MAKALAH

SENSOR DAN TRANDUSER

“Sensor Kecepatan ”

Disusun oleh :

M. Shafa Rinardi 11/320401/DPA/04128

Firman Dwijayaa K. 11/320415/DPA/04142

Aditya Herman P. 11/321000//DPA/04166

Kelompok : 22/B

PROGRAM STUDI

D3 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Kehidupan manusia di era maju sekarang ini tidaklah lepas dari

perkembangan teknologi yang sangat pesat. Alat kesehatan, alat rumah

tangga, alat perkantoran, industri dan sebagainya sekarang sudah

menggunakan peralatan elektronik yang canggih dan mudah dioperasikan.

Peralatan elektronik yang otomatis sejak kemunculannya dan sampai

sekarang masih diandalkan oleh manusia. Peralatan tersebut mampu

mengurangi beban kerja manusia dan dapat beroperasi lebih cepat dari

kemampuan manusia dan biasanya digunakan pada industri. Peralatan

yang otomatis dibutuhkan beberapa perangkat elektronik seperti sensor

elektronik, kontroller, dan aktuator yang sistem kerjanya menyerupai indra

manusia, otak manusia dan tangan manusia.

1.2. TUJUAN

Dengan adanya makalah ini dapat menambah wawasan serta

mempermudah dalam memahami cara kerja suatu perangkat elektronik

yang mendukung dalam otomatisasi alat elektronik yang digunakan dalam

kehidupan sehari-hari dan di industri.

1.3. RUANG LINGKUP MATERI

Perangkat elektronik yang akan dibahas ialah sensor elektronik.

Sensor elektronik yakni perangkat yang sering digunakan karena mudah

dalam penggunaan serta dapat dihubungkan dengan perangkat elektronik

yang lain sehingga munculah istilah alat otomatis. Sensor yang akan

dibahas yakni sensor untuk mengetahui jarak suatu benda dengan benda

yang lain atau dari satu titik ke titik yang lainnya.

BAB II

DASAR TEORI Sensor berasal dari dua kata bahasa inggris yaitu Sense dan –or. Menurut

KBBI kata Sense memiliki arti pengertian, guna, perasaan, pendirian dan indera

sedangkan –or yakni kata imbuhan ‘yang melakukan’. Jadi sensor ialah alat yang

dapat merasakan rangsangan dan perubahan fisik dari lingkungan dan atau suatu

benda tertentu yang diubah menjadi besaran-besaran yang lain sehingga dapat

diukur dan direkam. Sensor pada umumnya mengubah rangsangan-rangsangan

menjadi besaran tegangan (analog) yang dapat diukur dengan voltmeter dan

besaran digital yang dapat direkam dan diolah.

Sensor juga sebagai tranduser yakni selain merasakan rangsangan namun

sekaligus merubah rangsangan menjadi besaran listrik yaitu tegangan, arus dan

tahanan. Fungsi diatas kemudian disebut sebagai tranduser input sedangkan untuk

tranduser ouput yakni komponen yang mengubah tarnduser input tersebut menjadi

besaran lain atau alat penunjuk lain. Sensor diklasifikan berdasarkan hubungannya

dengan tranduser yakni sensor langsung dan sensor kompleks. Sensor langsung

yang dimaksud ialah pada saat sensor merasakan rangsangan dari lingkungan atau

benda maka langsung ditunjukkan dengan besaran pengukuran, sedangkan sensor

kompleks yakni ketika sensor merasakan rangsangan dari lingkungan atau benda

tidak dapat ditunjukkan secara langsung namun harus melalui proses pengolahan

dari tegangan analog menjadi sinyal digital.

Berdasarkan kegunaannya sensor dibagi menjadi tiga yaitu, thermal sensor

yang bekerja mendeteksi panas dan perubahannya dan digunakan sebagai acuan

pengukuran suhu, mechanic sensor yang bekerja mendeteksi perubahan gerak

mekanis, seperti getaran, perpindahan atau pergeseran posisi, gerak lurus dan

melingkar, tekanan dan aliran, lalu optic sensor yang bekerja mendeteksi

perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang

mengenai benda atau ruangan.

Rangsangan yang diterima oleh sensor yaitu rangsangan listrik seperti

arus, tegangan dan konduktivitas, rangsangan magnet seperti medan magnet, garis

magnet dan permebalitas, rangsangan optik yaitu gelombang cahaya, kecepatan

gelombang cahaya, indeks refraksi, emisi, refleksi dan absorption, rangsangan

mekanis yaitu posisi, percepatan, gaya, tekanan, massa, kerapatan, torsi,

kecepatan alir, kelembaman, getas, viskositas, dan struktur, rangsangan radiasi

yaitu tipe, energi dan intensitas, rangsangan panas yaitu suhu, flux, pemansan,

konduktivitas thermal.

BAB III

Sensor Pengukur Jarak

Sensor jarak adalah sebuah sensor mampu mendeteksi keberadaan suatu

benda tanpa adanya kontak fisik. Sensor jarak memancarkan gelombang suara

atau berkas radiasi elektromagnetik (inframerah), dan mencari perubahan dalam

bidang atau sinyal kembali. Sensor jarak menggunakan satuan jarak sebagai hasil

dari pengukuran terhadapa jarak. Berikut beberapa sensor yang dapat digunakan

sebagai pengukur jarak secara otomatis.

