumsi daya sangat terbatas, piranti piezoelektrik sangat berguna. Tambahan lagi, efek piezoelektrik memiliki hokum penyekalaan yang menarik sehingga bermanfaat.KEKURANGAN

Piezoelektrik bukanlah suatu dielektrik yang bagus. Ada sedikit kebocoran muatan pada material piezoelektrik. Karena fenomena ini, ada suatu konstanta waktu penyimpanan tegangan pada piezoelektrik setelah diberikan suatu gaya. Konstanta waktu ini tergantung pada kapasitansi elemennya dan pada resistansi kebocorannya. Konstanta waktunya berada pada orde 1 detik. Karena efek ini, piezoelektrik kurang bermanfaat untuk mendeteksi besaran static seperti berat suatu benda Sensing piezoelektrik tidak dapat beoperasi untuk aplikasiaplikasi yang membutuhkan sensitifitas terhadap besaran statikKELOMPOK THERMISTOR

DASAR TEORI

Nama thermistor berasal dari Thermally Sensitive Resistor. Thermistor atau thermal resistor adalah suatu jenis resistor yang sensitive terhadap perubahan suhu. Prinsipnya adalah memberikan perubahan resistansi yang sebanding dengan perubahan suhu. Perubahan resistansi yang besar terhadap perubahan suhu yang relatif kecil menjadikan thermistor banyak dipakai sebagai sensor suhu yang memiliki ketelitian dan ketepatan yang tinggi. Thermistor yang dibentuk dari bahan oksida logam campuran (sintering mixture), kromium, kobalt, tembaga, besi, atau nikel, berpengaruh terhadap karakteristik thermistor, sehingga pemilihan bahan oksida tersebut harus dengan perbandingan tertentu.

PRINSIP KERJA THERMISTOR

Prinsipnya adalah memberikan perubahan resistansi yang sebanding dengan perubahan suhu, dan umumnya nilai tahanannya turun terhadap temperatur secara eksponensial untuk jenis NTC ( Negative Thermal Coeffisien). Umumnya tahanan thermistor pada temperatur ruang dapat berkurang 6% untuk setiap kenaikan temperatur sebesar 1oC. Kepekaan yang tinggi terhadap perubahan temperatur ini membuat thermistor sangat sesuai untuk pengukuran, pengontrolan dan kompensasi temperatur secara presisi.

Rangkuman tahanannya adalah dari 0,5 ( sampai 75 ( dan tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran. Ukuran paling kecil berbentuk mani-manik (beads) dengan diameter 0,15 mm sampai 1,25 mm, bentuk piringan (disk) atau cincin (washer) dengan ukuran 2,5 mm sampai 25 mm. Cincin-cincin dapat ditumpukan dan di tempatkan secara seri atau paralel guna memperbesar disipasi daya.

Dalam operasinya thermistor memanfaatkan perubahan resistivitas terhadap temperatur, dan umumnya nilai tahanannya turun terhadap temperatur secara eksponensial untuk jenis NTC ( Negative Thermal Coeffisien).

Karakteristik dari thermistor:

a. Resistansi tinggi 1 k sampai 100 kb. Respon waktu cepat, untuk thermistor manik detikc. Lebih murah daripada RTDd. Sensitivitas sangat tinggi (1000 kali lebih sensitif daripada RTDe. Perubahan resistansi 10% per C. Misal resistansi nominal 10 maka resistansi akan berubah 1 utk setiap perubahan temperatur 1 Cf. Tidak sensitif terhadap shock dan vibrasig. Memperlambat waktu respon karena kontak termal kurang baik h. Daerah kerja NTC lebih luasAPLIKASI THERMISTOR

Alarm Penanda Kebakaran

Dengan menggunakan prinsip pembagi tegangan dalam merancang suatu sensorsederhana, kita dapat merancang dan membuat rangkaian pendeteksi suhu maupun pengendali suhu ruangan. Ketika thermistor mendeteksi kenaikan suhu maka resistansi thermistor akan mengecil dan ketika resistansi thermistor lebih kecil dari resistansi variabel resistor sebagai pembagi tegangannya maka akan ada arus yang mengalir ke basistransistor, ketika itu juga relay akan aktif dan led merah [sebagai indikator panas akan aktif] sebaliknya jika suhu yang dideteksi thermistor kecil maka resistansi pada thermistor akan menjadi besar, dan ketika resistansi thermistor lebih besar dari pembagi tegangannya dalam rangkaian kali ini variabel resistor maka tidak akan ada arus yang mengalir ke basistransistor, relay tidak aktif dan led hijau [sebagai indikator suhu tidak panas aktif.

