JENIS-JENIS SENSOR

Sensor adalah sebuah transducer yang digunakan untuk

mengkonversi besaran fisik diatas menjadi besaran listrik

sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu

(Sumbodo, Wirawan. 2008 :647). Contoh; Camera sebagai

sensor penglihatan, telinga sebagai sensor pendengaran.

a. Sensor Cahaya

Sensor cahaya adalah sebuah alat yang digunakan untuk

mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Prinsip

kerja dari alat ini adalah mengubah energi dari foton

menjadi elektron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan

satu elektron.

Gambar 1. Bentuk dan simbol sensor cahaya

Fotovoltaic (Solar Cell/Fotocell)

Berfungsi untuk mengubah sinar matahari menjadi arus

listrik DC. Tegangan yang dihasilkan sebanding dengan

intensitas cahaya yang mengenai permukaan solar cell.

Semakin kuat sinar matahari tegangan dan arus listrik DC

yang dihasilkan semakin besar.

1

(a)

(b)

Gambar 2. (a) Kontruksi dasar ; (b) Simbol

Prinsip Kerja

Bila cahaya jatuh pada solar cell, depletion layer akan

berkurang dan elektron berpindah melalui hubungan “pn”.

Besarnya arus yang mengalir sebanding dengan perpindahan

elektron yang ditentukan intensitas cahayanya. 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.

Fotoconductiv

Berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi

perubahan konduktivitas. Kebanyakan komponen ini terbuat

dari bahan cadmium selenoide atau cadmium sulphide.

(a) (b)

2

Gambar 3. (a) Bentuk ; (b) Simbol

Prinsip Kerja dan Tipe tipe

Energi pancaran cahaya yang jatuh pada pertemuan “pn”

menyebabkan sebuah elektron berpindah ke tingkat energi

yang lebih tinggi. Elektron berpindah ke luar dari valensi

band meninggalkan hole sehingga membangkitkan pasangan

elektron bebas dan hole.a.

LDR (Light Dependent Resistor) berfungsi untuk mengubah

itensitas cahaya menjadi hambatan listrik. Semakin banyak

cahaya yang mengenai permukaan LDR hambatan listrik semakin

besar. Fotodiode berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya

menjadi konduktivitas dioda.

Foto diode sejenis dengan dioda pada umummya,

perbedaannya pada foto diode ini adalah dipasangnya sebuah

lensa pemfokus sinar untuk memfokuskan sinar jatuh pada

pertemuan ”pn”.

Fototransistor berfungsi untuk mengubah intensitas

cahaya menjadi konduktivitas transistor. Fototransistor

sejenis dengan transistor pada umummya. Bedanya, pada foto

transistor dipasang sebuah lensa pemfokus sinar pada kaki

basis untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan ”pn”.

3

Gambar 4. Karakteristik fotoconducti

b. Sensor Suhu

Thermokopel

Berfungsi sebagai sensor suhu rendah dan tinggi, yaitu

suhu serendah 3000F sampai dengan suhu tinggi yang

digunakan pada proses industri baja, gelas dan keramik yang

lebih dari 30000F. Thermokopel dibentuk dari dua buah

penghantar yang berbeda jenisnya (besi dan konstantan) dan

dililit bersama.

Gambar 6. Kontruksi thermokopel

Prinsip Kerja

Jika salah satu bagian pangkal lilitan dipanasi, maka

pada kedua ujung penghantar yang lainakan muncul beda

potensial (emf). Thermokopel ditemukan oleh Thomas Johan

Seebecktahun 1820. Tegangan keluaran emf (elektro motive

force) thermokopel masih sangat rendah, hanya beberapa mili

volt. Thermokopel bekerja berdasarkan perbedaan pengukuran.

Oleh karena itu jika ukntuk mengukur suhu yang tidak

diketahui, terlebih dulu harus diketahui tegangan Vc pada

suhu referensi (reference temperature). Bila thermokopel

digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi makaa akan muncul

4

tegangan sebesar Vh. Tegangan sesungguhnya adalah selisih

antara Vc dan Vh yang disebut net voltage (Vnet).

