Laporan Praktikum Sensor (1)

LAPORAN PRAKTIKUM

SENSOR DAN TRANDUSER

laporan ilmiah ini dibuat untuk memenuhi salah satu

tugas mata kuliah Sensor dan Tranduser

disusun oleh

Qori Rohman Putra

211341043

TEKNIK OTOMASI MANUFAKTUR DAN MEKATRONIKA

POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG

2014

PENDAHULUAN

1. Sensor

Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisik

menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu.

Sensor biasa digunakan untuk mengukur magnitude sesuatu. Sensor merupakan

jenis transducer yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis,

panas, sinar dan kimia menjadi tegangan / arus listrik. Sensor dikategorikan

melalui pengukur dan memegang peranan penting dalam pengendalian proses

pabrikasi modern. Sensor memberikan ekivalen mata, pendengaran, hidung, lidah

untuk menjadi otak mikroprosesor dari system otomatisasi industri. gambar

sensor:

Gambar Sensor Cahaya (LDR)

2. Tranduser

Transduser adalah sebuah alat yang mengubah satu bentuk daya menjadi

bentuk daya lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan ukuran atau

informasi (misalnya, sensor tekanan). Transduser bisa berupa peralatan listrik,

elektronik, elektromekanik, elektromagnetik, fotonik, atau fotovoltaik. Dalam

pengertian yang lebih luas, transduser kadang-kadang juga didefinisikan sebagai

suatu peralatan yang mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal

lainnya.Contoh yang umum adalah pengeras suara (audio speaker), yang

mengubah beragam voltase listrik yang berupa musik atau pidato, menjadi vibrasi

mekanis. Contoh lain adalah mikrofon, yang mengubah suara kita, bunyi, atau

energi akustik menjadi sinyal atau energi istrik.

3. Perbedaan Sensor dan Tranduser

Berikut penjelasan perbedaan antara Tranduser dengan Sensor.

Gambar diatas adalah gambar Sensor cahaya / yang biasa disebut dengan

LDR, gambar diataas menujukkan bahwa sensor masih membutuhkan komponen

lain untuk menghasilkan tegangan.

LM35 merupakan sebuah transducer temperatur, pada gambar diatas

menjelaskan bahwa transducer tidak membutuhkan komponen lain untuk

menghasilkan tegangan jadi dapat disimpulkan bahwa sensor masih membutuhkan

komponen lain untuk mengeluarkan sinyal tegangan tetapi transducer tidak

membutuhkan komponen yang laen untuk mengeluarkan sinyal tersebut.

Gambar Tranduser Temperatur (LM35)

PRAKTIKUM 1

PENGUJIAN KARAKTERISTIK LDR

(LIGHT DEPENDENT RESISTOR)

1. Tujuan

Mengetahui karakteristik dari LDR (Light Dependent Resistor) dan membuat

grafik dari hubungan resistansi LDR terhadap intensitas cahaya yang diterima.

2. Pendahuluan

LDR atau Light Dependent Resistor adalah sebuah komponen elektronika

yang termasuk ke dalam jenis resistor yang nilai resistansinya (nilai tahanannya)

akan berubah apabila intensitas cahaya yang diserap juga berubah. Dengan

demikian LDR juga merupakan resistor yang mempunyai koefisien temperature

negative, dimana resistansinya dipengaruhi oleh intrensitas cahaya. LDR terbuat

dari Cadium Sulfida, bahan ini dihasilkan dari serbuk keramik. Biasanya Cadium

Sulfida disebut juga bahan photoconductive, apabila konduktivitas atau resistansi

dari Cadium Sulfida bervariasi terhadap intensitas cahaya. Jika intensitas cahaya

yang diterima rendah maka hambatan juga akan tinggi yang mengakibatkan

tengangan yang keluar juga akan tinggi begitu juga sebaliknya disinilah

mekanisme proses perubahan cahaya menjadi listrik terjadi.

Berikut adalah simbol LDR:

Simbol Light Dependent Resistor

http://3.bp.blogspot.com/-brHpgd3bJyU/UScRvaAP0WI/AAAAAAAAAKk/4Ci4YP0LnCE/s1600/ldr.jpg

Prinsip Kerja LDR:

Pada dasarnya LDR terbuat dari sebuah cakram semikonduktor yang

mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Pada saat gelap atau

intensitas cahaya rendah, bahan tersebut menghasilkan elektron bebas dengan

jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya sedikit elektron yang dihasilkan untuk

mengangkut muatan elektrik. Hal ini berarti, pada saat keadaan gelap atau

intensitas cahaya rendah, maka LDR akan menjadi konduktor yang buruk,

sehingga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau intensitas

cahaya rendah.