Gambar 2.21: (a)Rangkaian ketika suhu dingin (b)Rangkaian ketika suhu panasKELOMPOK ACCELEROMETER DAN GYROSCOPE

DASAR TEORIAccelerometer adalah suatu alat (sensor/tranducer) untuk mengukur percepatan dynamic dan static Pengukuran dynamic adalah pengukuran percepatan pada objek bergerak, sedangkan pengukuran static adalah pengukuran terhadap gravitasi bumi, ntuk mengukur sudut kemiringan (tilt). Sehingga dengan pengukuran tersebut kita dapat mendeteksi adanya perubahan posisi device/perangkat dan berapa banyak perubahan itu terjadi. Alat ini memberikan pengalaman baru dalam berinteraksi dengan device, bergerak dan tidak hanya dapat digunakan untuk aplikasi biasa namun juga terutama untuk game.

Contoh manfaat biasanya dipakai untuk permainan game, misal game mobil dimana kita cukup memiringkan handphone saat kita mau belok kanan atau kiri. Manfaat lain dipakai untuk mengganti lagu atau mengambil screenshoot hanya dengan menggoyangkan handphone .

Percepatan merupakan suatu keadaan berubahnya kecepatan terhadap waktu. Bertambahnya suatu kecepatan dalam suatu rentang waktu disebut juga percepatan (acceleration). Jika kecepatan semakin berkurang daripada kecepatan sebelumnya, disebut deceleration. Percepatan juga bergantung pada arah/orientasi karena merupakan penurunan kecepatan yang merupakan besaran vektor. Berubahnya arah pergerakan suatu benda akan menimbulkan percepatan pula.

PRINSIP KERJA ACCELEROMETER

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. Accelerometer akan menangkap perubahan pada posisi pada dimensi x, y dan z. Dengan menangkap perubahan itu kita dapat memasukkan kode yang bereaksi pada perubahan tertentu. Sumbu pada device tidak berubah ketika orientasi (portraint dan landscape) dari device berubah. Sumbu Y akan selalu berada menuju ke atas-bawah dari device, tegak lurus tiga hardware button, sumbu X selalu berada dari sisi ke sisi searah dengan tiga hardware button dan sumbu Z merupakan sumbu maya yang menembus device jika kita memegang device dan melihat ke ara device. Saat ini hampir semua sensor/tranduser accelerometer sudah dalam bentuk digital (bukan dengan sistem mekanik) sehingga cara kerjanya hanya berdasarkan temperatur yang diolah secara digital dalam satu chip.APLIKASI ACCELEROMETER

Science and Engineering: Accelerometer banyak digunakan untuk menghitung percepatan dan penurunan percepatan dari sebuah kendaraan. Accelerometer membantu untuk mengevaluasi performansi dari mesin dan sistem percepatan dan juga breaking system (sistem penurunan percepatan). Kecepatan yang biasa ditampilkan pada kendaraan anda umumnya didapatkan dari penggunaan accelerometer. Selain itu juga biasa digunakan untuk menghitung vibrasi pada kendaraan, mesin, bangunan, dan sistem keamanan pada kendaraan (safety installation). Accelerometer juga dapat mengkalkulasi percepatan yang diakiabatkan oleh gravitasi bumi. Accelerometer yang menghitung gravitasi secara spesifik digunakan pada gravimetry, disebut sebagai gravimeter. Notebook atau laptop juga dilengkapi dengan accelerometer untuk mengevaluasi goncangan yang dirasakan oleh laptop tersebut.

KELEBIHAN ACCELEROMETER

Dapat mengukur gerakan linier & gravitasi secara bersamaan.

Harga lebih murah dibandingkan Gyroscope.

Tidak mengukur gerak rotasi manusia.

Pada accelerometer dipengaruhi oleh gravitasi.

KEKURANGAN ACCELEROMETER

Tidak dapat mengukur orientasi secara langsung. Hanya dapat membacaca dalam 2 sumbu, yaitu atas dan bawah karena di pengaruhi oleh gravitasi.

Membutuhkan penggunaan listrik yang tinggi(boros baterai).

Gerakan lebih patah-patah/ tidak halus seperti pada gyroscope.

accelerometer tidak bisa mengikuti pergerakan yang cepat dikarenakan responnya yang lamban.GYROSCOPEDASAR TEORI

Gyroscope adalah suatu alat berupa sensor gyro untuk menentukan orientasi gerak dengan bertumpu pada roda atau cakram yang berotasi dengan cepat pada sumbu. Mekanismenya adalah sebuah roda berputar dengan piringan didalamya yang tetap stabil. Giroskop sering digunakan pada robot atau heli dan alat-alat cangggih lainnya.

