Materi PRE

1. SENSOR DAN TRANDUSER

2. PENGERTIAN
Sensor adalah jenis alat yang digunakan untuk
mendeteksi dan mengubah besaran mekanis,
magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi besaran
listrik (tegangan, arus, hambatan).
Tranduser adalah suatu peranti yang dapat
mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain.

4. JENIS SENSOR
Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan
dalam rangkaian elektronik antara lain :
 Sensor Cahaya
 Sensor Suhu
 Sensor Gerak
 Sensor Ultrasonik

5. SENSOR CAHAYA
 Foto Voltaic
Adalah alat sensor sinar yang mengubah energi
sinar langsung menjadi tegangan listrik.
Contoh : solar cell
 Foto Konduktif
Adalah alat sensor yang mengubah energi sinar
menjadi perubahan konduktivitas (daya hantar).
Apabila permukaan alat ini gelap, intensitas cahaya
rendah maka konduktivitas (daya hantar) juga
rendah (resistansi tinggi). Dan sebaliknya. Apabila
permukaan alat ini terang, intensitas cahaya tinggi,
maka kondukivitas (daya hantar) juga tinggi
(resistansi rendah)
Contoh : LDR, Photo Dioda, Photo Transistor

6. SOLAR SEL
 Menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5
volt per sel pada sinar matahari penuh.
 Contoh penerapan pada kalkulator atau jam.
 Dalam skala yang lebih besar diterapkan sebagai
pembangkit listrik DC tenaga surya (matahari).

7. LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR)
 Resistansi LDR (Light Dependent Resistor) akan
berubah seiring dengan perubahan intensitas
cahaya yang mengenainya atau yang ada di
sekitarnya.
 Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ
dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau
kurang.
 Contoh penerapan pada lampu otomatis untuk
penerangan jalan

8. PHOTO DIODA
 Sama seperti LDR, photo diode juga akan
mengubah besaran cahaya yang diterima menjadi
perubahan konduktansi pada kedua kakinya,
semakin besar cahaya yang diterima semakin tinggi
juga nilai konduktansinya dan sebaliknya.
 Pada photo diode walaupun nilai konduktansi tinggi
(resistansi rendah) tetapi arus listrik hanya dapat
dialirkan satu arah saja dari kaki Anoda ke kaki
Katoda.
 Photo dioda sering digunakan pada aplikasi
penerima cahaya infra merah ataupun pada
aplikasi sensor pembaca garis pada robot line
follower atau line tracert.

9. PHOTO TRANSISTOR
 Photo transistor prinsip kerjanya sama halnya
dengan transistor pada umumnya, fungsi bias
tegangan basis pada transistor biasa digantikan
dengan besaran cahaya (infra red) yang diterima
photo transistor. Pada saat photo transistor
menerima cahaya (infra red) maka nilai konduktansi
kaki kolektor dan emitor akan naik (resistansi kaki
kolektor-emitor turun).

10. SENSOR SUHU
 Sensor suhu Thermocouple
 Sensor RTD (Resistance Temperature Detector)
 Sensor Termistor
 Sensor suhu IC
 Sensor Infrared pyrometer
 Sensor Bimetal

11. SENSOR SUHU TERMOKOPEL
 Termokopel terbuat dari dua buah kabel dari jenis
logam yg berbeda, yang ujungnya, hanya ujungnya
saja, disatukan (dilas). Titik penyatuan ini disebut
hot junction.
 Prinsip kerjanya memanfaatkan karakteristik
hubungan antara tegangan (volt) dengan
temperatur. Setiap jenis logam, pada temperatur
tertentu memiliki tegangan tertentu pula.
 Pada temperatur yang sama, logam A memiliki
tegangan yang berbeda dengan logam B, terjadilah
beda tegangan (kecil sekali, miliVolt) yang dapat
dideteksi. Contoh penerapan : pada termometer
digital, boiler, mesin press, oven

12. SENSOR SUHU RTD
 RTD (Resistant Temperature Detector= Detector
Suhu Tahanan):
adalah sebuah alat yang digunakan untuk
menentukan nilai suatu temperatur dengan
memberikan nilai tahanan. Semakin panas
benda tersebut, semakin besar atau semakin
tinggi nilai tahanan listriknya,
begitu juga sebaliknya.
Contoh : PT100, jika suhu 00 C,
resistansinya 100 ohm

13. THERMISTOR
 Adalah resistor yang peka atau sensitif terhadap
suhu. Ada 2 jenis, yaitu : PTC dan NTC.
 PTC (Positive Temperature Coefisien) = nilai
resistansinya naik jika suhu naik.
 NTC (Negative Temperature Coefisien) = nilai
resistansinya turun jika suhu naik.

14. SENSOR SUHU IC (LM35)
 Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian
IC yang peka terhadap suhu
 Suhu lingkungan ini diubah menjadi tegangan listrik
oleh rangkaian di dalam IC, dimana perubahan
suhu berbanding lurus dengan perubahan
tegangan output. Pada seri LM35
Vout=10 mV/oC
 Tiap perubahan 1oC akan menghasilkan perubahan
tegangan output sebesar 10mV. Jadi jika Vout =
530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad
Celcius, jika Vout = 320mV, maka suhu terukur
adalah 32 derajad Celcius.

