Pengertian Sensor Dan Macam-macam Sensor

Macam-Macam Sensor

Sensor adalah device atau komponen elektronika yang digunakan untuk merubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa di analisa dengan menggunakan rangkaian listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

I. PengertianSensor adalah device atau komponen elektronika yang digunakan untuk merubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa di analisa dengan menggunakan rangkaian listrik.

Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya, sensor suhu, dan sensor tekanan.

Jenis sensor secara garis besar bisa dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

1. Sensor fisika2. Sensor Kimia

Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hokum-hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika yaitu :

- Sensor cahaya- Sensor suara- Sensor suhu- Sensor gaya- Sensor percepatan

Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimi menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu :

- Sensor PH- Sensor Gas- Sensor oksigen- Sensor Ledakan- dll

untuk selanjutnya pembahsan kita akan lebih difokuskan pada jenis Sensor Fisika dan implementasinya dalam rangkaian elektronika sederhana

Sensor cahayaSensor cahaya adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Dipasaran sudah begitu luas penggunaan nya.Komponen yang termasuk dalam Sensor cahaya yaitu :

- LDR ( Light Dependent Resistor )LDR adalah sebuah resistor dimana nilai resistansinya akan berubah jika dikenaicahaya.- PhotoDiodaPhoto dioda adalah sebuah dioda yang apabila dikenai cahaya akan memancarkan electron sehingga akan menalirkan arus listrik.- PhototransistorPhototransistor adalah sebuah transistor yang apabila dikenai cahaya akan mengalirkan electron sehingga akan terjadi penguatan arus seperti pada sebuah transistor.- OptocouplerOptocoupler adalah sebuah komponen kopling berbasis optik.

a) Fotovoltaic atau sel solarAdalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel solar silikon yang modern pada dasarnya adalah sambungan PN dengan lapisan P yang transparan. Jika ada cahaya pada lapisan transparan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, jadi menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5 volt per sel pada sinar matahari penuh. Sel fotovoltaic adalah jenis tranduser sinar/cahaya seperti pada gambar 1.

Gambar 1. Cahaya pada sel fotovoltaik menghasilkan tegangan

b) Fotokonduktif

Gambar 2.(a) Sel Fotokonduktif ; (b) Cahaya pada sel fotokonduktif mengubah harga resistansi

Energi yang jatuh pada sel fotokonduktif akan menyebabkan perubahan tahanan sel. Apabila permukaan alat ini gelap maka tahanan alat menjadi tinggi. Ketika menyala dengan terang tahanan turun pada tingkat harga yang rendah. Seperti terlihat pada gambar 2.

Sensor suara

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaan nya.Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu :

- MicrophoneMicropone adalah komponen elektronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkn oleh gelobang suara akan menghasilkan sinyal listrik.- dll

Sensor suhu

Sensor suhu adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suhu menjadi besaran listrik dan dipasaran sudah begitu luas penggunaan nya.Komponen yang termasuk dalam sensor suhu yaitu?

- NTCNTC adalah komponen elektronika dimana jika dikenai panas maka tahanan nya akan naik.- PTCPTC adalah komponen elektronika dimana jika terkena panas maka tahannany akan semakin turun

Ada 4 jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan :

a) Thermocouple

Thermocouple pada pokoknya terdiri dari sepasang penghantar yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi membentuk “hot” atau sambungan pengukuran yang ada ujung-ujung bebasnya untuk hubungan dengan sambungan referensi. Perbedaan suhu antara sambungan pengukuranmdengan sambungan referensi harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai thermocouple.

(a) (b)

Gambar 3. (a)Thermocouple ; (b) Simbol thermocouple

b) Detektor Suhu Tahanan

Konsep utama dari yang mendasari pengukuran suhu dengan detektor suhu tahanan (resistant temperature detector = RTD) adalah tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu. Kesebandingan variasi ini adalah presisi dan dapat diulang lagi sehingga memungkinkan pengukuran suhu yang konsisten melalui pendeteksian tahanan. Bahan yang sering digunakan RTD adalah platina karena kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas.

(a) (b)

Gambar 4. (a) Detektor suhu tahanan (b) Simbol RTD

c) Thermistor

Adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif. Karena suhu meningkat, tahanan menurun dan sebaliknya. Thermistor sangat peka (perubahan tahanan sebesar 5 % per ³C) oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil di dalam suhu.

Gambar 5. (a) Thermistor

d) Sensor Suhu Rangkaian Terpadu (IC)

Sensor suhu dengan IC ini menggunakan chip silikon untuk elemen yang merasakan (sensor). Memiliki konfigurasi output tegangan dan arus. Meskipun terbatas dalam rentang suhu (dibawah 200 ³C), tetapi menghasilkan output yang sangat linear di atas rentang kerja.

Gambar 6. (a) Sensor suhu IC;

4) Sensor Tekanan

Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang.