Gyroscope adalah berupa sensor gyro untuk menentukan orientasi gerak dengan bertumpu pada roda atau cakram yang berotasi dengan cepat pada sumbu.Jadi bagaimana dengan Giro sensor? Gyro sensor bisa mendeteksi gerakan sesuai gravitasi, atau dengan kata lain mendeteksi gerakan pennguna. Kita bisa membayangkan sebuah game pertempuran, sebelum ini bila kita ingin melihat situasi sekeliling, kita akan menyapu layar searah terus menerus untuk berputar, dengan gyro sensor ini kita cukup berputar sesuai gravitasi seperti benar-benar melihat sekeliling. Atau bila melihat sebuah obyek 3D kita cukup berputar untuk melihat setiap sudut obyek tersebut. Tentu ini adalah sebuah metode yang menghasilkan pengalaman seolah nyata.

Gyroscope berfungsi untuk mengukur/menentukan orientiasi suatu benda berdasarkan pada ketetapan momentum sudut. Dari pengertian lain gyroscope berfungsi untuk menentukan gerakan sesuai dengan gravitasi yang dilakukan oleh pengguna. Gyroscope ini memiliki peranan yang sangat penting dalam hal mempertahankan keseimbangan suatu benda seperti penggunaannya pada pesawat terbang yang dapat menentukan kemiringan pada sumbu x,y, dan z. Gyroscope memiliki keluaran berupa kecepatan sudut dari arah 3 sumbu yaitu: sumbu x yang nantinya akan menjadi sudut phi (kanan dan kiri) dari sumbu y nantinya menjadi sudut theta (atas dan bawah), dan sumbu z nantinya menjadi sudut psi (depan dan belakang.

PRINSIP KERJA GYROSCOPE

Gyro sensor bisa mendeteksi gerakan sesuai gravitasi, atau dengan kata lain mendeteksi gerakan pennguna. Prinsip kerja dari gyroscope ini adalah pada saat gyroscope berotasi maka gyroscope akan memiliki nilai keluaran. Apabila gyroscope berotasi searah dengan jarum jam pada sumbu Z maka tegangan ouput yang dihasilkan akan mengecil sedangkan jika gyroscope berotasi berlawan arah dengan jarum jam pada sumbu Z maka tegangan output yang dihasilkan akan membesar. Pada saat gyroscope tidak sedang berotasi atau berada pada keaadaan diam maka tegangan ouputnya akan sesuai dengan nilai offset gyrosensor tersebut.Untuk interfacing gyroscope dengan mikrokontroler dapat menggunakan port ADC. Nilai keluaran pada sensor diubah menjadi radian/second (rad/s) lalu diubah kembali menjadi degree/second (deg/s).APLIKASI GYROSCOPE Di masa lalu, gyros telah digunakan untuk ruang navigasi, kontrol rudal, di bawah bimbingan-air, dan bimbingan penerbangan.

Sebuah giroskop di sisi lain memiliki kemampuan mengukur tingkat rotasi di sekitar sumbu tertentu. Sebagai contoh jika giroskop yang digunakan untuk mengukur laju rotasi di sekitar sumbu gulungan pesawat terbang.

Penggunaan pada game contohnya adalah sebuah game pertempuran, sebelum ini bila kita ingin melihat situasi sekeliling, kita akan menyapu layar searah terus menerus untuk berputar, dengan gyro sensor ini kita cukup berputar sesuai gravitasi seperti benar-benar melihat sekeliling. Atau bila melihat sebuah obyek 3D kita cukup berputar untuk melihat setiap sudut obyek tersebut. Tentu ini adalah sebuah metode yang menghasilkan pengalaman seolah nyata.

KELEBIHAN GYROSCOPE

Mengukur gerakan rotasi manusia. Dapat mendeteksi gerakan dari segala arah. Hasil gambar yg di hasilkan dari gerakan lebih halus/ tidak patah-patah seperti pada accelerometer. Tidak di pengaruhi oleh gravitasi rentang skala penuh - kecepatan sudut maksimumKEKURANGAN GYROSCOPE

Hanya dapat digunakan jika ada accelerator. Chip agak besar. Digunakan untuk mengukur baik, atau mempertahankan orientasi perangkaHarganya yang mahal.KELOMPOK SENSOR CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor)

DASAR TEORI

Sensor CMOS (complementary metal oxide semiconductor) hanyalah bagian dari kamera digital berbentuk sekeping chip untuk menangkap cahaya, menggantikan fungsi film pada era kamera film.