15. SENSOR INFRA RED PHYROMETER
 adalah sensor suhu yang dapat mengukur suhu
dari jarak jauh tanpa melakukan kontak langsung
dengan objek yang akan diukur.
 Infrared pyrometer biasa digunakan dalam keadaan
yang khas, seperti dalam kasus yang berhubungan
dengan objek bergerak atau berputar (misalnya:
roller, belt conveyor, atau mesin-mesin yang
bergerak ), atau dimana pengukuran non-kontak
diperlukan karena kontaminasi atau alasan
berbahaya (seperti tegangan tinggi), jarak objek
yang di ukur terlalu jauh, atau juga dimana suhu
yang akan diukur terlalu tinggi untuk sensor yang
pengukurannya berkontak langsung dengan objek

16. SENSOR BIMETAL
 adalah sensor suhu yang
terbuat dari dua buah lempengan
logam yang berbeda koefisien muainya (α)
yang direkatkan menjadi satu.
 Bila suatu logam dipanaskan maka akan terjadi
pemuaian, besarnya pemuaian tergantung dari jenis
logam dan tingginya temperatur kerja logam tersebut.
Bila dua lempeng logam saling direkatkan dan
dipanaskan, maka logam yang memiliki koefisien muai
lebih tinggi akan memuai lebih panjang. Oleh karena
perbedaan reaksi muai tersebut maka bimetal akan
melengkung kearah logam yang muainya lebih rendah.
 Contoh penerapan : pada setrika, motor kipasangin,
kulkas, rice cooker,

18. SENSOR GERAK
 Sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Misalnya saja ketika kita hendak memasuki pintu
mall, bank, atau gedung perkantoran yg pintunya
akan membuka dengan sendirinya, bel yang
otomatis berbunyi ketika kita memasuki pintu,
seperti “Selamat Datang”; “Assalamu’alaikum”.
 Komponen yang dipakai dalam sensor gerak ini
dinamakan Passive Infrared Sensors atau disingkat
PIR

19. ACTUATOR
 Mengubah listrik menjadi Energi Cahaya : LED
(Light Emitting Diode), LCD, Lampu, Tabung CRT
 Mengubah listrik menjadi Gerakan (motion) : Motor
 Mengubah listrik menjadi Panas : Heater
 Mengubah sinyal listrik menjadi Suara :
Loudspeaker, earphone
 Mengubah sinyal listrik menjadi gelombang
electromagnet : antenna pemancar

20. 20
TRANSDUSER
Transduser dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah :
1. Transducer Electromagnetic, seperti Antenna, Tape Head/Disk
Head, Magnetic Cartridge.
2. Transducer Electrochemical, seperti Hydrogen Sensor, pH Probes.
3. Transducer Electromechanical, seperti Rotary Motor,
Potensiometer, Air flow sensor, Load cell.
4. Transducer Electroacoustic, seperti Loadspeaker, Earphone,
Microphone, Ultrasonic Transceiver.
5. Transducer Electro-optical, seperti Lampu LED, Dioda Laser,
Lampu Pijar, Tabung CRT.
6. Transducer Thermoelectric, seperti komponen NTC dan PTC,
Thermocouple.

21. PERSAYARATAN TRANDUSER
 Linearitas, yaitu kemampuan untuk menghasilkan
karakteristik masukan-keluaran yang linear
 Sensitivitas, menunjukan seberapa jauh kepekaan
sensor terhadap kuantitas yang diukur.
 Tanggapan Waktu (Time Response), yaitu keluaran
segera mengikuti masukan dengan bentuk dan besa
yang sama
 Kekuatan, maksudnya ketahanan atau proteksi pada
beban lebih
 Stabilitas, yaitu kesalahan pengukuran yang kecil dan
tidak begitu banyak terpengaruh oleh faktor-faktor
lingkungan
 Repeatability, yaitu kemampuan untuk menghasilkan
kembali keluaran yang sama ketika digunakan untuk
mengukur besaran yang sama dalam kondisi yang
sama

22. LINEARITAS
Penyebab ketidaklinearan yang diketahui :
 Dead zone
 Saturasi
 Logaritmis
 Kuadratis

23. EVALUASI
Jawablah dengan singkat dan tepat !
1. Apa yang dimaksud dengan tranduser, sensor dan
actuator ?
2. Apa yang dimaksud dengan Fotovoltaic dan
Fotokonduktif, sebutkan contoh komponennya!
3. Sebutkan macam-macam komponen sensor suhu !
4. Sebutkan 2 macam thermistor dan jelaskan prinsip
kerjanya
5. Jika Vout LM35 = 0,5 Volt berapa suhu yang terukur ?
6. Apa yang dimaksud dengan bimetal?
7. Sebutkan komponen-komponen yang merupakan
tranducer elektroakustik!
8. Sebutkan komponen-komponen yang merupakan
tranducer elektromagnetik!
9. Sebutkan persyaratan tranduser !
10. Sebutkan penyebab ketidaklineran suatu tranduser!