Tugas
Teknologi Tranduser
Oleh :
Andy Haryoko
(126060300111012)
Program Studi Sistem Komunikasi dan Informatika
Jurusan Teknik Elektro
Program Magister dan Doktor Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
1. Menjelaskan prinsip dasar dan contoh applikasi / kasus tranduser kapasitif dan tranduser optikal
Tranduser Kapasitif :
Prinsip Dasar :
Prinsip dasar dari tranduser kapasitif mengakomodasi perubahan besaran nonlistrik antara dua dielektrik (dua pelat logam paralel yang dipisahkan oleh bahan seperti udara/diafragma) kedalam nilai kapasistansi. Secara mendasar dapat digambarkan seperti sebuah kapasitor plat sejajar. Bentuk dasar dari sebuah kapasitor adalah dua plat yang secara parallel yang dipisahkan oleh dielektrik atau kapasitor dengan permitivitas Ε (untuk udara). Karena perbedaan potensial di konduktor, medan listrik berkembang di seluruh isolator. Hal ini menyebabkan muatan positif untuk menumpuk di satu piring dan muatan negatif menumpuk di sisi lain. Nilai kapasitor biasanya dilambangkan dengan kapasitansi, yang diukur dalam farad. Hal ini dapat didefinisikan sebagai rasio dari muatan listrik pada konduktor setiap perbedaan tegangan diantara kedua pelat tersebut. Kapasitansi dinotasikan dengan C. Dalam sebuah kapasitor pelat sejajar,
C = [A * Er * 9,85 * 1.012 F / M] / d A - Luas setiap lempeng (m)
d - Jarak antara kedua pelat (m) Er - Konstan Dielektrik Relatif
Contoh Applikasi Tranduser Kapasitif :
Seperti terlihat pada gambar di atas, transduser kapasitif memiliki piring statis dan diafragma fleksibel dibelokkan dengan dielektrik. Ketika sebuah gaya yang diberikan ke sisi luar dari diafragma jarak antara diafragma dan perubahan pelat statis. Ini menghasilkan kapasitansi yang diukur dengan menggunakan sebuah jembatan arus bolak atau rangkaian tangki. Sebuah rangkaian tangki banyak digunakan karena menghasilkan perubahan frekuensi sesuai dengan perubahan kapasitansi. Nilai frekuensi berbanding lurus dengan perpindahan atau kekuatan yang diberikan kepada input.
Tranduser Optic
Prisip dasar
Mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruangan.
Contoh Applikasi
Penggunaan LDR sebagai otomatis switch pada lampu penerangan jalan tol.
tegangan ini digunakan sebagai pemicu pada basis transistor. Dengan naiknya tegangan pada LDR pada saat kondisi semakin gelap (sesuai hukum pembagi tegangan) maka artinya tegangan pada LDR ini bisa kita jadikan sebagai supply tegangan bagi rangkaian pensaklaran yang bisa digunakan sebagai saklar lampu yang akan menyala secara otomatis saat gelap dan akan mati disaat keadaan terang.
2. Bagaimana kita memilih sensor yang tepat Contoh Applikasi :
Penyiraman tanaman otomatik sebagai pengatur kelembaban tanah pada rumah kaca. Pertanian rumah kaca didesain untuk meningkatkan produksi dengan mengendalikan cuaca, salah satu pengendalian yang bisa dilakukan adalah pada kelembaban tanah dan pengaturan suhu ruang. Bagaimana untuk memilih tranduser yang tepat untuk sistem yang digambarkan pada kasus diatas ?
Tranduser digunakan sebagai pengindra kelembaban dan digunakan sebagai pengatur suhu ruangan, sensor pendeteksi kelembaban ditancancapkan di tanah keluaran dari detektor kelembaban diolah oleh pengendali mikro dan selanjutnya digunakan untuk mengontrol kerja pompa penyiram tanaman. Sedangkan untuk mengendalikan suhu ruangan digunakan rangkaian detektor suhu dengan output yang dihubungkan pada kipas sirkulasi udara. Untuk memilih sensor yang tepat pada aplikasi diatas , ada beberapa kriteria yang harus diperhatikan :
a. Fungsi sensor, seberapa besar kelembaban yang akan diukur ataupun dideteksi sehingga kita dapat memilih sensor atau tranduser dengan prinsip kerja yang sesuai dengan besaran yang akan dideteksi atau diukur
b. Akurasi, ketelitian sensor yang akan digunakan. Berapa kira kira akurasi kelembaban yang diinginkan
c. Sensitivitas, sensitifitas sensor kelembaban apakah dengan adanya perubahan kelembaban harus segera diatasi
e. Respon, perhatikan syarat lingkungannya sensor akan bekerja pada suhu berapa sehingga kita memilih sensor yang maksimal bekerja pada range suhu yang diinginkan
3. Menjelaskan perbedaan sensor terintegrasi dan terdistribusi Contoh applikasi sensor terintegrasi:
Sistem alarm rumah adalah serangkaian perangkat elektronik yang berhubungan dengan frekuensi suara, temperature, dan sensor gerakan. Sistem keamanan juga dikenal sebagai alarm pencuri atau sistem alarm gangguan. Perangkat ini akan memberitahu anda ketika ada penyusup yang akan memasuki rumah. Semua sistem alarm bekerja untuk mendeteksi penyusup dengan menggunakan detector yang menggabungkan berbagai teknologi yang berbeda. Diantaranya adalah :
a. Alarm detector kaca pecah, mendeteksi jika ada kaca yang dipecahkan
b. Sensor gerak, mendeteksi pergerakan manusia tentunya digabungkan dengan camera sehingga pergerakan manusia tersebut diikuti oleh gerakan kamera sehingga dapat membedakan apakah ini maling apakah penghuni rumah.
Contoh Applikasi sensor terdistribusi : Komputasi terdistribusi untuk deteksi gempa (Quake-Catcher)
ini. Namun ini dapat diatasi dengan menggunakan sensor dalam jumlah besar. Bila ada puluhan, ratusan atau ribuan sensor, kebutuhan akan peralatan yang lebih baik akan jauh berkurang. Untuk membidik gempa dalam magnitudo 5 atau lebih, Lawrence memperkirakan diperlukan paling tidak 15 pengguna dalam daerah seluas 900 kilometer persegi di sekitar pusat gempa.
Perbedaan sensor terintegrasi dan terdistribusi
No Perbedaan Sistem Sensor Terintegrasi Sistem Sensor Terdistribusi
1 Komponen
Dari satu jenis sensor yang ditempatkan di banyak lokasi jika salah satu sensor bekerja ini tidak secara otomatis
Applikasi pedeteksi pelanggaran lalu lintas (penerobosan lampu merah dan pelanggaran tidak menggunakan helm dalam berkendara).
Penjelasan :
Daftar Pustaka
http://www.instrumentationtoday.com/capacitive-transducers-2/2011/07/
http://pksm.mercubuana.ac.id/new/elearning/files_modul/14035-2-369347361642.doc http://www.elektro.undip.ac.id/sumardi/www/komponen/bab5non.pdf
http://id.scribd.com/doc/96029710/Makalah-ilmiah-instrumentasi
http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/389/jbptunikompp-gdl-yeffryhand-19449-4-bab4.pdf http://otosensing.blogspot.com/2010/11/prinsip-kerja-photo-sensor.html
http://student-research.umm.ac.id/research/download/ umm_student_research_abstract_303.pdf