Pada kepingan ini terdapat jutaan piksel yang sensitif terhadap cahaya (foton) dan energi cahaya yang diterima mampu dirubah dalam bentu sinyal tegangan. Perbedaan teknis keduanya adalah dalam bagaimana tiap piksel itu memproses cahaya yang ditangkapnya. tiap piksel pada sensor CMOS mampu menghasilkan data digital berkat adanya transistor yang ada pada setiap piksel sehingga memungkinkan membuat chip CMOS yang terintegrasi dengan rangkaian ADC.

PRINSIP KERJA

Dari gambar terlihat bahwa matahari berperan sebagai sumber cahaya, yang memancarkan sinar ke permukan objek (contohnya : Rumah) cahaya yang dipancarkan kemudian dipantulkan dan ditangkap oleh sensor CMOS. Pada sensor CMOS hanya membaca berapa panjang gelombang dari sinar yang dipantulkan pada objek (pada gambar objek berwarna merah dengan panjang gelombang : 620 -750 nm).

Besaran panjang gelombang yang ditangkap oleh sensor CMOS di konversikan menjadi elektron-elektron. Untuk mengetahui cara sensor bekerja kita harus mengetahui prinsip kerja sel surya. Anggap saja sensor yang digunakan di kamera digital seperti memiliki ribuan bahkan jutaan sel surya yang kecil dalam bentuk matrik dua dimensi. Masing-masing sel akan mentransform cahaya dari sebagian kecil gambar yang ditangkap menjadi elektron. Sensor tersebut melakukan pekerjaan dengan berbagai macam teknologi yang ada.

Langkah berikut adalah membaca nilai dari setiap sel di dalam gambar. Dalam kamera bersensor CMOS, ada beberapa transistor dalam setiap pixel yang memperkuat dan memindahkan elektron dengan menggunakan kabel. Yang kemudian menkonversikan electron-elektron tersebut menjadi besaran tegangan. Setelah besaran tegangan didapatkan, langkah selanjutnya yaitu mencocokkan nilai tegangan dengan nilai RGB pada objek. Pada gambar, warna objek yang dipantulkan adalah warna merah tua (sesuai dengan panjang gelombang yang diterima), sehingga nilai R = 204, G = 30 dan B = 17. Sekarang nilai RGB diperoleh sehingga layar bisa menampilkan warna apa yang dipantulkan dari objek. Sensor CMOS lebih fleksibel karena membaca setiap pixel secara individual. chip sensor CMOS dibuat dengan cara yang lebih tradisional dengan cara yang sama untuk membuat mikroprosesor.

KELEBIHAN SENSOR CMOS

praktis, keping sensor sudah termasuk rangkaian ADC (camera on a chip) hemat daya berkat integrasi sistem

kecepatan proses responsif (berkat parralel readout structure)

tiap piksel punya transistor sendiri sehingga terhindar dari masalah smearing atau blooming

KEKURANGAN

proses pematangan teknologi (untuk menyamai kualitas CCD perlu biaya besar)

piksel dengan transistor didalamnya menurunkan sensitivitas piksel (area penerima cahaya menjadi berkurang)

KELOMPOK HALL SENSOR

DASAR TEORI

Hall effect sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi medan magnet. Hall Effect sensor akan menghasilkan sebuah tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor tersebut. Sensor ini terdiri dari sebuah lapisan silikon yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik.

Gambar 1. Hall Effect Sensor

Sensor hall effect ini hanya terdiri dari sebuah lapisan silikon dan dua buah elektroda pada masing-masing sisi silikon. Hal ini akan menghasilkan perbedaan tegangan pada outputnya ketika lapisan silikon ini dialiri oleh arus listrik. Tanpa adanya pengaruh dari medan magnet maka arus yang mengalir pada silikon tersebut akan tepat ditengah-tengah silikon dan menghasilkan tegangan yang sama antara elektrode sebelah kiri dan elektrode sebelah kanan sehingga menghasilkan tegangan beda tegangan 0 volt pada outputnya. PRINSIP KERJA

Ketika terdapat medan magnet mempengaruhi sensor ini, maka arus yang mengalir akan berbelok mendekati/menjauhi sisi yang dipengaruhi oleh medan magnet. Ketika arus yang melalui lapisan silikon tersebut mendekati sisi silikon sebelah kiri maka terjadi ketidak seimbangan tegagan output dan hal ini akan menghasilkan sebuah beda tegangan di outputnya.

