Upload
vukhuong
View
234
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1. Objektif
2. Teori
3. Contoh
4. Simpulan
OUTLINE
Mahasiswa mampu:
▪ Menjelaskan dengan benar mengenai prinsip motion sensor.
▪ Menjelaskan mengenai prinsip accelereometer.
Teori Contoh SimpulanObjektif
Tujuan Pembelajaran
Dasar Pengukuran Listrik
Objektif Teori SimpulanContoh
Motion Sensor
Dasar Pengukuran Listrik
1) Sebuah mobil mempercepat jalan kemudian berhenti pada 26,4 ft/𝑠2. Berapakah
percepatan dalam m/𝑠2 dan dalam G?
Jawab
𝑎 = 26.4𝑓𝑡
𝑠212
𝑖𝑛𝑐𝑖
𝑓𝑡2,54
𝑐𝑚
𝑖𝑛𝑐𝑖0.01
𝑚
𝑐𝑚
= 8.05 𝑚/𝑠2
𝑎𝑔 =8.05 m/ 𝑠2
9.8 𝑚/𝑠2/𝑔= 0.82 g
Objektif Teori SimpulanContoh
Motion Sensor
Dasar Pengukuran Listrik
1) Sebuah mobil mempercepat jalan kemudian berhenti pada 46,4 ft/𝑠2. Berapakah
percepatan dalam m/𝑠2 dan dalam G?
Jawab
𝑎 = 46.4𝑓𝑡
𝑠212
𝑖𝑛𝑐𝑖
𝑓𝑡2,54
𝑐𝑚
𝑖𝑛𝑐𝑖0.01
𝑚
𝑐𝑚
= 14.14 𝑚/𝑠2
𝑎𝑔 =14.14 m/ 𝑠2
9.8 𝑚/𝑠2/𝑔= 1.44 g
Objektif Contoh SimpulanTeori
Motion Sensor
Dasar Pengukuran Listrik
𝑥 𝑡 = 𝑥0 sin𝜔𝑡
dengan:
𝑥 𝑡 : posisi objek (m)
𝑥0 : perpindahan puncak dari equilibrium (m)
𝜔 : frekuensi angular/ kecepatan sudut (rad/s)
𝜔 = 2𝜋𝑓Kecepatan Getaran
𝑣 𝑡 = 𝜔𝑥0𝑐𝑜𝑠𝜔𝑡
Percepatan Getaran
𝑎 𝑡 = −𝜔2𝑥0𝑠𝑖𝑛𝜔𝑡 Percepatan Puncak
𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = 𝜔2𝑥0
Objektif Teori SimpulanContoh
Motion Sensor
Dasar Pengukuran Listrik
1) Sebuah pipa air bergetar pada frekuensi 10 Hz dengan perpindahan pada 0.5 cm.
Tentukan percepatan puncak (m/𝑠2) dan percepatan (g)
Jawab
𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = 𝜔2𝑥0
𝜔 = 2𝜋𝑓 = 20𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑥0= 0.5 𝑐𝑚 = 0.005 𝑚
𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = 𝜔2𝑥0 = (20𝜋 )2 0.005 = 19.7 𝑚/𝑠2
𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = (19.7𝑚/𝑠2)(1𝑔
9.8𝑚/𝑠2)= 2 g
Objektif Teori SimpulanContoh
Motion Sensor
Dasar Pengukuran Listrik
1) Sebuah pipa air bergetar pada frekuensi 15 Hz dengan perpindahan pada 0.7 cm.
Tentukan percepatan puncak (m/𝑠2) dan percepatan (g)
Jawab
𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = 𝜔2𝑥0
𝜔 = 2𝜋𝑓 = 30𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑥0= 0.7 𝑐𝑚 = 0.007 𝑚
𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = 𝜔2𝑥0 = (30𝜋 )2 0.007 = 6.3 𝑚/𝑠2
𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = (6.3 𝑚/𝑠2)(1𝑔
9.8𝑚/𝑠2)= 0.64 g
Objektif Contoh SimpulanTeori
Motion Sensor
Dasar Pengukuran Listrik
Percepatan Kejut
Kecepatan
𝑣2 = 2 𝑔𝑥
dengan:
x : jarak
ത𝑎 =𝑣
𝑥
Objektif Teori SimpulanContoh
Motion Sensor
Dasar Pengukuran Listrik
1) Sebuah tv set terjatuh dari ketinggian 2m. Jika durasi kejutan 5 ms. Tentukan kejutan
rata-rata dalam g?