Bentuk Fisik LDR

Pada saat terang atau intensitas cahaya tinggi, bahan tersebut lebih banyak

menghasilkan elektron yang lepas dari atom. Sehingga akan lebih banyak elektron

yang dihasilkan untuk mengangkut muatan elektrik. Hal ini berarti, pada saat

terang atau intensitas cahaya tinggi, maka LDR menjadi konduktor yang baik,

sehingga LDR memiliki resistansiyang kecil pada saat terang atau intensistas

cahaya tinggi.

3. Pengujian

3.1 Peralatan dan Komponen yang digunakan

No. Nama Peralatan / Komponen Spesifikasi Jumlah

1 LDR (Light Dependent Resistor) 20k Ω 1 Buah

2 Multimeter Digital 1 Buah

http://2.bp.blogspot.com/-SY1hiPIOn6g/UScVQtM8p8I/AAAAAAAAAKs/pYGngv2XIzU/s1600/fisik+ldr.jpg

3 Senter 1 Buah

3.2 Rangkaian Pengujian

3.3 Prosedur Pengujian

1. Siapkan peralatan dan komponen yang dibutuhkan.

2. Hubungkan probe dari multimeter ke kaki-kaki LDR, posisikan LDR

mengahadap keatas, dan posisikan senter pada ketinggian 10cm, 25cm,

50cm, dan 75cm dari LDR.

3. Ukur resistansi dari LDR sesuai dengan perubahan ketinggiannya.

3.4 Hasil Pengujian

Lokasi Jarak Senter [cm] Pengukuran ke-… R [kΩ]

Laboratorium Komputer 10

1 0.652 0.663 0.664 0.66

5 0.67rata-rata 0.66

25

1 1.842 1.773 1.754 1.755 1.77

rata-rata 1.776

50

1 4.052 4.053 4.074 4.115 4.14

rata-rata 4.084

75

1 5.92 5.953 5.924 5.925 5.9

rata-rata 5.918

10 25 50 750

1

2

3

4

5

6

7LDR

Jarak Senter [cm]

Resis

tans

i [kΩ

]

4. Analisa

Pengujian dilakukan dengan memberikan cahaya dengan jarak 10-75 cm dari

LDR yang kaki-kakinya sudah dihubungkan dengan probe multimeter.

Pemosisian senter dengan jarak tertentu ini bertujuan untuk memberikan intensitas

cahaya yang berbeda, semakin dekat jarak senter berarti semakin tinggi intensitas

cahayanya.

Dari grafik hasil pengujian didapat bahwa semakin tinggi intensitas cahaya

(diwakili oleh jarak senter terhadap LDR) yang diberikan kepada LDR maka

resistansi LDR tersebut semakin menurun, juga sebaliknya ketika intensitas

cahaya rendah maka resistansi LDR semakin tinggi mendekati nilai maksimum

sesuai spesifikasinya.

Berdasarkan karakteristik yang dimiliki, LDR cocok untuk rangkaian yang

membutuhkan nilai resistansi berubah berbanding lurus dengan tegangannya.

Perubahan tegangan ini dapat di aplikasikan terhadap beberapa tujuan misalnya

untuk membuat lampu otomatis yang diatur langsung dengan keadaan sekitar

(gelap/terang).

5. Kesimpulan

Sesuai dengan namanya Light Dependent Resistor, berarti resistor yang nilai

resistansinya bergantung pada cahaya. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan

bahwa semakin tinggi intensitas cahaya yang diterima oleh LDR maka nilai

resistansinya semakin rendah sehingga semakin bersifat konduktor, begitu juga

sebaliknya ketika intensitas cahaya yang diterima LDR rendah maka nilai

resistansinya semakin tinggi mendekati nilai maksimum sesuai spesifikasinya.

PRAKTIKUM 2

PENGUJIAN KARAKTERISTIK PHOTODIODE

1. Tujuan

Mengetahui karakteristik dari photodioda dan membuat grafik dari hubungan

arus yang melalui photodioda terhadap intensitas cahaya yang diterima.

2. Pendahuluan

Photodioda adalah dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, jika

photodioda terkena cahaya maka photodioda bekerja seperti dioda pada

umumnya, tetapi jika tidak mendapat cahaya maka photodioda akan berperan

seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat

mengalir.

Gambar: Photodioda, simbol, dan penampang melintangnya

Photodioda merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat

mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Photodioda merupakan sebuah

dioda dengan sambungan p-n yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya

yang dapat dideteksi oleh photodioda ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya

tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X.

Prinsip kerja, karena photodioda terbuat dari semikonduktor p-n junction

maka cahaya yang diserap oleh photodioda akan mengakibatkan terjadinya

pergeseran foton yang akan menghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi

dari sambungan. Ketika elektron-elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita

konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positif sumber

tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber

tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya pasangan

elektron ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya

yang diserap oleh photodioda.

