Dokumen tersebut membahas tentang sensor dan aktuator sebagai komponen penting dalam sistem kendali otomatis, termasuk definisi, karakteristik, klasifikasi dan contoh sensor serta jenis aktuator."

2. PENDAHULUAN (1)
• Model apapun yang digunakan dalam sistem otomasi di industri sangat
tergantung pada keandalan sistem kendali yang digunakan.
• Komponen yang memiliki peranan sangat penting dalam sistem kendali
antara lain yaitu, sensor dan aktuator.
• Ketepatan dan kesesuaian dalam memilih sensor dan aktuator akan sangat
menentukan kinerja dari sistem kendali.
• Sensor berperan seperti panca indera manusia yaitu, indera peraba (kulit),
indera perasa (lidah), indera pendengaran (telinga), indera penciuman
(hidung) atau indera pengelihatan (mata).
• Aktuator berperan seperti penggerak manusia (tangan atau kaki).

3. PENDAHULUAN (2)
Sistem kendali manual
Sistem kendali otomatis

4. PENDAHULUAN (3)
Diagram blok sistem kendali
• Sensor membaca atau mengukur variabel keluaran yang dikendalikan sistem
dan menghasilkan variabel umpan balik
• Aktuator bekerja sesuai variabel terkendali dari kontroler dan menghasilkan
proses yang mempengaruhi plant.

5. PENDAHULUAN (4)
System
Integration
Plant
Fisik
Architectures & Interfacing
Desain
Objectives
Tujuan
Sensors
Pengukur Actuator
Penggerak
Communications
Hubungan
Computing
Komputerisasi
Cost Benefit Analysis
Ekonomis
Homogeneity
Kelemahan
Disturbance & Uncertainty
Performansi
Algoritma
Koordinasi
• Seluruh aspek yang terdapat pada sistem kendali terintegrasi sehingga jika
salah satu mengalami kendala, maka akan mempengaruhi yang lainnya.

6. PENDAHULUAN (5)
Pressure gauge Potensiometer BimentalLDR
Selenoid valve Motor AC Servomotor

7. DEFINISI (1)
• Sensor adalah sebuah peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala
atau sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik,
energi fisika, energi kimia, energi mekanik, dll. D. Sharon, dkk., (1982).
Contoh : diafragma pada microphone berfungsi untuk mendeteksi getaran
suara.
• Sensor menghasilkan sinyal atau memberikan tanggapan terhadap kuantitas
yang diukur atau diamati.
• Secara umum, variabel atau besaran masukan pada sistem kendali adalah
besaran non-listrik, seperti besaran fisika, kimia, mekanis dan sebagainya.
• Besaran non-listrik diubah terlebih dahulu menjadi besaran listrik melalui
sebuah peralatan yang disebut sebagai transduser agar dapat digunakan
pada sistem kendali.

8. DEFINISI (2)
• Transduser adalah sebuah peralatan yang jika digerakkan oleh suatu energi
pada sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam
bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi
berikutnya. Transmisi energi ini dapat berupa listrik, mekanik, kimia, cahaya
(optik), temperatur (suhu), dll. William D.C., (1993).
• Transduser listrik diklasifikasikan menjadi 2 (dua) jenis yaitu,
a. Self generating transducer atau transduser aktif
Hanya memerlukan satu sumber energi. Dapat bekerja tanpa tambahan
energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubahnya sendiri.
Dihasilkan suatu energi listrik dari transduser secara langsung. Transduser
berperan sebagai sumber tegangan.
Contoh : piezoelectric, thermocouple.

9. DEFINISI (3)
b. External power transducer atau transduser pasif
Memerlukan sejumlah energi dari luar untuk menghasilkan suatu keluaran.
Dapat bekerja jika mendapatkan energi tambahan dari luar.
Contoh : LM35, LVDT.
• Apabila letak sensor dan sistem kendali berjauhan, maka keluaran transduser
ditransmisikan melalui peralatan yang disebut sebagai transmiter.
• Transmiter diperlukan untuk mengkondisikan keluaran transduser tertentu
yang tidak mungkin ditransmisikan karena alasan akurasi.
• Transmiter adalah sebuah peralatan yang berfungsi untuk memperkuat atau
mengkondisikan keluaran transduser agar dapat ditransmisikan melalui media
tertentu (listrik, pneumatik) tanpa mengganggu akurasi pembacaannya.
Contoh : level transmitter, flow transmitter.