Semakin besar kekuatan medan magnet yang mempengaruhi sensor ini akan menyebabkan pembelokan arus di dalam lapisan silikon ini akan semakin besar dan semakin besar pula ketidakseimbangan tegangan antara kedua sisi lapisan silikon pada sensor. Semakin besar ketidakseimbangan tegangan ini akan menghasilkan beda tegangan yang semakin besar pada output sensor ini.

Arah pembelokan arah arus pada lapisan silikon ini dapat digunakan untuk mengetahui polaritas kutub medan hall effect sensor ini. Sensor hall effect ini dapat bekerja jika hanya salah satu sisi yang dipengaruhi oleh medan magnet. Jika kedua sisi silikon dipengaruhi oleh medan magnet maka arah arus tidak akan dipengaruhi oleh medan magnet itu. Oleh sebab itu jika kedua sisi silikon dipengaruhi oleh medan magnet yang mempengaruhi magnet maka tegangan outputnya tidak akan berubah.

Sensor Efek-Hall dirancang untuk merasakan adanya objek magnetis dengan perubahan posisinya. Perubahan medan magnet yang terus menerus menyebabkan timbulnya pulsa yang kemudian dapat ditentukan frekuensinya, sensor jenis ini biasa digunakan sebagai pengukur kecepatan.

APLIKASI SENSOR HALL EFFECT

sensor daya

sensor posisi dan pergerakan

Automotive ignition and fuel injection

Wheel rotation sensing Solar car energy management

Electric motor control

Mass ScalesKELEBIHAN SENSOR HALL EFFECT

Tidak terpengaruh terhadap kotoran debu, kelembaban atau getaran.

Karakteristik selalu konstan

KELOMPOK SENSOR INFRAREDDASAR TEORI

Sinar Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya berarti "bawah merah" (dari bahasa Latin infra, "bawah"), merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang.. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah. Sinar Inframerah meliputi daerah frekuensi 1011 Hz Sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm.

Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda. APLIKASI

INTERFACE INPUT ALAMAT 3EDH

Rangkaian aplikasi untuk menghidupkan led melalui PC yang dipasang pada slot ISA. Prinsip kerja rangkaian adalah pertama-tama PC mengirimkan alamat 300H sesuai alamat card interface yang dirancang sehingga output nand gate aktif rendah karena semua inputnya berlogika 1. Output nand gate diumpankan ke kaki E1 IC 74LS 138 yang aktif rendah disamping itu E2 dari pin kontrol AEN dan E3 aktif tinggi dihubungkan ke Vcc maha IC decoder aktif dan siap menyalurkan kondisi input (A, B & C). Dengan alamat 300H maka nilai input A=B=C = 0 dan input kontrol IOW yang aktif rendah maka membuat output gerbang NOR berlogika 1. Output gerbang NOR yang berlogika 1 diumpankan ke CLK (Clock) IC Latch 73LS374 sehingga IC 73LS374 menyalurkan data D0 : D7 ke output Q0 : Q7. Output-output Q yang berlogika 1 akan menghidupkan led.PRINSIP KERJA

Pada rangkaian pemancar tugas hanya pengaturan supaya led infra merah menyala dan tidak kekurangan atau kelebihan daya, oleh karena itu gunakan resistor 680 ohm. Pada rangakaian penerima foto transistor berfungsi sebagai alat sensor yang berguna merasakan adanya perubahan intensitas cahaya infra merah. Pada saat cahaya infra merah belum mengenai foto transistor, maka foto transistor bersifat bagai saklar terbuka sehingga transistor berada pada posisi cut off (terbuka). Karena kolektor dan emitor terbuka maka sesuai dengan hukum pembagi tegangan, tegangan pada kolektor emitor sama dengan tegangan supply (berlogika tinggi). Keluaran dari kolektor ini akan membuat rangkaian counter menghitung secara tidak teratur jika kita tidak meredam bouncing keluaran tersebut ke input couinter. Untuk meredam bouncing serta memperjelas logika sinyal yang akan kita input ke rangkaian counter, kita gunakan penyulut schmitt trigger. Penyulut Schmitt trigger ini sangat berguna bagi anda yang berhubungan dengan rangkaian digital, misal penggunaan pada peredaman bouncing dari saklar-saklar mekanik pada bagian input rangkaian digital.

Rangkaian counter yang digunakan adalah menggunakan IC 4026 (Decade Counter) salah satu ic dari keluarga CMOS. IC counter ini akan mencacah apabila mendapatkan input clock berubah dari logika rendah ke tinggi. IC ini juga langsung bisa hubungkan ke seven segment karena keluarannya dirancang untuk seven segment. Jadi tidak perlu menggunakan IC decoder sebagai pengubah nilai biner menjadi nilai 7-segment.