Photodiodes dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalah

silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs,

PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang

mencakup: 2500 Å - 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs.

Ketika sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya

diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang

pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole

adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah Arus

yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan

pembawa. cara tersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk

mengumpulkan photon - menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau

tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda.

3. Pengujian



1 Photodiode 1 Buah2 Resistor 10k Ω 1 Buah3 Senter 1 Buah4 Multimeter Analog 1 Buah5 DC Power Supply 1 Buah




2. Buat rangkaian sesuai dengan rangkaian pengujian yang telah dirancang.

3. Berikan cahaya menggunakan senter dengan jarak ketinggian 10 cm, 25

cm, 50 cm, dan 75 cm.

4. Ukur arus sesuai dengan ketinggian cahaya yang diberikan.

3.4 Hasil Pengujian

Jarak lampu [cm] Pengukuran ke-…

Arus [mA]

751 0.22 0.2

3 0.2254 0.25 0.2

rata-rata 0.205

50

1 0.32 0.353 0.34 0.35 0.35

rata-rata 0.32

25

1 0.452 0.53 0.54 0.55 0.5

rata-rata 0.49

10

1 0.52 0.53 0.54 0.55 0.5

rata-rata 0.5

10 25 50 750

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Grafik Arus yang melalui Photodioda

Jarak Senter [cm]

Arus

[mA]

4. Analisa

Pengujian dilakukan dengan memberikan cahaya dengan jarak 10-75 cm dari

photodiode. Pemosisian senter dengan jarak tertentu ini bertujuan untuk

memberikan intensitas cahaya yang berbeda, semakin dekat jarak senter berarti

semakin tinggi intensitas cahayanya. Lalu arus yang melewati photodiode diukur

menggunakan multimeter. Photodiode dipasang reverse karena berdasarkan teori

mengenai dioda, pada saat dioda dipasang reverse, maka arus tidak akan mengalir

karena hambatan yg sangat besar sekali. Jadi bisa dikatakan ini dioda sebagai

kondisi Open Circuit jika dianalogikan seperti sakelar. namun pada photodioda,

hambatan yang besar tadi bisa menjadi kecil karena pengaruh cahaya yang masuk.

Hal seperti ini bisa menyebabkan arus mengalir sehingga kondisi seperti ini bisa

dikatakan sebagai Close Circuit jika dianalogikan seperti sakelar.

Dari grafik hasil pengujian didapat bahwa semakin tinggi intensitas cahaya

(diwakili oleh jarak senter terhadap photodiode) yang diberikan kepada

photodioda maka arus yang melaluinya semakin tinggi hingga maksimal sesuai

dengan supply yang diberikan dan resistor yang dipasang pada rangkaian, arus

maksimal pada rangkaian ini adalah 0,5 mA (Vs = 10 V; R = 10 kΩ). Ketika

intensitas cahaya yang diberikan kepada photodioda semakin rendah maka arus

yang melaluinya pun semakin rendah, dan arus minimal yang melalui photodioda

ini adalah 0,1 mA.

Berdasarkan karakteristik yang dimiliki, photodioda cocok untuk rangkaian

yang membutuhkan dioda dengan pengendali sebuah cahaya, contoh aplikasinya

yaitu robot line-follower.

5. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi intensitas

cahaya yang diterima oleh photodioda, maka arus yang melaluinya akan semakin

tinggi dengan nilai maksimal bergantung pada rangkaian yang digunakan. Dan

semakin rendah cahaya yang diterima oleh photodioda, maka arus yang

melaluinya akan semakin rendah dengan nilai minimal arus yang melaluinya

adalah 0,1 mA.

PRAKTIKUM 3

PENGUJIAN KARAKTERISTIK PHOTOTRANSISTOR

1. Tujuan

Mengetahui karakteristik dari phototransistor dengan memahami perbedaan

arus yang melalui phototransistor ketika diberikan cahaya atau tidak.

2. Pendahuluan

Phototransistor merupakan transistor yang dirancang untuk menangkap cahaya

dan dirakit dalam sebuah kemasan transparan. Kepekaan phototransistor jauh

lebih baik daripada photodiode karena phototransistor telah memiliki penguat

terintegrasi. Cahaya yang diterima menimbulkan arus pada daerah basis dari

phototransistor, dan menghasilkan penguatan arus mulai dari seratus hingga

beberapa ribu kali.