𝑣2 = 2 𝑔𝑥
𝑣2 = 2 (9.8 𝑚/𝑠2)(2m)
v = 6.2 m/s
Jika durasi 5 ms
ത𝑎 =𝑣
𝑥=6.2 m/s5 𝑥 10−3𝑠
= 1200m/s
Objektif Teori SimpulanContoh
Motion Sensor
Dasar Pengukuran Listrik
2) Sebuah tv set terjatuh dari ketinggian 4 m. Jika durasi kejutan 3 ms. Tentukan kejutan
rata-rata dalam g?
𝑣2 = 2 𝑔𝑥
𝑣2 = 2 (9.8 𝑚/𝑠2)(3m)
v = 7.6 m/s
Jika durasi 4 ms
ത𝑎 =𝑣
𝑥=7.6 m/s3 𝑥 10−3𝑠
= 2533m/s
Objektif Contoh SimpulanTeori
Accelereometer
Dasar Pengukuran Listrik
Sistem pegas tanpa percepatan Sistem pegas dengan percepatan
dengan:
k : pegas konstan (N/m)
∆𝑥 ∶ jarak perpanjangan
pegas (N)
m : massa (kg)
a : percepatan (m/𝑠2)𝑓𝑁 ∶ frekuensi natural (Hz)
𝑎 =𝑘
𝑚∆𝑥𝑚𝑎 = 𝑘∆𝑥 𝑓𝑁 =
1
2𝜋
𝑘
𝑚
Objektif Teori SimpulanContoh
Accelereometer
Dasar Pengukuran Listrik
1) Sebuah accelerometer mempunyai massa 0.05 kg dan pegas konstan pada
3 𝑥 10−3N/m. Maksimum perpindahan massa 0.02 𝑚. Hitung maksimum percepatan (g)
dan frekuensi natural ?
Objektif Teori SimpulanContoh
Accelereometer
Dasar Pengukuran Listrik
Jawab:
𝑎 =𝑘
𝑚∆𝑥
=3 𝑥 10−3𝑁/𝑚
0.05 𝑘𝑔(0.02 m) = 1200 𝑚/𝑠2
1 g = 9.8 𝑚/𝑠2
𝑎 = (1200 𝑚/𝑠2)(1𝑔
9.8𝑚/𝑠2) = 122 g
Frekuensi natural
𝑓𝑁 =1
2𝜋
𝑘
𝑚
=1
2𝜋
3 𝑥 10−3𝑁/𝑚
0.05 𝑘𝑔
𝑓𝑁= 39 Hz
Objektif Teori SimpulanContoh
Accelereometer
Dasar Pengukuran Listrik
2) Output accelerometer 14 mV/g. Desain signal conditioning yang menghasilkan
kecepatan signal di skala 0.25 V (m/s) . Tentukan gain pada sistem dan rasio resistansi
feedback?
Objektif Teori SimpulanContoh
Accelereometer
Dasar Pengukuran Listrik
Jawab:
1) 14 mV/g mV/𝑚
𝑠2
(14𝑚𝑉
𝑔)(
1𝑔
9.8 𝑚/𝑠2) = 1.43 mV/ 𝑚/𝑠2
2) (1.4𝑚𝑉
𝑚/𝑠2) −
1
1= −1.43
𝑚𝑉
𝑚/𝑠2 (𝑅 = 1𝑀𝞨, 𝐶 = 1𝜇𝐹)
3) G =0.25
𝑉
𝑚𝑠
−1.43𝑚𝑉/𝑠2= -175 (𝑅2 = 175, 𝑅1 = 1) 𝐺 = −
𝑅2
𝑅1= −
175
1= -175
Objektif Contoh SimpulanTeori
Tipe Accelereometer
Dasar Pengukuran Listrik
1. Capacitive
lempengan metal pada sensor memproduksi sejumlah kapasitansi, perubahan kapasitansi
akan mempengaruhi percepatan
2. Piezoelectric
kristal piezoelectric yang terdapat pada accelerometer jenis ini mengeluarkan tegangan
yang selanjutnya dikonversi menjadi percepatan
3. Piezoresistive
lempengan yang secara resistan akan berubah sesuai dengan perubahan percepatan
Objektif Contoh SimpulanTeori
Tipe Accelereometer
Dasar Pengukuran Listrik
4. Hall effect
percepatan yang dirubah menjadi sinyal elektrik dengan cara mengukur setiap perubahan
pergerakan yang terjadi pada daerah yang terinduksi magnet.
5. Magnetoresistive
Perubahan percepatan diketahui berdasarkan resistivitas material karena adanya daerah
yang terinduksi magnet
6. Heat Transfer
percepatan dapat diketahui dari lokasi sebuah benda yang dipanaskan dan diukur ketika
terjadi percepatan dengan sensor temperature.