Untuk mengatur kepekaan sensor bisa memutar potensio VR1 pada titik kritis, atau jika diperlukan anda bisa mengganti R2 dengan nilai yang lebih sesuai. Hal ini bisa saja terjadi mengingat komponen foto transistor mempunyai jenis yang berbeda-beda dan tentunya mempunyai sfesifikasi yang berbeda pula.

KELEBIHAN SENSOR INFRA MERAH

Mempunyai jalur gelombang paling lebar dan menghasilkan bunyi paling baik.

Tidak dipengaruhi oleh transmisi radio

Inframerah digunakan untuk komunikasi jarak dekat, seperti pada remote TV.

KEKURANGAN SENSOR INFRA MERAH- dapat menimbulkan penyakit perlahan seperti kanker.

KELOMPOK SENSOR CAPACITIVE LIQUID LEVEL

DASAR TEORI

Sensor kapasitif dapat merasakan berbagai halGerak, komposisi kimia, Medan Listrikdan secara tidak langsung dapat mengukur berbagai variable yang bisa dikonversikan ke dalam bentuk gerak atau konstanta dielektrik seperti tekanan, percepatan, level fluida dan komposisi fluida. Umumnya terdiri dari elektroda konduktif perasa dalam sebuah komponen dielektrik dengan tegangan eksitasi sekitar 5 v dan rangkaian deteksi yang nantinya mengubah variasi kapasitansi menjadi besaran tegangan, frekuensi atau pulsa. Aplikasi sensor kapasitif ini cukup tak terbatas.

Detector gerak yang mampu mendeteksi pergeseran 10-14 m dengan stabilitas yang bagus, cepat dan bahkan dilingkungan yang cukup ekstrem, dan sensor kapasitif dengan lektroda yang besar mampu mendeteksi sebuah automobile dan mengukur kecepatannya.

Teknologi kapasitif mengganti implementasi silicon dalam accelerometer dan sensor tekanan, dan aplikasi inovatif seperti detector fingerprint dan detector infrared dengan semsor berdimensi micron dan kapasitansi elektroda 10 fF dengan resolusi hingga 5 aF (10-18 F).APLIKASI DAN CARA KERJA

Prinsip Kerja Level detector sesungguhnya adalah mendeteksi besarnya kapasitansi antara ujung probe dengan ground, dimana ground adalah bagian body dari sensor level itu sendiri.Perubahan Tinggi Material kena atau tidak kena bagian probe dari sensor level ini akan mengakibatkan perubahan kapasitansi.

Dan perubahan besaran kapasitansi tersebut mengakibatkan perubahan frekuensi dimana frekuensi ini kemudian dikonversi menjadi tegangan.

Perubahan tegangan inilah yang selanjutnya akan digunakan mengaktifkan relay yang terdapat di Bagian dalam dari Sensor Level ini.

Sensor kapasitif merubah sebuah konstanta waktu yang mengontrol oscillator atau generator pulsa. Karena arus bisa dikontrol pada set limit tertentu, frekuensi oscillator secara langsung menggambarkan level relative cairan. Tepat setelah cairan menyentuh bagian bawah probe (sensor), kapasitansi akan menurunkan frekuensi. semakin tinggi level cairan akan semakin besar kapasitansi menurunkan frekuensi.

Sebuah rangkaiana oscillator sederhana seperti rangkaian ber-IC 555 dapat untuk range frekuensi yang dapat diukur secara mikro. Pada gambar dibawah, terlihat bahwa IC 555 dapat juag digunakan sebagai one-shot monostable multivibrator yang digubakan mengatur penggunaan kapasitansi dalam mengatur lebar pulsa.KELEBIHAN SENSOR CAPACITIVE

stabilitas terhadap temperatur

-stabilitas terhadap waktu

-stabilitas terhadap kelembapan

KEKURANGAN

-Leakage

-Static charge

KELOMPOK LIGHT DEPENDENT SENSOR

DASAR TEORI

LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis resistor yang berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai tahanannya semakin besar, sedangkan cahayanya terang nilainya menjadi semakin kecil.

LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis resistor yang biasa dugunakan sebagai detector cahaya atau pengukur besaran konversi cahaya. Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elekrtroda pada permukaannya.

Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10 M dan dalam keadaan terang sebesar 1 k atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti cadmium sulfide. Dengan bahan ini energy 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 energy listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responnya tterhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi di mana intensitas cahaya berubah secara drastic. Sensor ini akan berubabh nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan cahaya.

