Tranduser dan Sensor “ Konsep ”

1. Tranduserdan Sensor“Konsep” KurniawanTeguhMartono SistemKomputer UNDIP

2. TujuanPembelajaran • Dapatmenyebutkandefinisidanperbedaan sensor, tranduserdanalatukur • Mampumenyebutkanpersyaratanumumdalammemilih sensor dantranduser • Dapatmenerangkanbeberapajenis sensor dantranduserdalamduniaindustri

3. Pendahuluan • Perkembanganteknologi yang mengalamiperkembangandarimasakemasa di bidangotomatisasi • Misal : • Pabrikdarimenggunakantenagamanusiadigantidengantenagamesin(electro-mechanic, robotic) • Electro Mechanic = Semi otomotis • sistemmanufaktur yang dapatbereaksisecarafleksibelterhadapperubahan-perubahan. • Duamacamperubahansistemitudapatberupaperubahantipeproduk yang akandihasilkan (machine flexibility), maupunperubahanurutan proses dalampembuatanproduktersebut (routing flexibility) • Robotic = full otomatis : • FMS = Flexibke Manufacturing Systems • CIM = Computerized Integrated Manufacture

4. FSM dan CIM

5. Lanjutan… • Model otomatisasipastimemerlukan : • Sensor • Tranduser

6. Input sistemkendali • Berupabesaran: • Fisika • Kimia • mekanik Besaranlistrik

7. Sensor dantranduserpadamanusia

8. Definisi Sensor • Menurutsharon (1982), sensor adalahsuatuperalatan yang berfungsiuntukmendeteksigejala-gejalaatausinyal-sinyal yang berasaldariperubahansuatuenergi: • Listrik • Fisika • Kimia • Bilogi • mekanik Kamerasebagai sensor pengelihatan Telingasebagai sensor pendengan LDR sebagai sensor cahaya

9. DefinisiTranduser • Sebagaisuatuperanti yang dapatmengubahsuatuenergikebentukenergi yang lain. • Bagianmasukandaritransduserdisebutsensor, karenabagianinidapatmenginderasuatukuantitasfisiktertentudanmengubahnyamenjadibentukenergi yang lain.

10. Alatukur • Menurut William Dc (1993), Alatukurmerupakansuatualat yang berfungsimemberikanbatasannilaiatauhargadarigejala-gejalaatausinyal yang berasaldariperubahanenergi • Contoh : • Volt meter • Ampere meter • Speedo meter

11. Pengukuranelektronika • merupakantindakan yang perludilakukanuntukmemastikansuatukomponenelektronikadapatberfungsidenganbaiksesuaidengankebutuhanpemakaian. • Berikutinibeberapacara yang seringdigunakanuntukmengukurdanmengujikomponenelektronika : • Tegangan • Arus • Tahanan

12. Persyaratanumum sensor dantranduser • Menurut D Sharon 1982 : • Linearitas • Sensitivitas • Respon time (tanggapanterhadapwaktu) • Yayan I,B 1998 : • Ukuranfisik • Akurat? • Jangkauan • Pengaruahkuantitas yang sedang di ukur • Ketahanan • Harga • Adaptasi

13. Liniearitas • Ada banyak sensor yang menghasilkansinyalkeluaran yang berubahsecarakontinyusebagaitanggapanterhadapmasukan yang berubahsecarakontinyu. • Contoh : • Sebuahsensor panasdapatmenghasilkantegangansesuaidenganpanas yang dirasakannya. • Dalamkasussepertiini, biasanyadapatdiketahuisecaratepatbagaimanaperubahankeluarandibandingkandenganmasukannyaberupasebuahgrafik.

14. Lanjutan…

15. Sensitivitas • Merupakanukuran yang menunjukanseberapajauhkepekaan sensor terhadapkuantitas yang diukur • Sensistivitas = dinyatakandenganbilangan yang menunjukan “Perubahankeluarandibandingkan unit perubahanmasukan”. • Contoh : • Sensor panas, sensitivitas “satu volt per derajat” • Linearitas sensor jugamempengaruhisensitivitas sensor • Respon linear makasensitivitasjugaakansamauntukjangkauanpengukurankeseluruhan

16. Grafiksensitivitas Sensor akanlebihsensitifpadatemperaratur yang tinggi

17. Tanggapanwaktu • Merupakanseberapacepattanggapannyaterhadapperubahanmasukan.

18. Jenis Sensor danTransduser • Internal sensor • External sensor

19. Internal Sensor • Sensor yang dipasang di dalambodirobot • Digunakanuntukmengamatiposisi, kecepatan, danakselerasiberbagaisambunganmekanikpada robot, da

