Sensor dan transduser (30 juni 2020)

Oleh :
Pamor Gunoto, MT
01/07/2020 Mekatronika 1
TEKNIK ELEKTRO
Universitas Riau Kepulauan
Batam

Sensor
o Sensor adalah piranti yang mentransform
(mengubah) suatu nilai (isyarat/energi) fisik ke nilai
fisik yang lain
o Menghubungkan antara fisik nyata dan industri
elektrik dan piranti elektronika
o Di dunia industri berguna untuk monitoring,
controlling, dan proteksi
o Sering disebut juga dengan Transduser

 Sensor umumnya dikategorikan menurut parameter yang
diukur dan sangat berperan penting dalam bidang industri

Karakteristik Sensor
 Range dan Span
Batasan maksimum variabel yang dapat diukur oleh sensor
 Error
Perbedaan pengukuran oleh sensor antara hasil pengukuran dengan variabel yang
diukur. Error = hasil pengukuran – yang sebenarnya
 Akurasi
Harga terdekat dari sensor dapat diukur dari harga sebenarnya
Akurasi 5% dari 2000C adalah 100C
 Sensitivitas
Perbandingan respon sensor terhadap variabel yang diukur
Sensitivitas 5 ohm/0C
 Hysteresis Error
Kemampuan sensor untuk dapat menampilkan perubahan output sebanding dengan
perubahan input (Linieritas)
 Repeatability
Kemampuan sensor agar dapat menampilkan hasil output yang sama terhadap
variabel input yang sama
 Resolusi
Kemampuan sensor dalam pembacaan perubahan input yang sangat kecil

Jenis Sensor
 Berdasarkan parameternya sensor dapat dibagi
menjadi
1. Sensor Posisi (position sensor)
Contoh : potensiometer, LVDT, optical rotary
encoder
2. Sensor Kecepatan (velocity sensor)
Contoh : optical dan direct current tachometer
3. Sensor Proximity (proximity sensor)
Contoh : limit switch, hall effect switch
4. Sensor Beban (load sensor)
Contoh : strain gauge

Jenis Sensor
5. Sensor Tekanan (pressure sensor)
Contoh : tabung bourdon, bellows
6. Sensor Temperature (temperature sensor)
Contoh : termokopel, resistance temperature detector
(RTD) , termistor,
7. Sensor Aliran (flow sensor)
Contoh : pelat orifice, flowmeter magnetik

Jenis Sensor
Potensiometer
LVDTEncoder Optik
Manometer
Kecepatan putaran
Hall efek

Jenis Sensor
RTD
Bourdon
termokopel
Strain Gauge
Flow Meter

Jenis Sensor
Pressure sensor

Blok Diagram Sensor
measurand
Primary
Transduction
Secondary
Transduction
Isyarat
input
Isyarat
output

Jenis Sensor
 Sensor Pasive
Mengkonversi sifat-sifat/isyarat fisik atau kimia ke
dalam isyarat yang lain tanpa bantuan sumber
energi
Contoh : termocouple (2 kabel)
 Sensor Aktive
Mengkonversi sifat-sifat/isyarat fisik atau kimia ke
dalam isyarat yang lain dengan bantuan sumber
energi
Contoh : Proximity Switch (3 kabel atau lebih)

Proximity Sensor
 Merupakan sensor yang mendeteksi keberadaan dari suatu
objek tanpa melakukan kontak fisik
 Proximity sensor dapat digunakan pada :
Objek yang akan dideteksi terlalu kecil
Respon cepat dan kecepatan switching diperlukan,
misalnya dalam menghitung
Objek yang diindra melalui pembatas non metalik seperti
: kaca, plastik dan karton kertas
Lingkungan yang berbahaya dimana sistem terproteksi
dengan baik dan tidak diharapkan adanya kontak
mekanik
Sistem pengendali elektronik cepat yang membutuhkan
sinyal masukan bebas pantulan

Cara Kerja
 Sensor ini bekerja berdasarkan jarak object terhadap sensor
 Ketika ada object logam yang mendekat kepadanya dengan jarak yang sangat
dekat sekitar 5 mm, maka sensor akan bekerja dan menghubungkan kontaknya,
kemudian melalui kabel yang tersedia bisa dihubungkan ke perangkat lainnya
seperti lampu indikator, relay dll.
 Pada saat sensor ini sedang bekerja atau mendeteksi adanya logam (besi) maka
akan ditandai dengan lampu kecil berwarna merah atau hijau yang ada dibagian
atas sensor, sehingga memudahkan kita dalam memonitor kerja sensor atau ketika
melakukan preventive maintenace.
 Hampir setiap mesin - mesin produksi yang ada di setiap industri, baik itu industri
kecil ataupun besar, menggunakan sensor jenis ini.