Thermistor

Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi

resistansi/hambatan listrik yang berbanding terbalik dengan

perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin kecil

resistansi. Thermistor dibentuk dari bahan oksida logam

campuran, kromium, kobalt, tembaga, besi atau nikel.

Gambar 7. Kontruksi thermistor

Pemakaian Thermistor

Pemakaian thermistor didasarkan pada tiga karakteristik

dasar, yaitu: karakteristik R (resistansi) terhadap T

(suhu), karakteristik R (resistansi) terhadap t (waktu),

karakteristik V (tegangan) terhadap I (arus).

Gambar 8. Karakteristik sensor thermistor

5

RTD (Resistance Temperature Detectors)

Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi

resistansi/hambatan listrik yang sebanding dengan perubahan

suhu. Semakin tinggi suhu, resistansinya semakin besar. RTD

terbuat dari sebuah kumparan kawat platinum pada papan

pembentuk dari bahan isolator. RTD dapat digunakan sebagai

sensor suhu yang mempunyai ketelitian 0,03 0C dibawah 5000C

dan 0,1 0C diatas 10000C.

Gambar 9. Kontruksi sensor RTD

Prinsip Kerja

Bila RTD berada pada suhu kamar maka beda potensial

jembatan adalah 0 Volt. Keadaan ini disebut keadaan

setimbang. Bila suhu RTD berubah maka resistansinya juga

berubah sehingga jembatan tidak dalam kondisi setimbang.

Hal ini menyebabkan adanya beda potensial antara titik A

dan B. Begitu juga yang berlaku pada keluaran penguat

diferensial.

6

Gambar 11. Karakteristik sensor RTD

IC lM35

Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi tegangan tertentu

yang sesuai dengan perubahan suhu.

Gambar 12. Kontruksi IC LM35

Prinsip Kerja IC LM35

Tegangan keluaran rangkaian bertambah 10 mV/0C. Dengan

memberikan tegangan referensi negatif (-Vs) pada rangkaian,

sensor ini mampu bekerja pada rentang suhu -550C –1500C.

Tegangan keluaran dapat diatur 0 V pada suhu 00C dan

ketelitian sensor ini adalah ±10C.

7

Gambar 13. Kurva sensor IC LM35

c. Sensor Tekanan

Sensor tekanan - sensor ini memiliki transduser yang

mengukur ketegangan kawat, dimana mengubah tegangan mekanis

menjadi sinyal listrik. Dasar penginderaannya pada

perubahan tahanan pengantar (transduser) yang berubah

akibat perubahan panjang dan luas penampangnya.

Prinsip Kerja :

Perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan

posisi inti kumparan sehingga mengakibatkan perubahan

induksi magnetik pada kumparan. Kumparan yang digunakan

adalah kumparan CT (center tap), dengan demikian apabila

inti mengalami pergeseran maka induktansi pada salah satu

kumparan bertambah sementara induktansi pada kumparan yang

lain berkurang. Kemudian pengubah sinyal berfungsi untuk

mengubah induktansi magnetik yang timbul pada kumparan

menjadi tegangan yang sebanding.

LVDT (Linear Variabel differential Transformer).

8

Gambar 14. Kontruksi LVDT

Prinsip kerja:

Apabila tekanan dalam tabung bertambah, maka tabung

akan bergerak menyusut dan bila tekanan pada tabung

berkurang, maka tabung akan bergerak mengembang. Pergerakan

tabung tersebut akam membuat inti LVDT akan tertekan dan

tertarik ujung tabug sehingga LVDT akan menghasilkan nilai

induktansi magnetik. Selain digunakan sebagai sensor

tekanan LVDT juga bisa diaplikasikan untuk sensor perubahan

posisi dan untuk mengubah induksi magnetik LVDT menjadi

listrik.

Gambar 15. Karakteristik LVDT

9

Tabung Bourdon

Gambar 16. Kontruksi sensor tabung bourdon

Prinsip Kerja

Perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan

posisi inti kumparan sehingga mengakibatkan perubahan

induksi magnetik pada kumparan. Kumparan yang digunakan

adalah kumparan CT (center tap), dengan demikian apabila

inti mengalami pergeseran makain duktansi pada salah satu

kumparan bertambah sementara induktansi pada kumparan

yanglain berkurang. Kemudian pengubah sinyal berfungsi

untuk mengubah induktansi magnetik yang timbul pada

kumparan menjadi tegangan yang sebanding

.

