SENSOR DAN TRANDUSER
Sensor dan Tranduser
Sensor
merupakan peralatan yang digunakan untuk mengubah besaran fisis
tertentu menjadi besaran listrik equivalent yang siap untuk dikondisikan
ke elemen berikutnya.
Sensor
dapat kita analogikan sebagai sepasang mata manusia yang bertugas
membaca atau mendeteksi data/ informasi yang ada di sekitar.
Macam-macam sensor
Ø SENSOR CAHAYA
§ Light dependent Resistant (LDR)
§ Photodioda
§ Phototransistor
Ø SENSOR THERMAL
§ Thermocoupel, IC LM-35, Thermistor, Resistant Temperatur Detector (RTD)
Ø SENSOR MEKANIK,/PERPINDAHAN/DISPLACEMENT
§ Potensiometer, piezoelectric
Ø SENSOR SUARA
§ Microphone
Ø Dan masih banyak lagi.
Yang
digunakan dalam robot “Line Tracer” ini adalah hanya sensor cahaya
saja. Demikian akan kita bahas bagaimana kinerja sensor cahaya tersebut:
Light Dependent Resistant ( LDR )
ü Resistor
yang LDR tersusun atas bahan semikonduktor dan memiliki karakteristik
nilai tahanan tergantung dengan intensitas cahaya yang diterimanya.
ü Semakin tinggi intensitas cahaya yang mengenai LDR, resitansinya semakin mengecil, begitu pula sebaliknya.
Gambar Rangkaian SENSOR dengan menngunakan LDR.
Photodioda
ü Komponen
ini akan mengubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra
red memjadi sinyal listrik ( dalam hal ini arus listrik ).
ü Merupakan sambungan dioda PN yang memiliki kepekaan terhadap radiasi gelombang Elektromagnetik (EM) ketika jatuh pada sambungan.
ü Dikarenakan
sambungan PN sangatlah kecil, dibutuhkan lensa untuk memfokuskan
radiasi yang datang agar mendapatkan respon yang baik.
ü Keunggulan
device ini adalah nilai waktu responnya sangatlah cepat. Kebanyakan
memiliki waktu respon mendekati 1 Mikrodetik, bahkan ada yang mendekati
1 nano detik.
ü Semakin
tinggi intensitas cahaya, maka arus bocor pada sambungan PN semakin
besar sehingga arus yang lewat sambungan semakin kecil
Gambar rangkaian SENSOR dengan menggunakan PHOTODIODA
Pengertian Tranduser
Transduser berasal dari kata “traducere” dalam bahasa Latin yang
berarti mengubah. Sehingga transduserdapat didefinisikan sebagai suatu
peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain.
William D.C, (1993), mengatakan transduser adalah sebuah alat yang bila
digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan
menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk
yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya”. Transmisi energi ini
bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal
(panas).
Bagian masukan dari transduser disebut “sensor”, karena bagian ini
dapat mengindera suatu kuantitas fisik tertentu dan mengubahnya
menjadi bentuk energi yang lain.
Gambar 11. Gambaran Umum Masukan–Keluaran Transduser
Dari sisi pola aktivasinya, transduser dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
a. Tranduser pasif, yaitu tranduser yang dapat kerja bila mendapat energi tambahan dari luar.
b. Transduser aktif, yaitu transduser yang bekerja tanpa tambahan
energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu
sendiri.
Untuk jenis transduser pertama, contohnya adalah thermistor. Untuk
mengubah energi panas menjadi energi listrik yaitu tegangan listrik,
maka thermistor harus dialiri arus listrik. Ketika hambatan thermistor
berubah karena pengaruh panas, maka tegangan listrik dari thermistor
juga berubah. Adapun contoh untuk transduser jenis yang kedua adalah
termokopel. Ketika menerima panas, termokopel langsung menghasilkan
tegangan listrik tanpa membutuhkan energi dari luar.