Phototransitor menjadi populer untuk aplikasi yang hanya memiliki power

optikal beberapa ratus nanowatt karena kemudahan pemakaian, murah dan

kompatibel dengan level tegangan TTL. Meskipun begitu, phototransistor

memiliki kekurangan dibandingkan dengan photodiode. Bandwidth frekuensi dan

linearitasnya relatif terbatas serta respon spektrumnya berada antara 350 nm

hingga 1100 nm. Selain itu, banyak variasi sensitifitas untuk masingmasing

komponen dan sedikit pilihan kemasan standar.

Rangkaian ekuivalen untuk phototransistor adalah terdiri dari sebuah

photodiode yang outputnya diumpankan ke basis sebuah trasnsistor sinyal kecil.

Berdasarkan model tersebut maka wajar jika phototransistor menunjukkan

karakteristik diode maupun transistor. Karekteristik arus dan tegangan sebuah

phototransistor mirip seperti transistor NPN, dengan pengecualian bahwa cahaya

masuk menggantikan arus basis.

Struktur phototransistor sangat mirip dengan photodiode. Pada

kenyataannya, junction kolektor-basis sebuah phototransistor dapat dipakai seperti

photodiode dengan hasil yang cukup memuaskan. Perbedaan utama strukturnya

adalah bahwa phototransistor memiliki dua junction sedangkan photodiode hanya

memiliki sebuah junction saja.

3. Pengujian

http://3.bp.blogspot.com/-YTYPbypbIkk/UHkcrOky86I/AAAAAAAACQA/1gGryhsV6UA/s1600/SP32-20121013-144735.jpg

http://1.bp.blogspot.com/-3wEFhIcCdTU/UHkc-jNhcDI/AAAAAAAACQI/e1M3akNdrOE/s1600/SP32-20121013-144902.jpg



1 Phototransistor NPN 1 Buah2 Resistor 10 kΩ 1 Buah3 Resistor 2 kΩ 1 Buah 4 Resistor 330 Ω 1 Buah5 Senter 1 Buah6 Multimeter Analog 1 Buah7 DC Power Supply 1 Buah



1 Siapkan peralatan dan komponen yang dibutuhkan.

2 Buat rangkaian sesuai dengan rangkaian pengujian yang telah dirancang

dengan nilai R 330 Ω, 2 kΩ, dan 10 kΩ.

3 Ukur arus dari setiap resistor yang dipasang pada keadaan diberi cahaya dan

tidak diberi cahaya.

3.4 Hasil Pengujian

Senter I [A]

330 Ω 2 k Ω 10 k Ω

on 14m 2.3m 0.5m

off 32µ 25µ 0.05µ

4. Analisa

Pengujian dilakukan dengan memberikan cahaya dan tidak memberikan

cahaya pada phototransistor dengan nilai resistansi R pada rangkaian bernilai 330

Ω, 2 kΩ, dan 10 kΩ. Lalu arus yang melalui phototransistor diukur menggunakan

multimeter analog.

Dari hasil pengujian didapat bahwa phototransistor bekerja sebagai sakelar

yang dikendalikan oleh cahaya. Ketika diberi cahaya arus yang melalui

phototransistor maksimal sesuai dengan nilai resistor yang dipasang, dan arus

akan bernilai minimal atau kecil sekali ketika tidak diberi cahaya. Terbukti bahwa

phototransistor adalah switching device yang dikendalikan oleh cahaya.

5. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa phototransistor bekerja

layaknya transistor pada umumnya yaitu sebagai sakelar elektronik, namun arus

basis yang biasanya sebagai pengendali sakelar disini perannya digantikan oleh

cahaya. Ketika diberi cahaya maka arus dapat melalui phototransistor tersebut.

Sebaliknya ketika tidak diberi cahaya maka arus tidak dapat melaluinya, ini

dibuktikan oleh hasil praktikum bahwa arusnya kecil sekali mendekati nol.

PRAKTIKUM 4

PENGUJIAN KARAKTERISTIK

PTC DAN NTC

1. Tujuan

Mengetahui karakteristik dari PTC (Positive Temperature Coefficient) dan

NTC (Negative Temperature Coefficient) dengan memahami perubahan nilai

resistansi pada kedua komponen terebut sebelum dan sesudah dipanaskan.

2. Pendahuluan

Thermistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya dipengaruhi

oleh suhu. Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya

adalah tahanan yang berkaitan dengan panas. Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu

PTC (Positive Temperature Coefficient) dan NTC (Negative Temperature

Coefficient).

Seperti namanya, nilai resistansi NTC akan turun jika suhu disekitar NTC

tersebut tinggi (berbanding terbalik / negatif). Sedangkan untuk PTC, semakin

tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula

nilai resistansinya (berbandi lurus / positif).

3. Pengujian



1 PTC 10 Ω 1 Buah2 NTC 10 kΩ 1 Buah3 Solder 1 Buah4 Multimeter Digital 1 Buah




2. Hubungkan probe multimeter pada kaki-kaki PTC dan NTC, lalu ukur

resistansinya.