20. External Sensor • Yaitu sensor yang dipasangdiluarbodirobot • Sensor eksternaldiperlukankarenaduamacamalasanyaitu: • Untukkeamanandan • Untukpenuntun. • Keamanan = perlindunganterhadap robot darikerusakan yang ditimbulkannyasendiri, sertakeamananuntukperalatan, komponen, dan orang-orang dilingkungandimana robot tersebutdigunakan. • Penuntun = digunakanuntukmemandu robot dalammengerjakantugas

21. Contoh : Keamanan • Sebuahrobot bergerakkeposisinya yang barudanmenemuisuatuhalangan, yang dapatberupamesin lain misalnya. Apabila robot tidakmemiliki sensor yang mampumendeteksihalangantersebut, baiksebelumatausetelahterjadikontak, makaakibatnyaakanterjadikerusakan

22. ContohKeamanan 2 • problem robot dalammengambilsebuahSemen. Apabilapada robot dipasangpencengkrammekanik(gripper), maka sensor harusdapatmengukurseberapabesartenagayang tepatuntukmengambilSemen tersebut. Tenaga yang terlalubesarakanmenyebabkanpecahnyasak semen, sedangkanapabilaterlalukecilsak semen akanjatuhterlepas.

23. Contoh : Penuntun • sensor untukpenuntundiharapkancukupcanggihdalampengelasan. Untukmelakukanoperasidenganbaik, robot haruslahmenggerakkantangkailassepanjanggarislas yang telahditentukan, danjugabergerakdengankecepatan yang tetapsertamempertahankansuatujaraktertentudenganpermukaannya.

24. Klasifikasi Sensor • berdasarkanfungsidanpenggunaannya sensor : • Sensor thermal • Sensor Mekanis • Sensor Optik

25. Sensor thermal • Sensor yang digunakanuntukmendeteksigejalaperubahanpanas/temperature/suhupadasuatudimensibendaataudimensiruangtertentu • Contoh : • Bimetal • Termistor • Termokopel • Photo transistor • Photo dioda

26. Sensor mekanis • Sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level • Contoh : • Strain gage, • Linear variable deferential transformer (LVDT), • Proximity, • Potensiometer, • Load cell, • Bourdon tube

27. Sensor Optic • sensor yang mendeteksiperubahancahayadarisumbercahaya, pantulancahayaataupun bias cahaya yang mengernaibendaatauruangan • Contoh : • photo cell, • pyrometer optic

28. Contoh yang lain

29. KlasifikasiTransduser • Self generating transduser (transduserpembangkitsendiri) • External power transduser (transduserdayadariluar)

30. Self generating transduser • Transduseryang hanyamemerlukansatusumberenergi • Contoh : • Piezoelectric, • Termocouple, • Photovoltatic, • Termistor • Ciritransduseriniadalahdihasilkannyasuatuenergilistrikdaritransdusersecaralangsung. • Dalamhalinitransduserberperansebagaisumbertegangan

31. External power transduser • Transduseryang memerlukansejumlahenergidariluaruntukmenghasilkansuatukeluaran • Contoh: • RTD (resistance thermal detector), • Potensiometer, • NTC

32. Kesimpulan • Jadidalammemilih sensor dantranduser : • Apakahukuranfisik sensor cukupmemenuhiuntukdipasangpadatempat yang diperlukan • Apakahiacukupakurat • Apakahiabekerjapadajangkauan yang sesuai • Apakahiaakanmempengaruhikuantitas yang sedangdiukur • Apakahiatidakmudahrusakdalampemakaiannya • Apakahiadapatmenyesuaikandiridenganlingkungannya • Apakahbiayanyaterlalumahal

33. Kuis • Apa yang dimaksuddengan sensor, transduserdanalatukur • JelaskanperbedaanantaraSelf generating transduserdan External power transduser

34. Jawab : 1 • Sensor, suatuperalatan yang berfungsiuntukmendeteksigejala-gejalaatausinyal-sinyal yang berasaldariperubahansuatuenergisepertienergilistrik, energifisika, energikimia, energibiologi, energimekanikdansebagainya • Tranduser, Sebagaisuatuperanti yang dapatmengubahsuatuenergikebentukenergi yang lain. • AlatUkur, sesuatualat yang berfungsimemberikanbatasannilaiatauhargatertentudarigejala-gejalaatausinyal yang berasaldariperubahansuatuenergi

35. Jawab : 2 • Self generating transduseradalahtransduser yang hanyamemerlukansatusumberenergi. Dalamhalinitransduserberperansebagaisumbertegangan. • External power transduseradalahtransduser yang memerlukansejumlahenergidariluaruntukmenghasilkansuatukeluaran.