10. DEFINISI (4)
• Peralatan yang selalu melengkapi dan mengiringi keberadaan sensor,
transduser dan transmiter dalam sistem kendali adalah alat ukur.
• Alat ukur adalah sebuah peralatan yang berfungsi memberikan batasan nilai
atau harga tertentu dari gejala atau sinyal yang berasal dari perubahan suatu
energi. William D.C., (1993).
Contoh : pressure gauge, termometer air raksa.
TransduserSensor Transmiter Alat Ukur
Variabel Varibel
Masukan Keluaran
Terminologi sensor, transduser,
transmiter dan alat ukur

11. PEMILIHAN SENSOR (1)
• Dalam memilih sensor yang tepat sesuai dengan sistem kendali yang akan
dibuat, maka perlu diperhatikan persyaratan umum berikut ini. D. Sharon,
dkk., (1982).
Linieritas :
Sensor menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara kontiniu sebagai
tanggapan terhadap masukan yang berubah secara kontiniu juga.

12. PEMILIHAN SENSOR (2)
Sensitivitas :
Menunjukkan tingkat kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur.
Dinyatakan dengan bilangan yang menunjukan “perubahan keluaran
dibandingkan perubahan masukan”. Linieritas sensor juga mempengaruhi
sensitivitas sensor. Apabila tanggapan sensor linier, maka sensitivitas sensor
juga sama untuk seluruh jangkauan pengukuran.
Tanggapan waktu :
Menunjukkan kecepatan tanggapan sensor terhadap perubahan masukan.

13. PEMILIHAN SENSOR (3)
Pemilihan
sensor
Biaya
Ukuran
Fisik
Akurasi
Adaptasi
Kuantitas
Jangkauan
Tidak Mudah
Rusak

14. KARAKTERISTIK SENSOR (1)
• Karakteristik sensor adalah gambaran parameter sensor pada keadaan tunak
(steady state).
• Karakteristik sensor meliputi ;
a. Akurasi d. Sensitivitas g. Histeresis.
b. Presisi e. Resolusi
c. Toleransi f. Linieritas
• Akurasi adalah ketepatan atau ketelitian sensor dalam memberikan hasil
pembacaan. Beberapa cara untuk menyatakan akurasi yaitu,
a. Dalam variabel pembacaan
Contoh : termometer dengan skala 0-100 °F dan akurasi 1 °F. Artinya jika
keluarannya menunjukkan 60 °F, maka nilai sebenarnya adalah
59-61 °F.

15. KARAKTERISTIK SENSOR (2)
b. Dalam prosentase range atau span
Contoh : pressure transmiter dengan range 100-400 psi dan akurasi 0.5 %
span (akurasinya : 0.5 % x (400-100) psi = 1.5 psi). Artinya jika
keluarannya menunjukkan 200 psi, maka nilai sebenarnya adalah
198.5-201.5 psi.
c. Dalam persentase skala maksimum (FS : Full Scale)
Contoh : voltmeter dengan skala maksimum 200 V dan akurasi 1 % FS
(akurasinya : 1 % x 200 V = 2 V). Artinya jika keluarannya
menunjukkan 180 V, maka nilai sebenarnya adalah 178-182 V.
d. Dalam persentase pembacaan
Contoh : level transmiter dengan akurasi 5 % output. Artinya jika
keluarannya menunjukkan 40 L (akurasinya : 5 % x 40 L = 2 L),
maka nilai sebenarnya adalah 38-42 L.