Proximity Switch
Detektor Logam Detektor Non Logam

Inductive Proximity Sensor
Adalah peralatan sensor yang diaktifkan oleh objek logam.
Inductive proximity ini dapat diaktifkan baik dalam keadaan axial ataupun
radial.
Cara kerja berdasarkan perubahan medan magnet

Capasitive Proximity Sensor
Adalah Sensor yang diaktifkan oleh material konduktif ataupun non
konduktif seperti kayu, plastik, cairan dan sebagainya
Cara kerja berdasarkan perubahan medan listrik

Beberapa Penggunaan

Limit Switch
 Bekerja berdasarkan mekanik berdasarkan posisi (ON-OFF)

Magnetik Switch
 Sensor ini terdiri dari dua plat kontak yang terproteksi
penuh dalam ruang kaca yang yang mempunyai gas
proteksi
 Reed relay ini cepat, lebih handal dan menghasilkan
penyimpangan yang lebih kecil dibandingkan dengan saklar
elektromekanik konvensional
 Biasa disebut juga dengan Reed Relay, biasanya pada
silinder pneumatik

Sensor Cahaya
 Sensor cahaya yang paling sering dipakai adalah fotovoltaic
atau sel surya, dimana sensor ini merubah energi cahaya
menjadi energi listrik
 Photoconductive (Photoresistive) merupakan salah
transduser cahaya yang sering dipergunakan. Energi cahaya
yang jatuh pada photoresistive akan mengakibatkan
perubahan resistansi pada cell, jika cahaya gelap maka
resistansi akan naik dan sebaliknya

Sensor Cahaya
􀂄 Photovoltaic 􀂄 Photoconductive
􀂄 Photodioda 􀂄 LDR

Photoelectric Sensor
1. Reflective-type Photoelektrik Sensor
Dipergunakan untuk mendeteksi cahaya yang dipantulkan
dari objek
2. Through Beam-Photoelektrik sensor dipergunakan untuk
mengukur perubahan kuantitas cahaya yang diakibatkan
dari adanya objek yang melewati aksis optiknya

Photoelektrik Switch
Reflektif Separate

Kemampuan Photoelektrik Sensor
 Deteksi Non Kontak
Proses deteksi ini tidak akan mengakibatkan
kerusakan baik pada target ataupun sensor
 Deteksi target virtual
Proses deteksi ini didasarkan pada jumlah
cahaya yang diterima atau perubahan dalam
jumlah cahaya yang dipantulkan. Metode ini
memungkinkan untuk mendeteksi target yang
terbuat dari beberapa material, misalnya kaca,
logam, plastik, kayu ataupun cairan
 Jarak deteksi yang jauh
Mampu mendeteksi jarak sekitar 1 meter
(reflektive) dan 10 meter (Through beam)
 Diskriminasi warna
Sensor ini memiliki kemampuan untuk
mendeteksi cahaya dari objek berdasarkan
reflektansi dan penyerapan cahaya dari warna
tersebut
 Deteksi dengan keakuratan tinggi
Dengan sistem optikal yang unik dan sirkit
elektronik presisi memungkinkan mendeteksi
objek dengan keakuratan tinggi

Teknologi Barcode
 Paling banyak diimplementasikan dibidang industri
 Berfungsi untuk memasukkan data secara cepat dan akurat
 Simbol barcode terdiri dari 30 karakter yang dikodekan menjadi bentuk yang dapat
dibaca oleh mesin
 Scanner Barcode adalah alat yang digunakan untuk mengoleksi data
 Sumber cahaya dari scanner akan memancarkan cahaya ke barcode, kemudian
bagian yang hitam akan menyerap cahaya, sehingga bagian yang putih akan
memantulkan cahaya, dan kemudian photodetektor akan mengumpulkan cahaya
dalam bentuk sinyal elektronik, dedode yang menerima sinyal tersebut akan
dikonversikan menjadi karakter yang mempresentasikan simbol barcode tersebut