3. Dekatkan mata solder yang panas ke PTC dan NTC selama 5 detik, lalu

ukur resistansinya

3.4 Hasil Pengujian

Jenis ThermistorNilai Hambatan [Ω]

Sebelum Dipanaskan Sesudah Dipanaskan

PTC 10 18000

NTC 8600 35

4. Analisa

Pengujian dilakukan dengan cara mengukur resistansi dari PTC dan NTC

sebelum dan sesudah dipanaskan. Pemanasan dilakukan dengan cara mendekatkan

mata solder ke PTC dan NTC.

Pada pengujian PTC, sebelum dipanaskan (pada suhu ruangan) nilai

resistansinya sangat kecil seperti tertera pada tabel hasil pengujian, lalu setelah

dipanaskan nilai resistansinya naik sampai cukup besar. Ini membuktikan bahwa

karakteristik PTC yaitu semakin tinggi suhu disekitarnya maka semakin tinggi

pula nilai resistansinya.

Pada pengujian NTC, sebelum dipanaskan (pada suhu ruangan) nilai

resistansinya besar sesuai dengan spesifikasinya, lalu setelah dipanaskan nilai

resistansinya turun mendekati nol. Ini membuktikan bahwa karaktristik NTC yaitu

semakin tinggi suhu disekitarnya maka semakin rendah nilai resistansinya.

5. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa nilai resistansi dari Thermistor

PTC (Positive Temperature Coefficient) berbanding lurus dengan nilai suhu

sekitarnya. Sedangkan Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) nilai

resistansinya berbanding terbalik dengan nilai suhu sekitarnya.

PRAKTIKUM 5


LM35

1. Tujuan

Mengetahui karakteristik LM35 dengan memahami perubahan nilai resistansi

pada komponen tersebut sebelum dan sesudah dipanaskan.

2. Pendahuluan

Sensor termal berupa IC LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki

fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk

tegangan. IC LM35 adalah sebagai sensor suhu yang terkemas dalam bentuk

Integrated Circuit. Sensor ini mempunyai koefisien sebesar 10 mV/°C yang

berarti bahwa setiap kenaikan suhu 1°C maka akan terjadi kenaikan tegangan

sebesar 10 mV. LM35 tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetilan dari luar

karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius. Pada

komponen ini mempunyai jangkauan (range) pengukuran suhu yang cukup besar,

dari suhu –55°C sampai 150°C, serta tingkat ketelitian pengukuran cukup tinggi.

Setiap perubahan suhu 1°C tegangan keluaran berubah sebesar 0,01 volt (10 mV).

Komponen ini bekerja pada arus 450 mA sampai 5 mA serta mempunyai

impedansi masukan kurang dari 1W.

3. Pengujian



1 IC LM35 1 Buah2 Resistor 2 kΩ 1 Buah3 Multimeter Digital 1 Buah4 Solder 1 Buah5 DC Power Supply 5 V 1 Buah




2. Buat rangkaian seperti pada rancangan rangkaian pengujian.

3. Dengan nilai Vs = 5 V; R1 = 2 kΩ, ukur nilai Vout (pada suhu ruang ±

27ºC).

4. Dekatkan mata solder yang panas ke LM35 selama 5 detik, lalu ukur nilai

Vout.

3.4 Hasil Pengujian

Jenis TranduserNilai Vout [V]

Sebelum Dipanaskan Sesudah Dipanaskan

LM35 0.265 0.43

4. Analisa

Pengujian dilakukan dengan mengukur nilai tegangan keluaran dari LM35

pada suhu ruang ± 27ºC dan saat komponen dipanaskan dengan cara mendekatkan

mata solder yang panas ke LM35.

Dari hasil pengujian terbukti pada suhu ruang output tegangan dari LM35

bernilai 0,265 V, mengingat suhu ruang adalah ± 27ºC dan pada teori LM35

memberikan output 10 mV/ ºC. Lalu ketika sesudah dipanaskan output naik

menjadi 0,43 V, ini membuktikan bahwa LM35 bekerja dengan baik, apabila

disesuaikan dengan teori maka suhu komponen tersebut sekarang adalah 0,43/10m

= 43 ºC. Ini juga membuktikan bahwa LM35 sangat baik untuk diaplikasikan

sebagai pembaca nilai suhu.

5. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa Tranduser LM35 nilai

outputnya berbanding lurus dengan perubahan suhu disekitarnya. Pada suhu ruang

± 27ºC nilai output LM35 adalah 0,265 V, terbukti sesuai spesifikasinya yaitu ≈

10mV/ ºC. LM35 terbukti sangat baik untuk diaplikasikan sebagai pembaca nilai

suhu.