Daya yang diberikan pada kawat menyebabkan kawat bengkok sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah tahanannya, seperti terlihat pada gambar 7. Aplikasi umum-pengukuran tekanan balok

(a) Jenis kawat

(b) Jenis foil

(c) Jembatan pengukur rangkaian Ukuran regangan

c. Rangkuman 1

1. Sensor digunakan untuk mendeteksi dan sering mengukur adanya sesuatu

2. Sensor biasanya dikategorikan dengan apa yang diukur

3. Fotovoltaic atau sel solar adalah sensor cahaya mengubah energi cahaya langsung menjadi energi listrik

4. Pengukur regangan kawat bekerja pada prinsipnya bahwa tahanan penghantar berubah dengan panjang dan luas penampang

5. Thermocouple pada prinsipnya menggunakan perbedaan suhu antar sambungan penghantar menyebabkan terbangkitnya tegangan DC yang kecil

Transduser (Inggris: transducer) adalah sebuah alat yang mengubah satu bentuk daya menjadi bentuk daya lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan ukuran atau informasi (misalnya, sensor tekanan). Transduser bisa berupa peralatan listrik, elektronik, elektromekanik, elektromagnetik, fotonik, atau fotovoltaik. Dalam pengertian yang lebih luas, transduser kadang-kadang juga didefinisikan sebagai suatu peralatan yang mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal lainnya.Contoh yang umum adalah pengeras suara (audio speaker), yang mengubah beragam voltase listrik yang berupa musik atau pidato, menjadi vibrasi mekanis. Contoh lain adalah mikrofon, yang mengubah suara kita, bunyi, atau energi akustik menjadi sinyal atau energi listrik.

Suatu definisai mengatakan “transducer adalah sebuah alat yang bila digerakkan oleh energi di dalam sebuah sitem transmisi, menyalusrkan energi dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi kedua”. Transmisi kedua ini bisa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau termal (panas).

Sebagai contoh, definisi transducer yang luas ini mencakup alat-alat yang mengubah gaya atau perpindahan mekanis menjadi sinyal listrik. Alat-alat ini membentuk kelompok transducer yang sangat besar dan sangat penting yang lazim ditemukan dalam instrumentasi industri; dan ahli instrumentasi terutama berurusan dengan jenis pengubahan energi ini. Banyak parameter fisis lainnya (seperti panas, intensitas cahaya, kelembaban) juga dapt diubah menjadi energi listrik dengan menggunakan transducer. Transducer-transducer ini memberikan sebuah sinyal keluaran bila diransang oleh sebuah masukan yang bukan mekanis; sebuah transmistor bereaksi terhadap variasi temperatur; sebuah fotosel bereaksi terhadap perubahan intensitas cahaya; sebuah berkas elektron terhadap efek-efek maknetik, dan lain-lain. Namun dalam semua hal, keluaran elektris yang diukur menurut metoda standar memberikan besarnya besaran masukan dalam bentuk ukuran elektris analog.

Transducer dapat dikelompokan berdasakan pemakaiannya, metoda pengubahan energi, sifat dasar sinyal keluaran dan lain-lain. Tabel dibawah menunjukan suatu pengelompokan transducer berdasarkan prinsip listrik yang tersangkut. Bagian pertama tabel tersebut memberi daftar transducer yang memberikan daya luar. Ini adalah transducer pasif, yang memberi tambahan dalam sebuah parameter listrik seperti halnya tahanan, kapasitansi dan lain-lain yang dapat diukur sebagai suatu perubahan tegangan atau kuat arus. Kategori berikutnya adalah transducer jenis pembangkit sendiri, yang menghasilkan suatu tegangan atau arus analog bila dirangsang dengan suatu bentuk fisis energi. Transducer pembangkit sendiri tidak memerlukan daya dari luar.

[sunting] Tabel Pengelompokan Transducer

Transduser Pasif (daya dari luar)

Parameter listrik dan kelas transduser

Prinsip kerja dan sifat alat Pemakaian alat

PotensiometerPerubahan nilai tahanan karena posisi kontak bergeser

Tekanan, pergeseran/posisi

Strain gagePerubahan nilai tahanan akibat perubahan panjang kawat oleh tekanan dari luar

Gaya, torsi, posisi

Transformator selisih (LVDT)

Tegangan selisih dua kumparan primer akibat pergeseran inti trafo

Tekanan, gaya, pergeseran

Gage arus pusarPerubahan induktansi kumparan akibat perubahan jarak plat

Pergeseran, ketebalan

Transduser Aktif (tanpa daya luar)

Parameter listrik dan kelas transduser

Prinsip kerja dan sifat alat Pemakaian alat

Sel fotoemisifEmisi elektron akibat radiasi yang masuk pada permukaan fotemisif

Cahaya dan radiasi

PhotomultiplierEmisi elektron sekunder akibat radiasi yang masuk ke katode sensitif cahaya

Cahaya, radiasi dan relay sensitif cahaya

TermokopelPembangkitan ggl pada titik sambung dua logam yang berbeda akibat dipanasi

Temperatur, aliran panas, radiasi

Generator kumparan putar (tachogenerator)

Perputaran sebuah kumparan di dalam medan magnet yang membangkitkan tegangan || Kecepatan, getaran

PiezoelektrikPembangkitan ggl bahan kristal piezo akibat gaya dari luar

Suara, getaran, percepatan, tekanan

Sel foto teganganTerbangkitnya tegangan pada sel foto akibat rangsangan energi dari luar

Cahaya matahari

Termometer tahanan (RTD)

Perubahan nilai tahanan kawat akibat perubahan temperatur || Temperatur, panas

Hygrometer tahananTahanan sebuah strip konduktif berubah terhadap kandungan uap air

Kelembaban relatif

Termistor (NTC)Penurunan nilai tahanan logam akibat kenaikan temperatur

Temperatu