16. KARAKTERISTIK SENSOR (3)
• Presisi adalah kemampuan sensor untuk menghasilkan ulang keluaran yang
sama pada pembacaan yang berulang-ulang (repeatability) dengan interval
waktu yang singkat.
Contoh : voltmeter dengan repeatability 0.2 %. Artinya jika pembacaan
sebenarnya 100 V (repeatability : 0.2 % x 100 V = 0.2 V) kemudian
dilakukan pembacan berulang (misalnya 10 kali), maka keluarannya
akan berkisar 99.8-100.2 V.
Terminologi akurasi dan presisi

17. KARAKTERISTIK SENSOR (4)
• Toleransi adalah kesalahan (error) maksimum sensor.
Contoh : thermistor dengan toleransi 1 %. Artinya jika keluarannya
menunjukkan 25.25 °C (toleransinya : 1 % x 25.25 °C = 0.25 °C),
maka nilai sebenarnya adalah 25 °C.
• Sensitivitas adalah perubahan keluaran sensor yang terjadi ketika kualitas
pembacaannya berubah.
Contoh : timbangan berkapasitas 250 g dengan sensitivitas 1 mg. Artinya
timbangan dapat dibebani dengan berat maksimum 250 g dan
perubahan berat yang dapat dideteksinya adalah 1 mg.
• Resolusi adalah perubahan minimal masukan sensor yang diperlukan untuk
menghasilkan perubahan yang dapat dideteksi oleh keluaran sensor.
Contoh : LVDT dapat mengukur perpindahan secara linier sampai 1 inch.

18. KARAKTERISTIK SENSOR (5)
Artinya jika keluarannya bernilai 0-10 V, maka resolusinya adalah
1 : 10 atau 0.1 inch/V.
• Linieritas adalah hubungan masukan dan keluaran sensor berbanding lurus.
Contoh : thermocouple dengan linieritas 1 %. Artinya jika dilakukan
pengukuran temperatur dengan rentang kenaikan berbeda-beda,
maka hubungan masukan dan keluaran sensor akan menyimpang
dengan selisih sebesar + 1 %.
Linieritas

19. KARAKTERISTIK SENSOR (6)
• Histeresis adalah perbedaan hasil pembacaan sensor.
Contoh : termometer digunakan untuk mengukur fluida dengan temperatur
60 °C, maka keluarannya akan berbeda jika sesaat sebelumnya
termometer telah digunakan untuk mengukur fluida dengan
temperatur 20 °C atau 100 °C.
Histeresis

20. SENSOR - COMPARE

21. SENSOR - DATASHEET

22. KLASIFIKASI SENSOR (1)
• Secara umum, berdasarkan fungsi dan penggunaannya, sensor dapat
diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) yaitu,
a. Sensor temperatur adalah sensor yang mendeteksi gejala perubahan
temperatur (suhu) pada suatu dimensi benda atau ruang tertentu.
Contoh : bimetal, thermistor, RTD.
b. Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi gejala perubahan gerak
mekanis seperti posisi, tekanan, level, aliran, dll.
Contoh : potensiometer, straingauge, microphone.
c. Sensor cahaya adalah sensor yang mendeteksi gejala perubahan cahaya
dari sumber, pantulan atau bias cahaya yang mengenai benda atau ruang
tertentu.
Contoh : photoresistor, photodiode, phototransistor.

23. KLASIFIKASI SENSOR (2)
Thermistor
Straingauge
Phototransistor
RTD
Microphone

24. KLASIFIKASI SENSOR (3)
• Berdasarkan penempatannya, sensor dapat diklasifikasikan menjadi 2 (dua)
yaitu,
a. Sensor internal adalah sensor yang ditempatkan di dalam perangkat
dengan tujuan untuk mengamati kecepatan, percepatan, posisi, dll.
Contoh : gyroscope, accelerometer.
b. Sensor eksternal adalah sensor yang ditempatkan di luar perangkat
dengan tujuan sebagai penuntun atau pelindung dari kerusakan.
Contoh : ultrasonic, camera.
Gyroscope Ultrasonic

25. KLASIFIKASI SENSOR (4)
• Berdasarkan perubahan lingkungan atau besaran yang dideteksinya, sensor
dapat diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) yaitu,
a. Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan
hukum fisika.
Contoh : thermocouple, piezoelectric, LDR.
b. Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia
dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik yang
melibatkan reaksi kimia.
Contoh : sensor oksigen, sensor pH, sensor TDS (Total Dissolve Solid).
c. Sensor biologi adalah sensor yang menggabungkan senyawa aktif biologi
atau hayati dengan suatu transduser yang bekerja secara fisikokimia
(cahaya, elektrokimia, dll.).
Contoh : sensor glukosa, sensor protein, sensor hormon.