PRAKTIKUM 6


POTENSIOMETER

1. Tujuan

Mengetahui karakteristik potensiometer dengan memahami perubahan nilai

resistansinya.

2. Pendahuluan

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya

dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan

pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam

Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki

Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.

Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk

dan Simbolnya.

Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer Sebuah Potensiometer (POT) terdiri

dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di

kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah

Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur

elemen resistif (Resistive).

Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur

naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer. Elemen Resistif pada

Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan

Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).

3. Pengujian



1 Potensiometer 10 kΩ 1 Buah2 Multimeter Analog 1 Buah





3. Ukur resistansi pada kaki 1-2 dan kaki 2-3 potensiometer tersebut.

3.4 Hasil Pengujian

UraianPengujian nilai putaran

0 1/4 1/2 3/4 1

Kaki 1-2 diputar clockwise

1.3 Ω 2.48 kΩ 5.05 kΩ 7.66 kΩ 10 kΩ

Kaki 2-3 diputar clockwise

10 kΩ 7.69 kΩ 5.13 kΩ 2.54 kΩ 1.3 Ω

4. Analisa

Pengujian dilakukan dengan mengukur nilai resistansi dari potensiometer,

pada kaki 1-2 dan 2-3, dan diputar searah jarum jam sebesar 0, ¼, ½, ¾, dan 1

putaran.

Dari hasil pengujian terbukti bahwa nilai resistansi dari potensiometer berubah

sesuai dengan besar putarannya. Untuk kaki 1-2 semakin besar putarannya

(clockwise) maka semakin besar nilai resistansinya menuju nilai maksimal sesuai

spesifikasi, sebaliknya untuk pengukuran pada kaki 2-3 semakin besar putarannya

(clockwise) maka semakin kecil nilai resistansinya. Jika mengukur kaki 1-3 maka

nilainya konstant yaitu nilai maksimal.

5. Kesimpulan

Dari hasil dan analisa pengujian dapat disimpulkan bahwa potensiometer nilai

resistansinya dapat dirubah dengan memutar wiper pada komponen tersebut.

Untuk pengukuran kaki 1-2 dan 2-3 nilai resistansinya berubah sesuai nilai

putarannya namun nilai keduanya akan saling mengurangi sehingga jika

dijumlahkan akan senilai resistansi maksimumnya. Namun untuk pengukuran

pada kaki 1-3, nilai yang didapat adalah nilai resistansi maksimum secara

konstant.

PRAKTIKUM 7


RANGKAIAN PEMBAGI TEGANGAN

1. Tujuan

Mengetahui karakteristik pembagi tegangan dengan/tanpa beban dan tanpa

menggunakan voltage-follower.

Mengetahui karakteristik pembagi tegangan dengan/tanpa beban dan

menggunakan voltage-follower.

2. Pendahuluan

2.1 Rangkaian Pembagi Tegangan

Rangkaian pembagi tegangan berfungsi membagi tegangan input menjadi

beberapa bagian tegangan output. Pada contoh rangkaian diatas, tegangan input

Vin dibagi menjadi dua buah tegangan yaitu tegangan V1dan tegangan V2.

Berdasarkan hukum ohm dapat diketahui bahwa nilai V1 sama dengan kuat arus

(I) kali Resistor (R1) dan V2 sama dengan kuat arus (I) kali Resistor (R2).

Sedangkan nilai I adalah tegangan Vin dibagi resistor total (Rtotal) yang

merupakan hasil dari resistor R1 ditambah resistor R2.

V1 = I * R1 —-> I = V1/R1 (rumus 1)

V2 = I * R2 —-> I = V2/R2 (rumus 2)

I = Vin / (R1 + R2) (rumus 3)

Dari ketiga rumus diatas dapat diperoleh rumus mencari V2 tanpa menghitung

kuat arus lebih dulu, yaitu dengan mensubstitusikan rumus 1 dan rumus 2 pada

rumus 3.

I = Vin / (R1+R2)

http://abisabrina.files.wordpress.com/2013/11/rangkaian-pembagi-tegangan.jpg

V1/R1 = Vin / (R1+R2)

V1 = R1 * Vin / (R1+R2) atau lazim ditulis seperti ini :

dengan cara yang sama dapat dicari rumus tegangan v2 berikut ini :

I = Vin / (R1+R2)

V2/R2 = Vin / (R1+R2)

V2 = R2 * Vin / (R1+R2) atau lazim ditulis seperti ini :

Aplikasi rangkaian pembagi tegangan dapat dijumpai pada rangkaian penguat

transistor dengan bias pembagi tegangan. Selain itu pembagi tegangan dapat

dijumpai pada teori rangkaian Thevenin.

