View
56
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
tutorial1 tentang sensor
Citation preview
TUTORIAL SESI 1
SENSOR DAN ROBOTIK
Disusun Oleh :
SENA DARMAWAN
214341095
3AEB
TEKNIK OTOMASI MANUFAKTUR DAN MEKATRONIKA
POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG
BAGIAN 1
ORGAN PENGINDRA MANUSIA
Alat indera pada tubuh berfungsi untuk mendeteksi atau merasakan adanya
gejala lingkungan sekitar tubuh, seperti merasakan panas, mendengar suara, melihat
bentuk benda atau objek, merasakan rasa, dan mencium bau. Alat indra manusia sering
disebut panca indra, karena terdiri dari lima indra yaitu indra penglihat (mata), indra
pendengar (telinga), indra pembau/pencium (hidung), indra pengecap (lidah) dan indra
peraba (kulit), alat indera pada tubuh sering juga disebut sensor bagi tubuh.
1. Indera Penglihatan (Mata)
Mata adalah bagian yang sangat penting karena berfungsi sebagai indera
penglihatan, mata merupakan alat optik, sehingga cara kerjanya berdasarkan sifat-
sifat cahaya, dengan adanya cahaya mata akan dapat melihat objek atau benda dengan
baik, bila di dalam kegelapan maka mata tidak mampu melihat objek atau benda
dikarenakan tidak ada cahaya yang masuk, selain untuk melihat benda atau objek
mata juga bisa mendeteksi jarak dari sebuah benda atau objek.
Gambar 1.1 Bagian dalam mata
Fungsi bagian - bagian indra penglihatan adalah sebagai berikut :
a. Kornea (selaput tanduk) bagian dari mata berfungsi sebagai sensor untuk
menerima rangsang cahaya yang dipantulkan dari benda dan
meneruskannya ke bagian mata yang lebih dalam dan berakhir di retina.
b. Iris (selaput) pelangi berfungsi mengatur banyak sedikitnya cahaya yang
masuk ke mata.
c. Pupil (anak mata) berfungsi sebagai jalan pengatur keluar masuknya
cahaya ke dalam mata.
d. Lensa mata berfungsi untuk mengatur letak bayangan supaya jatuh tepat
di bintik kuning. Lensa mata mempunyai tugas untuk memfokuskan
cahaya dan meneruskanya supaya jatuhnya tepat di bagian retina.
e. Retina ( selaput jala ) berfungsi untuk membentuk bayangan benda yang
kemudian dikirim oleh oleh saraf mata ke otak.
f. Urat saraf mata berfungsi meneruskan rangsang cahaya dari retina ke
otak.
g. Otot mata berfungsi mengatur gerakan bola mata.
h. Kunjongtiva berfungsi sebagai membran pelindung pada mata.
i. Skrela berfungsimelindungi bola mata.
j. Koroid berfungsi memberi/mensuplai makanan pada mata.
Contohnya : seorang anak kecil sedang menyebrang jalan, dia bisa
memperkirakan waktu yang tepat untuk menyebrang dengan melihat ada
atau tidak adanya mobil dengan jarak tertentu.
2.2 Indra Pendengaran (Telinga)
Telinga adalah bagian tubuh berfungsi sebagai sensor atau alat indera
pendengaran apabila terdapat gelombang suara yang masuk melalui telinga luar yang
akan diterima oleh otak. Selain untuk mendengar telinga juga bisa berfungsi untuk
mengetahui posisi dan jarak dari sebuah sumber bunyi.
Gambar 1.2 Bagian telinga
Fungsi bagian-bagian indra pendengar :
a. Daun telinga, lubang telinga dan liang pendengaran adalah sensor
telinga berfungsi menangkap dan mengumpulkan gelombang bunyi.
b. Gendang telinga berfungsi menerima rangsang bunyi dan meneruskannya
ke bagian yang lebih dalam.
c. Tiga tulang pendengaran ( tulang martil, landasan dan sanggurdi)
berfungsi memperkuat getaran dan meneruskannya ke koklea atau rumah
siput.
d. Tingkap jorong, tingkap bundar, tiga saluran setengah lingkaran dan
koklea (rumah isput) berfungsi mengubah impuls dan diteruskan ke otak.
Tga saluran setengah lingkaran juga berfungsi menjaga keseimbangan
tubuh.
e. Saluran eustus menghubungkan rongga mulut dengan telinga bagian luar.