Gambar bentuk fisik LDR

PRINSIP KERJA LDR

Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relative kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrit. Artinya pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bida disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.

Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrit. Artinya pada saat cahaya terang, LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi kecil pada saat cahaya terang. Penerapan lain dari sensor LDR ini ialah alarm Pencuri.

Misalnya untuk rangkaian system alarm cahaya (menggunakan LDR) yang aktif ketika terdapat cahaya. Ketika kita akan mengatur kepekaan LDR (Light Dependent Resistor) dalam suatu rangkaian maka kita perlu menggunakan potensiometer. Kita atur letaknya agar ketika mendapat cahaya maka potensiometer akan berbunyi dan ketika tidak mendapat cahaya maka potensiometer tidak akan berbunyi.

Salah satu komponen yang menggunakan sensor cahaya adalah Light Dependent Resistor (LDR), adalah suatu komponen elektronika yang memiliki hambatan yang dapat berubah sesuai perubahan intensitas cahaya, resistensi dari LDR akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya. Pada dasarnya komponen ini merupakan suatu resistor yang memiliki nilai resistensi bergantung pada jumlah cahaya yang jatuh pada permukaan sensor tersebut. LDR dapat dibuat dari semikonduktor beresistensi tinggi yang tidak dilindungi dari cahaya. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan electron memiliki energy yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistensinya.

APLIKASI Sensor pada rangkaian saklar cahaya

Sensor pada lampu otomatis

Sensor pada alarm brankas

Sensor pada tracker cahaya matahari

Sensor pada kontrol arah solar cell

Sensor pada robot line follower

KELOMPOK SENSOR PHOTODIODADASAR TEORI

Photodioda merupakan sebuah jenis sensor yang peka cahaya. Yang dimana photodioda sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Photodioda merupakan sebuah dioda dengan sambungan p-n yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh photodioda ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi photodioda mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.

Simbol dari photodiode sebagai berikut:

Sedangkan bentuk photodioda adalah:

BAHAN DARI PHOTODIODA

Photodioda terbuat dari bahan semikonduktor yaitu silicon (Si), atau Galium Arsenida, dan yang lain adalah Insb, InAs, PbSe. Material-material ini meyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencangkup:2500 11000 untuk silicon, 8000 20,000 untuk GaAs.PRINSIP KERJA

\Daerah sambungan semikonduktor tipe P dan N tempat cahaya masuk harus tipis sehingga cahaya bisa masuk ke daerah aktifnya (active region) atau daerah pemisahnya (depletion region) tempat dimana cahaya diubah menjadi pasangan elektron dan hole.

APLIKASI PADA ROBOT LINE FOLLOWERRobot Line Follower merupakan salah satu aplikasi dari sensor photodiode , dimana pada dasarnya line follower mengikuti garis untuk tetap berada pada jalannya. Biasanya garis yang dipakai berwarna hitam yang akan dikenali oleh sensor photodiode. Cara kerjanya :

Gambar Sensor tidak terkena cahaya

Jika photo dioda tidak terkena cahaya, maka nilai resistansinya akan besar atau dapat kita asumsikan tak hingga. Sehingga arus yang mengalir pada komparator sangat kecil atau dapat diasumsikan dengan logika 0.

Gambar Sensor terkena cahaya

Jika photo dioda terkena cahaya, maka photo dioda akan bersifat sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya akan menjadi kecil, sehingga akan ada arus yang mengalir ke komparator dan berlogika 1.

Untuk yang kedua yaitu perbandingan komparatornya dengan LM324 . Dalam LM324 terdiri dari rangkaian OP Amp. Om Amp digunakan untuk membandingkan input dari sensor. Dimana input akan dibandingkan dari Op Amp IC LM 324 yang output berpulsa high. Sehingga tidak perlu adanya pull up pada outputnya. IC ini dapat bekerja pad range 3 volt sampai 30 volt dan dapat bekerja dengan normal mulai tegangan 6 volt.

KELOMPOK SENSOR PROXIMITY

DASAR TEORI DAN PRINSIP KERJA

Sensor proximityadalah sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu obyek. Prinsip kerjaSensor proximity ini bekerja berdasarkan jarak objek benda ke sensor, ketika benda berada pada jarak yang dekat maka barulah sensor ini bekerja dan menghubungkan ke kontak sensornya dan ke perangkat-perangkat yang terhubung pada sensor misalnya lampu indikator. Ketika sensor ini bekerja dinyatakan dengan adanya lampu indikator led berwarna merah.Sensor Proximity ini di bagi lagi menjadi dua type yaitu inductive Proximity dan Capacitive Proximity.Tipe Proximity berdasarkan objek yang dideteksi Capacitive proximity

Inductive proximity

Berdasarkan type pemasangan, proximity ada 2 macam : Flush dan Non Flush.