2.2 Rangkaian Voltage-Follower

Rangkaian voltage-follower atau sering dikenal sebagai rangkaian buffer

adalah suatu rangkaian yang memiliki fungsi untuk menyangga suoaya dihasilkan

http://abisabrina.files.wordpress.com/2013/11/tegangan-v1.jpg

http://abisabrina.files.wordpress.com/2013/11/tegangan-v2.jpg

tegangan keluaran yang sama besarnya maupun tandanya dengan tegangan

masukan, seperti ditunjukka pada gambar dibawah ini.

3. Pengujian



1 Resistor 2 kΩ 3 Buah2 IC LM741 1 Buah3 DC Power Supply 5 V 1 Buah4 Multimeter Digital 1 Buah


Tanpa menggunakan voltage-follower

Tanpa Beban Dengan Beban

Menggunakan voltage-follower

Tanpa beban Dengan Beban




3. Tanpa menggunakan voltage-follower, ukur nilai Vout saat tanpa/dengan

beban.

4. Menggunakan voltage-follower, ukur nilai Vout saat tanpa/dengan beban.

3.5 Hasil Pengujian

Rangkaian Vout [Volt]

Tanpa Menggunakan Voltage Follower

Tanpa beban 2.5

Dengan Beban 1.6

Menggunakan Voltage Follower

Tanpa beban 2.5

Dengan Beban 2.5

4. Analisa

Pengujian dilakukan dengan cara mengukur tegangan keluaran pada masing-

masing rangkaian pembagi tegangan. Rangkaian pertama tanpa menggunakan

voltage follower, diukur dengan/tanpa beban. Rangkaian kedua menggunakan

voltage follower, diukur dengan/tanpa beban.

Dari hasil pengujian rangkaian pertama terbukti bahwa ketika dipasangkan

beban tegangan terbagi ke beban sehingga Vout lebih kecil nilainya jika

dibandingkan dengan tanpa beban. Kondisi ini tidak cocok untuk diaplikasikan

pada sistem elektrikal yang membutuhkan tegangan maksimal walaupun ada

beban.

Rangkaian kedua menambahkan rangkaian voltage-follower sebelum beban.

Ini dilakukan dengan tujuan tegangan menuju ke beban tidak terbagi dan tetap

akan maksimal. Dari hasil pengujian terbukti bahwa Vout ketika tanpa beban dan

dengan beban sama besar nilainya. Dengan begini penambahan voltage follower

cocok untuk sistem elektrikal yang membutuhkan tegangan maksimal walaupun

ada beban.

5. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa rangkaian pembagi tegangan

menyebabkan tegangan terbagi ke beban sehingga terjadi drop tegangan

dibandingkan dengan tanpa beban. Solusinya yaitu penambahan rangkaian

voltage-follower sebelum ke beban, dengan rangkaian tersebut tidak akan terjadi

drop tegangan atau pembagian tegangan sehingga nilai Vout ketika dengan beban

maupun tanpa beban bernilai sama besar.

PRAKTIKUM 8


RANGKAIAN SPAN AND ZERO

1. Tujuan

Mengetahui karakteristik rangkaian span and zero untuk diaplikasikan pada

sensor.

2. Pendahuluan

Rangkaian span and zero terdiri dari dua inverting amplifier yang dapat

mengkonversi sinyal DC level tertentu (dalam hal ini keluaran sensor) ke level

yang kita inginkan untuk diolah lagi oleh controller, display, atau komputer.

Berikut rangkaian span and zero.

Rangkaian Span and Zero

Definisi mx + c

Sinyal yang harus dikondisikan adalah sinyal input, Ein. Sinyal tersebut menerima

gain senilai –Rf/Ri. Tegangan referensi, ± V, adalah input lainnya yang menerima

gain senilai –Rf/Ros. Jadi output dari IC1 adalah.

Eout1 = (-Rf/Ri) Ein + (-Rf/Ros) V …………….. (1)

Lalu sinyal diteruskan oleh inverting amplifier dengan gain -1.

Eout2 = (Rf/Ri) Ein + (Rf/Ros) V ……………… (2)

Komparasikan kedalam persamaan ekivalen berupa persamaan linier,

y = mx + c ……………………… (3)

y adalah variabel dependen dan x adalah variabel independen.

m = R f/R i slope or gain or span

b = (R f/Ro s)V intercept or offset or zero

3. Pengujian



1 Resistor 2 kΩ 1 Buah2 Resistor 10 kΩ 2 Buah3 Resistor 470 Ω 2 Buah4 IC LM741 2 Buah5 DC Power Supply -0,5 – 0,5 V 1 Buah6 DC Power Supply 2,5 V 1 Buah7 DC Power Supply 15 V dan -15 V 1 Buah8 Multimeter Digital 1 Buah





3. Sett V+ = +15 V; V- = -15 V; Voff = 2,5 V.

4. Pasang Vin 0,2 – 0,5 V, ukur Vout.

3.4 Hasil Pengujian

No. Vin [V] Vout [V]

1 0.2 3.472

2 0.3 3.952

3 0.4 4.46

4 0.5 4.97

4. Analisa

Rangkaian span and zero merupakan rangkaian pengubah nilai range dan

level dari suatu tegangan input ke nilai yang diinginkan. Untuk aplikasi disini

yaitu input sensor yang akan di ubah menjadi output yang sesuai TTL sehingga

akan lebih mudah lagi diolah untuk pengendali dan sebagainya.