Ultrasonic Sensor
 Sensor ini dioperasikan dengan mengirim gelombang ultrasonic
(40KHz) pada target dan mengukur waktu yang dibutuhkan
gelombang untuk memantul kembali.
 Waktu yang dibutuhkan ini sebanding dengan jarak target yang diukur
 Reflektivitas gelombang suara dipermukaan cairan akan sama dengan
permukaan padat, tetapi bila pada foam akan diserap
Sobj = c .t / 2

Sensor Jarak
 Dengan mengirimkan sinyal ultrasonik kemudian dihitung lama
waktu sampai terdengar suara pantulan
 Jarak dapat dihitung dengan mengalikan kecepatan suara
(344,4 m/s) dengan waktu pantulan kemudian hasilnya dibagi
2.
 Contoh lama waktu pantulan adalah 1 detik, maka jaraknya
adalah (344,4 x 1 detik)/2 = 172 m

Penggunaan Ultrasonic

Pressure Sensor
 Adalah sensor yang mengubah tegangan mekanik menjadi sinyal listrik
(biasanya sensor Strain Gauge)
 Prinsip yang diterapkan adalah bahwa konduktor akan memiliki
resistansi yang berbeda pada sisi panjang dan mendatarnya
 Apabila suatu bidang ditekan maka akan merubah konduktor dan akan
terjadi perubahan resistansi

Displacement Sensor
 Pergeseran (displacement)
mengacu pada posisi suatu objek
fisik terhadap suatu titik referensi
tertentu.
 Pergeseran bisa linier atau angular
dan potensiometer dapat digunakan
untuk mengukur perubahan linier
atau angular

LVDT
(Linier Variable Differential Transformer)
 Adalah displacement sensor yang paling banyak digunakan di industri
 Biasanya digunakan untuk mengendalikan level air dalam tangki

Inductive Sensor
Primary Secondary Displacement Sensor

LVDT RVDT
Inductive Sensor

Temperatur Sensor
 Terdapat 4 jenis :
1. Thermocouple
2. Resistance Temperature Detectors (RTD)
3. Thermistor
4. Integrated Circuits (IC)

Thermocouple
 Terdiri dari sepasang konduktor (metal) yang tidak
sama jenisnya
 Satu sambungan untuk pengukuran dan satu lagi
untuk sistem referensi (acuan), sehingga bila terjadi
perbedaan suhu maka akan tegangan DC akan
dibangkitkan

RTD
 Konsep ini berdasar bahwa hambatan elektrik pada
logam bervariasi sebanding dengan suhu
 Biasanya logam yang dipakai adalah platina, karena
platina sangat bagus pada batas suhu, linieritas,
stabilitas dan repeatibility

Thermistor
 Adalah berdasarkan perubahan suhu akan
mengakibatkan perubahan resistansi
 Jika suhu naik maka resistansi akan turun dan
sebaliknya
 Merupakan sensor yang sangat sensitif

Integrated Circuit (IC)
 Menggunakan chip silikon sebagai pengindera suhu
 Biasanya digunakan pada pengukuran suhu yang mempunyai range
yang sangat besar
PN-Juction Sensor

Sensor Kecepatan
1.Tachometer Sensor
 Merupakan magnet permanen DC generator kecil. Jika generator
berputar akan menghasilkan tegangan DC yang sebanding dengan
kecepatan motor
 Biasanya dikopel dengan motor

Encoder Sensor
 Sensor yang berfungsi mengkonversi gerak linier dan rotasi
menjadi sinyal digital
 Rotary Encoder memonitor gerak rotasi dari peralatan

Flow (Aliran ) Sensor
 Adalah menggunakan prinsip mengkonversi energi
kinetik dalam aliran fluida menjadi bentuk yang
dapat diukur (listrik)

Flow sensor

SEMOGA BERMANFAAT

Sensor dan transduser (30 juni 2020)

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Sensor dan transduser (30 juni 2020)

Similar to Sensor dan transduser (30 juni 2020) (20)

More from Pamor Gunoto

More from Pamor Gunoto (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Sensor dan transduser (30 juni 2020)