Gambar 17. Karakteristik Tabung Bourdon

d. Sensor Gaya

10

Berfungsi untuk mengubah gaya, beban, torsi dan

regangan menjadi resistansi/hambatan. Sensor ini terbuat

dari kawat tahanan tipis berdiameter sekitar 1 mm. Kawat

tahanan yang biasa digunakan adalah campuran dari bahan

konstantan (60 % Cu dan 40 % Ni). Prinsip kerja dari sensor

ini tentu sesuai dengan namanya, yaitu untuk deteksi adanya

gaya yang ditimbulkan oleh suatu rangsangan yang masuk

dalam suatu alat. 

Bonded strain gage

Gambar 18. Kontruksi sensor BSG

Susunan kawat tahanan di dalamnya berliku-liku sehingga

memudahkan pendeteksian terhadap gaya tekanan yang tegak

lurus dengan arah panjang lipatan kawat, karena tekanan

akan menarik kabel sehingga meregang. Dengan meregannya

starin gage, maka terjadi perubahan resistansi kawat.

Jenis strain gage yang dibentuk dengan kawat tahanan

yang terpasang lurus dan simetris. Jika papan atau rangka

mendapat tekanan dari luar, maka resistansinya akan

bertambah. Strain gage dipasang/ditempelkan pada logam yang

lentur yang dengan permukaan yang rata agar saat logam

meregang strain gage juga ikut meregang tetapi tidak

bergeser dar posisinya. Dengan melengkungnya besi/logam

11

membuat strain gage melengkung juga/meregang sehingga

resistansinya berubah

e. Sensor Kecepatan

Gambar 19. Sensor kecepatan (rpm)

Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses

kebalikan dari suatu motor, dimana suatu poros/object yang

berputar pada suatui generator akan menghasilkan suatu

tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object.

Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan

sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul

saat medan magnetis terjadi.

Tachometer adalah sebuah generator kecil yang

membangkitkan tegangan DC ataupun tegangan AC. Tachometer

DC dan AC bekerja pada medan konstan.pengukuran RPM

(kecepatan putaran poros) didasarkan pada arus listrik yang

dihasilkan.

f. Sensor Suara

12

Gambar 20. Sensor ultrasonic

Sensor suara adalah sensor yang memiliki cara kerja

merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada

dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan

cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon

genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja

berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang

mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya

membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran

tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut

menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang

dihasilkannya. Salah satu komponen yang termasuk dalam

sensor ini adalah Microphone atau Mic. Mic adalah komponen

eletronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang

digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal

listrik.

g. Sensor Gerak

Sensor dari PIR tersebut bisa menangkap sebuah

aktivitas halus seperti halnya menafsirkan bilamana

terdapat seseorang yg beralih tempat menuju luar radius

sensornya. Secara umum komponen sensor gerak ini memiliki

bentuk kecil,  konsumsi dayanya rendah dan tak cepat aus

serta harganya relatif mahal. Komponen ini selain acap kali

disebut PIR, juga biasa dinamakan IR gerak atau

Piroelektrik. Tentunya komponen yang kita bahas ini berbeda

ya dgn komponen sensor cahaya sebagaimana artikelnya telah

saya tulis sebelumnya di blog ini. Berikut adalah gambaran

dari sensor PIR:

13

Gambar 21. Bentuk sensor gerak PIR

Prinsip kerja dari komponen ini adalah sebagai pengukur

energi infra merah yg ditangkap oleh sensor didalam PIR

tersebut.  Infra merah yang diukur tersebut tidak bisa

dihasilkan sendiri oleh komponen ini, karena itu komponen

ini dinamakan sbg komponen pasif. Trus darimanakan cahaya

Inframerah yang digunakan untuk indikator ada-tidaknya

sinar yg dideteknis komponen ini? Secara singkat, dapat

kita gambarkan langkah kerja sensor gerak itu dilapangan

karena adanya panas. Sebagaimana kita ketahui bahwa energi

dari infra merah itu adalah hasil dari panas. Hewan dan

Manusia merupakan makhluk hidup yang bisa memproduksi panas

alami walaupun energi panas yang dikeluarkannya terbilang

kecil, yakni rata-rata sekitar sembilan hingga sepuluh

mikrometer enerti infra red.