Flush maksudnya dalam pemasangannya dapat di benamkan dalam metal.

Non flush maksudnya dalam pemasangannya harus di beri jarak antara proximity dengan benda-benda di sekitarnya.

APLIKASI

Aplikasi sensor proximity :

1. Kapasitif proximity

Pengaplikasian sensor kapasitif proximity ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari hari yaitu pada penggunaaan smartphone. Ketika kita menelepon dan kita mendekatkan telinga atau wajah kita ke hadapan telepon maka secara otomatis layar handphone kita mati. Ini dipengaruhi oleh adanya sensor proximty yang terdapat pada handphone tersebut sehingga mempengaruhi system yang ada pada handphone untuk mematikan layar telephone kita untuk menghemat baterai.

2. Induktif proximity

Pengaplikasian sensor induktif ini dapat kita lihat dalam penggunaan alat pagar otomatis Dimana kita menggunakan PLC sebagai pengontrol, termal overload rela untuk pengaman jika tegangan berlebih dan sensor proximity sendiri sebagai sensor pembaca pagar.

Kelebihan sensor proximity :

1. Tahan terhadap goncangan dan benturan

2. Tahan dari kotoran atau debu

3. Perawatan mudah

Kekurangan sensor proximity :

1. Sensitivitas sensor kurang

KELOMPOK SENSOR ULTRASONIKDASAR TEORI

Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kHz. Dimana telinga kita hanya dapat mendengar bunyi yang mempunyai frekuensi tertentu. Bunyi yang dapat kita dengar dinamakan bunyi audio (Audiosonik). Bunyi audio (audiosonik) mempunyai frekuensi antara 20 Hz sampai 20.000 Hz. Jadi, kita akan dapat mendengar suatu bunyi berkisar 20 Hz 20.000 Hz. Bunyi di bawah 20 Hz atau di atas 20.000 Hz tidak dapat kita dengar. Namun beberapa orang yang memiliki pendengaran tajam dapat saja mendengar bunyi dengan frekuensi di bawah 20 Hz atau di atas 20.000 Hz.Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas. Tetapi pada tekstil dan busa, jenis gelombang ultrasonic ini akan diserap. Frekuensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonik pada aplikasi elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang diinduksikan oleh resonans dengan suatu medan listrik bolak-balik yang dipakaikan (efek piezoelektrik). Pada dasarnya piezoelektrik dapat diartikan sebagai sesuatu yang menghasilkan listrik melalui getaran. Kelebihan gelombang ultrasonik yang tidak dapat didengar, bersifat langsung dan mudah difokuskan. Jarak suatu benda yang memanfaatkan delay gelombang pantul dan gelombang datang seperti pada sistem radar dan deteksi gerakan oleh sensor pada robot atau hewan.PRINSIP KERJA

Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu di depannya. Ping dapat mengukur range jarak antara 3 cm sampai 300 cm tanpa ada kontakfisik dengan jarak yang diukur. Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik. Sensor ultrasonic telah sering kita dengar, sensor ini memiliki frekuensi sebesar 40 kHz. Sensor ini terdiri dari pemancar dan penerima gelombang ultrasonic. Dimana, pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver. Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik. Ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan, dan diterima oleh receiver ultrasonik. Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya diolah untuk menghitung jarak terhadap benda di depannya (bidang pantul). Perlu diperhatikan bahwa Ping tidak dapat mengukur objek yangpermukaannya dapat menyerap suara, seperti busa atau sound damper lainnya. APLIKASI SENSOR ULTRASONIK

Sensor pada parkir mobil

Cara kerja sensor parkir mobil berkaitan dengan gelombang ultrasonik yang dipancarkan melalui pemancar yang ditempatkan di bemper. Gelombang yang menyentuh benda akan dipantulkan kembali dan ditangkap oleh bagian penerima sensor yang kemudian ditampilkan dalam bentuk suara sirine atau display jarak dalam bentuk angka. Sensor ini akan sangat membantu untuk mencegah mobil menabrak sesuatu terutama saat parker

TUGASSENSOR DAN TRANSDUCER

NAMA : FAJAR AFRIANSYAH

(1010952061)DOSEN : MUHAMMAD IMRAN HAMID, MTJURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2014