26. KLASIFIKASI SENSOR (5)
Piezoelectric
Sensor oksigen
Thermocouple
Piezoresistive

27. KLASIFIKASI SENSOR (6)
• Klasifikasi sensor lainnya yaitu,
a. Sensor aktif adalah sensor yang mengamati objek menggunakan energi
yang berasal dari sensor tersebut.
Contoh : radar, ultrasonic.
b. Sensor pasif adalah sensor yang menggunakan energi yang berasal dari
objek yang diamati.
Contoh : photodiode, photovoltaic.
Sensor aktif Sensor pasif

28. KLASIFIKASI SENSOR (7)
c. Sensor analog adalah sensor yang menghasilkan sinyal keluaran kontinu
yang sebanding dengan besaran ukur.
Contoh : LM35, LVDT.
d. Sensor digital adalah sensor yang menghasilkan sinyal keluaran diskrit
atau biner (0 dan 1).
Contoh : proximity, limit switch.
Sinyal kontiniu Sinyal diskrit

29. KLASIFIKASI SENSOR (8)
Proximity
Limit switch
Photodiode
LVDT
LM35

30. AKTUATOR
• Aktuator diperlukan karena sinyal terkendali yang dihasilkan oleh kontroler
tidak cukup mampu menghasilkan proses yang mempengaruhi plant.
• Aktuator adalah sebuah perangkat pada sistem kendali yang berfungsi
sebagai penggerak untuk mentransformasikan keluaran kontroler menjadi
gerakan mekanis yang berupa gerakan linier atau rotasi.
• Sensor disebut juga sebagai transduser masukan, sedangkan aktuator
disebut juga sebagai transduser keluaran.
• Secara umum, berdasarkan sumber daya atau tenaganya, aktuator dapat
diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) yaitu,
- Aktuator listrik
- Aktuator pneumatik
- Aktuator hidrolik.

31. AKTUATOR LISTRIK
• Aktuator listrik adalah sebuah perangkat yang berfungsi untuk mengubah
sinyal listrik menjadi gerakan mekanis berupa gerakan linier atau rotasi.
Contoh : relay, motor, solenoid.
Relay Selenoid
Motor

32. AKTUATOR PNEUMATIK – HIDROLIK (1)
• Aktuator pneumatik adalah sebuah perangkat yang memanfaatkan udara
bertekanan menjadi gerakan mekanis berupa gerakan linier atau rotasi.
• Aktuator hidrolik adalah sebuah perangkat yang memanfaatkan fluida
bertekanan menjadi gerakan mekanis berupa gerakan linier atau rotasi.
• Udara atau fluida bertekanan akan menggerakkan piston secara linier atau
rotor secara rotasi.
• Aktuator pneumatik atau hidrolik dapat diklasifikasikan menjadi 2 (dua)
yaitu,
a. Selinder kerja tunggal (single acting) ; udara atau fluida bertekanan
diberikan melalui satu saluran yang berfungsi sebagai saluran masuk atau
keluar untuk menggerakkan piston atau rotor ke satu arah. Memilik pegas
yang berfungsi untuk mengembalikan piston atau rotor ke posisi semula.

33. AKTUATOR PNEUMATIK – HIDROLIK (2)
b. Selinder kerja ganda (double acting)
Udara atau fluida bertekanan diberikan melalui dua saluran yang berfungsi
sebagai saluran masuk atau keluar untuk menggerakkan piston atau rotor
ke satu arah atau berlawanan. Tidak memiliki pegas pengembali.
Selinder kerja ganda
Selinder kerja tunggal

34. AKTUATOR PNEUMATIK – HIDROLIK (3)
Hidrolik rotor
Hidrolik piston
Pneumatik piston
Pneumatik rotor

35. AKTUATOR - COMPARE

36. AKTUATOR - DATASHEET