Proses telinga untuk mendengar ialah gelombang Suara masuk melalui telinga luar Masuk ke membran timpani Membran Timpani mengubah gelombang suara menjadi getaran Getaran Diteruskan ke Koklea (Rumah Siput Getaran membuat cairan di rumah siput bergerak Pergerakan cairan merangsang berbagai reseptor rambut di koklea (rumah siput) Sel rambut akan bergetar Getaran akan dikirim melalui saraf sensoris menuju otak dalam bentuk impuls Otak menerima impuls dan menerjemahkannya sebagai suara
Contohnya : seseorang mendengarkan konser musik yang ada di lapangan
dari rumahnya, dia bisa mengetahui posisi dan jarak juga lantunan lagu
menggunakan telinga.
2.3 Indra Pengecap (Lidah)
Lidah adalah bagian dari tubuh yang berfungsi sebagai sensor perasa.
Gambar 1.3 Bagian Lidah
Daerah-daerah peka pada lidah :
a. Pangkal Lidah dapat mengecap rasa pahit
b. Tepi Lidah mengecap rasa asin dan rasa asam
c. Ujung Lidah dapat mengecap rasa manis.
Contohnya : seseorang dapat merasakan rasa dari makanan yang
dimakannya.
2.4 Indra perasa (kulit)
Kulit adalah organ terluar dari tubuh yang melapisi seluruh tubuh
manusia. Pada permukaan luar kulit terdapat pori – pori (rongga) yang menjadi
tempat keluarnya keringat. Kulit adalah organ yang memiliki banyak fungsi,
diantaranya adalah sebagai pelindung tubuh dari berbagai hal yang dapat
membahayakan, sebagai alat indra peraba, sebagai salah satu organ yang berperan
dalam eksresi, pengatur suhu tubuh, dll.
Gambar 1.4 Bagian kulit
Fungsi bagian-bagian kulit :
a. Ujung Saraf Indra, terdapat pada lapisan kulit dermis dan terdiri dari
ujung saraf peraba dan ujung saraf perasa. Bagian ujung saraf perasa ini
dapat merasakan rangsangan berupa sentuhan, tekanan, nyeri, dingin, dan
panas. Sedangkan ujung saraf peraba dapat merasakan kasar atau halusnya
sesuatu.
b. Kulit ari berfungsi mencegah masuknya bibit penyakit dan mencegah
penguapan air dari dalam tubuh.
c. Kelenjar keringat berfungsi menghasilkan keringat
d. Lapisan lemak berfungsi menghangatkan tubuh
e. Otot penggerah rambut berfungsi mengatur gerakan rambut
f. Pembuluh darah berfungsi mengalirkan darah keseluruh tubuh.
Contohnya : seseorang terkena percikan api dari sekar rokok dan
merasakan panas, dan seseorang dapat mengetahui permukaan benda kerja
yang sedang di frais halus atau kasar.
2.5 Indra penciuman (Hidung)
Gambar 1.5 Bagian Hidung
Fungsi bagian-bagian indra pembau :
a. Lubang hidung berfungsi untuk keluar masuknya udara
b. Rambut hidung berfungsi untuk menyaring udara yang masuk ketika
bernapas
c. Selaput lendir berfungsi tempat menempelnya kotoran dan sebagai indera
pembau
d. Serabut saraf berfungsi mendeteksi zat kimia yang ada dalam udara
pernapasan
e. Saraf pembau berfungsi mengirimkan bau-bauan yang ke otak
Contohnya : seseorang dapat merasakan aroma masakan.
BAGIAN 2
INPUT DEVICE (SENSOR)
Prinsip kerja input device (sensor)
1. LDR (light dependent resistor)
LDR ( Light Dependent Resistor ) adalah sebuah resistor dimana nilai resistansinya akan
berubah jika dikenai cahaya. Prinsip kerja dari LDR ini adalah Resistansi LDR akan
berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan
gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang.
LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi
dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik
meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan. LDR digunakan untuk
mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri
adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responsnya
terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dimana intesitas cahaya
berubah secara drastis.
(gambar. Alat LDR)
2. Fotokonduktif
Fotokonduktif adalah 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.
(a) fotokonduktif ; (b) Cahaya pada sel fotokonduktif mengubah harga resistansi
Pada fotokonduktif terdapat 2 jenis, yaitu :
2.1. PhotoDioda
Photo Dioda adalah sebuah dioda yang apabila dikenai cahaya akan memancarkan elctron
sehingga akan mengalirkan arus listrik.