3.1. SENSOR JARAK ULTRASONIK

Sensor ini memanfaatkan gelombang suara ultrasonik yang dipancarkan

kemudian menerima gelombang suara kembali yang dipantulkan oleh

suatu benda atau penghalang didepannya. Rumus penghitungan jarak oleh

sensor ini adalah sebagai berikut.

Lama waktu tempuh gelombang suara yang dikirim kemudian diterima

kembali ialah lama waktu tempuh gelombang suara dari pengirim menuju

ke benda atau penghalang ditambah lama waktu tempuh gelombang suara

pantul dari benda atau penghalang menuju penerima.

Kecepatan yang digunakan ialah kecepatan rambat gelombang suara

diudara dan digunakans ebagai acuan penghitungan

Nilai jarak yang didapatkan ialah hasil dari perkalian antara kecepatan

rambat suara dengan lama waktu tempuh gelombang suara yang

dipantulkan oleh benda.

Salah satu sensor jarak ultrasonik yang diproduksi oleh pabrik dan

telah dikemas dengan baik serta mudah dalam penggunaanya yaitu sensor

jarak ultrasonik SRF–04. Sensor jarak tersebut bekerja dengan

memantulkan gelombang suara ultrasonik dengan frekuensi 40 KHz yang

dipancarkan menuju benda atau penghalang yang ada didepannya.

Sensor jarak SRF – 04 memiliki nilai pembacaan jarak yang di

intepretasikan menjadi sinyal PWM agar dapat dianalisa oleh ic

mikrokontroller pada umumnya melalui kaki ADC. Sinyal PWM yang

dihasilkan oleh sensor ini memilki tegangan puncak atas sebesar 5 volt dan

tegangan puncak bawah sebesar 0 volt dengan panjang lebar pulsa

tertentu. Panjang lebar pulsa ini akan berubah seiring berubahnya posisi

benda atau penghalang yang ditempatkan didepan sensor. Berikut wujud

dari sensor SRF-04.

Penggunaan sensor ini ditujukan untuk dapat digunakan dan diolah

oleh IC mikrokontroller. Kaki-kaki sensor terdiri dari suplai tegangan 5

volt, ground, Trigger (input) dan Echo (output). Prnggunaan sensor ini

mula-mula memberikan sinyal trigger selama 10 us kemudian program

akan melakukan perulangan hingga echo bernilai 1 kemudian lebar pulsa

echo akan direkam sampai nilai keluaran echo bernilai 0. Pulsa yang

berhasil direkam jika dilakukan operasi perhitungan dengan membagi

dengan 58 maka akan dihasilkan satuan centimeter sedangkan mmbagi

dengan 148 maka akan didapatkan satuan inchi. Sensor ini dapat

mengukur jarak maksimal 3 meter dan jarak minimal 2 cm. Berikut

diagram waktu sensor SRF-04.

3.2. SENSOR JARAK INFRAMERAH

Sensor jarak ini memanfaatkan sinar pantul yang dipancarkan oleh

dioda LED Infra Red yang dimodulasikan kemudian diterima oleh sensor

kemudian dilakukan pengolahan sinyal.

Salah satu jenis sensor jarak infra merah yang banyak dikenal dan

digunakan yaitu sensor SHARP GP2D12. Sensor ini memiliki sumber

cahaya infra merah yang dipancarkan kemudian sensor perekam yang telah

dikembangkan oleh perusahaan SHARP akan merekam sinar pantul yang

berasal dari benda atau penghalang didepannya kemudian hasil

pengukurannya berupa nilai tegangan. Berikut wujud dari sensor tersebut

Sensor ini bekerja dengan mengirim pancaran sinar infra merah

yang telah dimodulasikan kemudian sinar akan dipantulkan oleh benda

atau penghalang kemudian sinar datang akan direkam oleh sensor. Sinar

infta merah yang dimodulasikan dengan frekuensi tertentu akan

mempengaruhi waktu pancar sinar dari pemancar ke penerima dengan

kecepatan cahaya. Hasil penerimaan akan mempengaruhi perubahan

tegangan keluaran dengan resolusi pengukuran efektif dari 10 cm hingga

80 cm. Pada jarak minimum yaitu 10 cm tegangan keluaran sebesar 2,6

volt dan pada jarak makimum yaitu 80 cm tegangan keluarannya sebesar

0,4 volt. Cara penggunaan sensor ini dengan IC mikrokontroller ialah

dengan menghubungkan kaki tegangan keluaran pada kaki ADC pada

mikrokontroller. Penghitungan ADC tegangan keluaran dari sensor pada

mikrokontroller ialah menggunakan rumus perhitungan sebagai berikut.

BAB IV

KESIMPULAN

Keunggulan dari sensor jarak ultrasonik yang telah dipaparkan memiliki

spesifikasi pengukuran yang jauh lebih baik daripada sensor jarak infra merah.

Disisi lain keunggulan sensor jarak inframerah dapat melakukan pengukuran jarak

berdasarkan bidang pantul dengan permukaan bermacam-macam kareana tidak

seperti sensor ultrasonik yang akan mengalami kesalahan pengukuran ketika

bidang pantul memiliki wujud fisik yang lembam dan dapat meredam gelombang

suara.