14

Gambar 22. Kontruksi sensor gerak

Biasanya radius spektrum komponen ini sebagaimana yang

digambarkan diatas bisa sampai ke lima meter, sehingga

layak dan efektif untuk dibuat menjadi Sensor Gerak. Coba

perhatikan lagi gambar diatas, terlihat bahwa komponen ini

tak bisa menafsirkan berapa banyakkah jumlah dari manusia

yg berada di sektor area radius sensor. Namun demikian

sensor bisa menafsirkan telah terjadi berbubahnya energi

panas atau inframerah di radiusnya. Sip dah, sekian dulu ya

tulisan kali ini. Moga bisa membantu sobat semua untuk

mengerti mengenai sensor gerak.

h. Sensor Proximity

Gambar 23. Sensor Proximity

Pengenalan Sensor Proximity

Sensor proximity merupakan suatu komponen yang

berfungsi untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu objek.

Sensor proximity dapat mendeteksi keberedaan benda

disekitarnya tanpa ada kontak fisik dengan benda tersebut.

Cara kerja sensor proximity ini yaitu dengan memancarkan

medan elektromagnetik dan mencari perubahan bentuk medan

elektromagnetik pada saat benda di deteksi. Contoh medan

elektromagnetik yang sering digunakan yaitu sinar infra

15

merah. Jika benda telah terdeteksi maka sinyal infra red

 tersebut akan merubah bentuk sinyal dan mengirimkan

sinyal kembali ke sensor dan memberitahukan bahwa di depan

sensor terdapat benda. Target sensor yang berbeda-beda juga

membutuhkan jenis sensor proximity yang berbeda pula.

Contohnya sensor fotolistrik kapasitif akan cocok dengan

target yang mempunyai benda berbahan dasar plastik

sedangkan sensor proximity induktif akan mendeteksi benda

berbahan dasar logam.

Fungsi Sensor Proximity

Mendeteksi suatu objek

Mengukur dimensi suatu objek

Menghitung banyaknya objek

Mendeteksi simbol

Pemeriksaan objek

Pendeteksian warna

Tipe Sensor Proximity

1. Induktif Proximity

Tipe proximity yang bekerja berdasarkan perubahan

induktansi apabila ada objek metal/logam yang berada

dalam cakupan wilayah kerja sensor. Tipe ini hanya

dapat mendeteksi benda logam saja dengan jarak deteksi

maksimum sebesar 6 cm. Bahan dasar logam sangat

mempengaruhi kemampuan pendeteksian sensor

2. Kapasitif Proximity

16

Tipe proximity yang bekerja berdasarkan perubahan

kapasitas objek yang berada pada cakupan daerah kerja

sensor. Tipe ini dapat mendeteksi semua jenis benda dan

memiliki jarak maksimum 2 cm.

i. Sensor Magnet

Gambar 23. Sensor Magnet

      Sensor Magnet atau disebut juga relai buluh, adalah

alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan

perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar

dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan

magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam

bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan,

asap ataupun uap.

Referensi : http://electrozone94.blogspot.com/jenissensor

Effek Hall terjadi ketika konduktor pembawa arus tertahan

pada medan magnet, medan memberi gaya menyamping pada

muatan-muatan yang mengalir pada konduktor dua lempeng yang

mengalirkan arus yang salah satunya menyalurkan arus I ke

kanan karena sisi kiri lempengan itu dihubungkan dengan

terminal positif baterai, dan sisi kanan dihubungkan ke

terminal negatif baterai. Lempengan ini berada dalam medan

magnetik yang diarahkan ke dalam. diasumsikan bahwa arus

17

tersebut terdiri atas muatan positif yang bergerak ke

kanan.

18