2.2. Phototransistor
Phototransistor adalah sebuah transistor yang apabila dikenai cahaya akan mengalirkan
electron sehingga akan terjadi penguatan arus seperti pada sebuah transistor.
2.3. Solar Cell
Fotovoltaic atau sel solar Adalah 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 Cahaya pada sel fotovoltaik menghasilkan tegangan
3. Thermocouple
Thermocouple pada dasarnya adalah sensor suhu Thermo-Electric yang terdiri dari dua
persimpangan (junction) logam yang berbeda. Salah satu Logam di Thermocouple dijaga di suhu
yang tetap (konstan) yang berfungsi sebagai junction referensi sedangkan satunya lagi dikenakan
suhu panas yang akan dideteksi. Dengan adanya perbedaan suhu di dua persimpangan tersebut,
rangkaian akan menghasilkan tegangan listrik tertentu yang nilainya sebanding dengan suhu
sumber panas.
Gambar Thermocouple
4. Thermistor
Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi resistansi/hambatan listrik yang
berbanding terbalik dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin kecil
resistansi ada juga yang semakin rendah suhu, semakin tinggi resistansi.
Simbol Thermistor :
( gambar. Thermistor )
5. Strain Gauge
Strain gage mamanfaatkan sifat konduktansi elektrik. Gaya yang diberikan pada suatu
benda logam (material ferrit / konduktif), selain menimbulkan deformasi bentuk fisik juga
menimbulkan perubahan sifat resistansi elektrik benda tersebut. Dengan menempelkan jenis
material tersebut pada suatu benda uji (specimen) menggunakan suatu perekat yang isolatif
terhadap arus listrik, maka material tadi akan menghasilkan adanya perubahan resistansi yang
nilainya sebanding terhadap deformasi bentuknya.
6. Pressure Switch
Pressure sensor / Pressure Switch adalah alat pendeteksi tekanan, baik tekanan berupa
udara, air, oli atau steam, tekanan udara dihasilkan oleh kompresor, tekanan air dihasilkan oleh
pompa air, tekanan oli dihasilkan oleh pompa oli atau hidraulic unit, sedangkan tekanan steam
dihasilkan dari boiler atau sisa pembakaran generator dll.
Cara Kerja. Didalam sensor ini terdapat kontak listrik sebanyak dua buah yaitu A kontak dan B
kontak [ NO,NC ], namun ada juga yang hanya mempunyai satu kontak saja yaitu B kontak,
ketika sensor mendeteksi adanya tekanan dibagian input, maka kontak-kontaknya akan bekerja,
ini berarti A kontak terhubung dan B kontak terlepas. Pada bagian dalam sensor terdapat baud
"set" untuk mengatur besarnya tekanan yang akan dideteksi, pengaturan ini mempengaruhi cara
kerja sensor, contoh sensor di atur pada setting rendah, maka ketika ada press atau tekanan yang
masuk beberapa Kg/cm saja, maka sensor sudah dapat bekerja, begitupun sebaliknya.
7. Loadcell
Load cell adalah sebuah alat uji perangkat listrik yang dapat mengubah suatu energi
menjadi energi lainnya yang biasa digunakan untuk mengubah suatu gaya menjadi sinyal listrik.
Perubahan dari satu system ke system lainnya ini tidak langsung terjadi dalam dua tahap
saja tetapi harus melalui tahap-tahap pengaturan mekanikal, kekuatan dan energi dapat
merasakan perubahan kondisi dari baik menjadi kurang baik.
Pada load cell The strain gauge mengukur perubahan yang berepengaruh pada strain
sebagai sinyal listrik, karena perubahan efektif terjadi pada beban hambatan kawat listrik.
Sebuah sel/slot beban umumnya terdiri dari empat aspek pengukur regangan dalam sistem
konfigurasi pada Wheatstone Bridge. Sel/slot beban dari satu strain gauge atau dua pengukur
regangan.
Output sinyal listrik biasanya disediakan serta di urutankan beberapa milivolt dan
membutuhkan amplifikasi oleh penguat instrumentasi sebelum dapat digunakan.
Output dari pemantauan perubahan kondisi dapat ditingkatkan untuk menghitung gaya yang
diterapkan untuk perabaikan dan pemantauan kondisinya. Berbagai jenis sel/slot beban yang ada
termasuk sel/slot beban hidrolik,
Recommended