Dalam kasus ini output sensor memberikan range -0,5 – 0,5 V, dan akan

diubah menjadi 0 – 5 V (TTL). Untuk itu sinyal dari sensor perlu dikuatkan lalu di

offset menuju posisi yang sesuai. Input sensor memiliki range 1 V, jadi

penguatannya yaitu senilai 5. Setelah dikuatkan range output sensor menjadi -2.5

V – 2.5 V. Dengan begitu diberi offset + 2,5 agar outputnya menjadi 0 – 5 V.

Untuk melakukan persamaan aritmatika tersebut, maka digunakan rangkaian

span and zero yang terdiri dari rangkaian adder dan inverter. Rangkaian adder

digunakan untuk mendapatkan range yang diinginkan, namun nilainya masih

terinversi sehingga ditambahkanlah rangkaian inverter untuk mengembalikan

polaritasnya ke nilai semula.

Langkah utama dalam perancangan sistem yaitu menentukan komponen yang

akan digunakan beserta nilainya. Untuk kasus ini, dibutuhkan penguatan sebesar 5

maka resistor yang akan digunakan yaitu senilai,

m = R f/R i slope or gain or span m = 5

jika Rf ditentukan 10 kc maka didapat Ri = 2 kΩ.

Lalu dibutuhkan tegangan offset senilai 2,5, maka resistor yang digunakan senilai,c = Rf/Roff intercept of offset or zero c = 2,5

nilai Rf sudah ditentukan 10 kΩ maka didapat Roff = 10 kΩ.

Dan nilai Voff = 2,5 V.

Seluruh komponen sudah dirancang beserta nilainya, langkah selanjutnya

yaitu pengujian rangkaian. Dari hasil pengujian yang tertera pada tabel

menunjukan bahwa hasil perhitungan dengan hasil praktikum cukup akurat.

Output yang dihasilkan dari input senilai 0,5 V adalah senilai 4,97 V, ini

membuktikan bahwa rangkaian yang telah dirancang menunjukan keberhasilan

tinggi, dimana output yang dibutuhkan adalah 5 V dan nilai pengukuran sangat

mendekati.

5. Kesimpulan

Rangkaian span and zero merupakan rangkaian penguat sinyal sekaligus

memberikan offset menuju output yang kita inginkan. Fungsi linier y = mx + c

dilakukan oleh rangkaian adder, namun nilainya masih terinversi, jadi

ditambahkan rangkaian inverter untuk mengembalikan nilai ke polaritas yang

sama seperti input.

PRAKTIKUM 9

APLIKASI NTC SEBAGAI SENSOR SUHU

1. Tujuan

Dapat mengaplikasikan Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient)

sebagai sensor suhu.

2. Pendahuluan

Thermistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya dipengaruhi

oleh suhu. Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya

adalah tahanan yang berkaitan dengan panas. Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu

PTC (Positive Temperature Coefficient) dan NTC (Negative Temperature

Coefficient).

Seperti namanya, nilai resistansi NTC akan turun jika suhu disekitar NTC

tersebut tinggi (berbanding terbalik / negatif). Sedangkan untuk PTC, semakin

tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula

nilai resistansinya (berbandi lurus / positif).

Karakterisitik yang dimiliki oleh NTC menyebabkan komponen ini cocok untuk

dijadikan sample aplikasi sebagai sensor suhu sederhana

3. Perancangan Aplikasi



1 Resistor 2 kΩ 1 Buah2 Potensiometer 10 kΩ 1 Buah3 NTC 10 kΩ 1 Buah4 IC LM741 1 Buah

5 LED Hijau 5 mm 1 Buah6 DC Power Supply 5 V 1 Buah7 Multimeter Digital 1 Buah

3.2 Rangkaian Aplikasi




3. Sett V+ = +15 V; V- = -15 V

3.5 Hasil Pengujian

No. Vin [V] Vout [V]

1 0.2 3.472

2 0.3 3.952

3 0.4 4.46

4 0.5 4.97

4. Analisa

4. Kesimpulan

Documents

Laporan Praktikum Sensor (1)