Pemilihan Transduser
Pemilihan suatu transduser sangat tergantung kepada kebutuhan
pemakai dan lingkungan di sekitar pemakaian. Untuk itu dalam memilih
transduser perlu diperhatikan beberapa hal di bawah ini:
1. Kekuatan, maksudnya ketahanan atau proteksi pada beban lebih.
2. Linieritas, yaitu kemampuan untuk menghasilkan karakteristik masukan-keluaran yang linier.
3. Stabilitas tinggi, yaitu kesalahan pengukuran yang kecil dan tidak begitu banyak terpengaruh oleh faktor-faktor lingkungan.
4. Tanggapan dinamik yang baik, yaitu keluaran segera mengikuti masukan dengan bentuk dan besar yang sama.
5. Repeatability : yaitu kemampuan untuk menghasilkan kembali keluaran
yang sama ketika digunakan untuk mengukur besaran yang sama, dalam
kondisi lingkungan yang sama.
6. Harga. Meskipun faktor ini tidak terkait dengan karakteristik
transduser sebelumnya, tetapi dalam penerapan secara nyata seringkali
menjadi kendala serius, sehingga perlu juga dipertimbangkan. Diantara
beberapa karakteristik transduser di atas, akan dibahas lebih
mendalamtentang linieritas.
Linieritas Transduser
Linieritas adalah suatu sifat yang penting dalam suatu transduser. Bila
suatu transduser adalah linier, maka bila masukan menjadi dua kali
lipat, maka keluaran misalnya menjadi dua kali lipat juga. Hal ini
tentu akan mempermudah dalam memahami dan memanfaatkan
transdusertersebut.
Ketidaklinieran setidaknya dapat dibagi menjadi dua, yaitu
ketidaklinieran yang diketahui dan yang tidak diketahui.
Ketidaklinieran yang tidak diketahui tentu sangat me-nyulitkan, karena
hubungan masukan keluaran tidak diketahui. Seandainya transduser
semacam ini dipakai sebagai alat ukur, ketika masukan menjadi dua kali
lipat, maka keluarannya menjadi dua kali lipat atau tiga kali lipat,
atau yang lain,tidak diketahui. Sehingga untuk transduser semacam ini,
perlu dilakukan penelitian tersendiri untuk mendapatkan hubungan
masukan keluaran, sebelum memanfaatkannya. Adapun untuk ketidaklinieran
yang diketahui, maka transduser yang memiliki watak semacam ini masih
dapat dimanfaatkan dengan menghindari ketidaklinierannya atau dengan
melakukan beberapa transformasi pada rumus-rumus yang menghubungkan
masukan dengan keluaran. Contoh ketidaklinieran yang diketahui
misalnya: daerah mati (dead zone), saturasi (saturation), logaritmis,
kuadratis dan sebagainya. Perinciannya adalah sebagai berikut:
1. Daerah mati (dead zone) artinya adalah ketika telah diberikan
masukan, keluaran belum ada. Baru setelah melewati nilai ambang
tertentu, ada keluaran yang proporsional terhadapmasukan.
2. Saturasi maksudnya adalah, ketika masukan dibesarkan sampai nilai
tertentu, keluaran tidak bertambah besar, tetapi hanya menunjukkan
nilai yang tetap.
3. Logaritmis, maksudnya adalah sesuai dengan namanya bila masukan
bertambah besar secaralinier, keluarannya bertambah besar secara
logaritmis.
4. Kudratis, maksudnya adalah sesuai dengan namanya bila masukan
bertambah besar secaralinier, keluarannya bertambah besar secara
kuadratis
Pada kondisi riil, transduser yang linier dalam jangkau yang luas
sangat jarang ditemui. Bahkan banyak transduser yang memiliki sifat
tidak linier yang merupakan gabungan dari beberapa sifat tidak linier.
Oleh karena itu, perlu kiat-kiat yang tepat untuk memanfaatkan fenomena
tersebut.