23456433814131-Alat-pengendali-industri.ppt

qlqt

1. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
BAB 2
ALAT PENGENDALI INDUSTRI
DAN TRANSDUSER

2. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
ALAT PENGENDALI
•Alat pengendali adalah komponen yang dapat
mengatur daya yang diberikan pada beban
listrik
•Semua komponen yang digunakan pada
rangkaian pengendali motor dapat dibuat
dalam dalam tingkatan baik sebagai alat
pengendali primer maupun pengendali
penunjuk

3. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Alat Pengendali Primer
Kontaktor Motor Stater
Rangkaian
Kontrol

4. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Alat Pengendali Penunjuk
Alat pengendali penunjuk antara lain: relay atau kontaktor yang
mengaktifkan rangkaian daya, mengatur operasi: tombol tekan,
saklar aliran, saklar tekanan.

5. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Saklar Manual
•Dikontrol dengan tangan:
Saklar Toggle
Saklar Geser
Saklar DIP (Dual in Line
Package )

6. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Saklar Manual
•Saklar Rotari dipakai untuk operasi
hubungan yang kompleks, osiloskop,
multi meter. Disebut juga saklar
wafer
•Saklar thumb wheel, digunakan pada alat
numerik dan alat2 yang dikontrol komputer
untuk memberikan input informasi dari
operator ke komputer
•Saklar pemilih
•Saklar tombol tekan
•Saklar drum

7. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Saklar Mekanis
•Saklar mekanis adalah saklar yang
dikontrol oleh faktor-faktor secara
otomatis misalnya: tekanan, posisi dan
suhu.
•Saklar limit dirancang untuk
beroperasi apabila batas yg sudah
ditentukan sebelumnya sudah dicapai.
Biasanya dipakai untukpengendali
mesin untuk starting, stopping atau
pembalikan motor
•Saklar Mikro,

8. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Saklar Mekanis
•Saklar Suhu, digunakan untuk merasakan
suhu dan membuka/menutup ketika suhu
yg ditentukan tercapai
•Saklar tekanan, digunakan untuk
mengontrol tekanan cairan atau gas.
Dirancang untuk menjalankan (membuka
dan menutup) kontak2 nya bila tekan
tertentu dicapai. Saklar ini dioperasikan
dengan udara (secara pneumatic)
•Saklar level digunakan untuk
merasakan tinggi cairan

9. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
TRANSDUSER DAN SENSOR

10. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Sistem kontrol industri meliputi pengukuran besaran (variable) yang
dimonitor atau dikontrol
•Besaran-besaran ini antara lain: Kuat, level, tekanan, kecepatan
aliran, suhu, atau kecepatan.
•Dalam sistem kontrol elektronik, besaran-besaran mempunyai
dimensi: meter per detik, derajat, liter per menit, kilogram dan meter
•Besaran diukur dan diterjemahkan sebagai tegangan atau arus yang
sebanding, sehingga besaran tersebut akan dapat diatur, dievaluasi,
direkam oleh rangkaian elektronika didalam sistem kontrol industri
•Peralatan yang mampu menterjemahkan/mengkonversi besaran fisik
menjadi sebanding dengan besaran listrik disebut transduser.

11. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Transduser adalah alat yang mengubah energi dari satu
bentuk kebentuk lain. Seperti terlihat pada gambar ada
transduser input dan output. Transduser input mengubah
energi non listrik (suara atau cahaya) menjadi energi listrik.
Transduser output bersifat sebaliknya.

12. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Sensor adalah alat yang digunakan untuk
mendeteksi (mengindra) dan sering
berfungsi untuk mengukur magnitute
sesuatu.
•Sensor adalah sejenis transduser yang
digunakan untuk merubah variasi besaran
mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia
menjadi tegangan dan arus listrik.
•Sensor biasanya dikategorikan melalui
pengukur.
•Sensor memegang peranan penting dalam
pengendalian proses pabrikasi modern
•Sensor memberikan ekivalen mata,
pendengaran, hidung, lidah bagi
mikroprosesor dari sistem otomatisasi
industri
Sensor/Transduser

13. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Sensor/Transduser

14. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Hampir semua transduser bersifat pasif
•Butuh sumber luar dari eksitasi elektrikal untuk pengoperasiannya
•Transduser aktif tidak memerlukan eksitasi luar
•Transduser biasanya bersifat analog yaitu output transduser
merupakan fungsi dari besaran yang diukur (thermocouple,
thermistor)
•Transduser digital; outputnya berbentuk pulsa atau tegangan terpisah
seperti high (satu) dan low (nol).
•Transduser analog dpt dipakai dlm sistem digital, tapi output harus
dikonversikan menjadi bentuk digital oleh suatu konverter A/D
TransduserTransduser
/sensor/sensor
Measurand
Electrical
output
Eksitasi elektrikal

15. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
TRANSDUSER DIDALAM SISTEM KONTROL TRANSDUSER DIDALAM SISTEM KONTROL
•Kotak proses dpt
merupakan proses kimia
yang kompleks atau
sederhana (aliran cairan
dalam pipa)
•Besaran yang dimonitor:
Laju aliran (dalam gallon per
menit)
•Keran kontrol merupakan
elemen kontrol.
•Dalam sistem kontrol
elektronika, pengontrolan
pembukaan keran akan
merespon pada sinyal
kontrol dari control amplifier,
•Set-point berhubungan dengan pilihan laju aliran
•Ketika sinyal laju aliran pada posisi x adalah identik dengan tegangan
set-point, hal ini mengindikasikan bahwa proses berada dibawah
kontrol dan akan dicapai laju aliran sesuai dengan yang diinginkan

16. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
KARAKTERISTIK SENSOR/TRANSDUSER
Karakteristik sensor/transduser :
•KetelitianKetelitian, perbedaan antara nilai pengukuran dan nilai yg
diukur.
•SensitivitasSensitivitas, perbandingan perubahan di output untuk suatu
perubahan unit dalam input transduser (measurand). Misal
sensitivitas
Thermocouple diukur dalam output volt per derajat Celcius.
•ResolusiResolusi, perubahan terkecil dari besaran yang diukur akan
mengakibatkan suatu perubahan yang dapat dideteksi pada
output
transduser.
•LinearitasLinearitas, seberapa dekat kurva output dan input dari
transduser
Mendekati garis lurus.

17. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Jenis-jenis Sensor
•Sensor temperatur
•Sensor cahaya
•Sensor pH
•Sensor kedekatan (proximity sensor)
•Sensor efek Hall
•Sensor Tekanan
•Sensor penyandi (encoder sensor)

18. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
SENSOR TEMPERATUR
Sensor temperatur dipakai untuk:
•memonitor,
•merekam dan
•mengkontrol temperatur.
Ada empat jenis utama sensor temperatur yaitu:
•Thermocouple,
•thermistor,
•detektor suhu tahanan (Resistance Temperatur
Detector- RTD) dan
•IC (Integrated Circuit Thermal Sensor).

19. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Beberapa hal penting dalam memilih transduser
temperatur perlu:
•Lingkung pengukuran, julat (range) temperatur, pengaruh
noise listrik (interferensi) dan memerlukan kabel yang panjang
antara transduser ke pusat pengukuran? Perlu transduser yg
mempunyai sensitivitas tinggi, diutamakan karena amplitudo
sinyal dapat mengatasi noise listrik.
•Respon terhadap waktu, Apakah pengukuran temperatur
berubah secara perlahan atau cepat? Thermocouple dan
beberapa thermistor mempunyai konstanta waktu yang
singkat sehingga dapat mengikuti perubahan temperatur
yang cepat.
•Stabilitas yang lama, untuk pengukuran yang panjang dan
lama, perlu ketelitian peralatan tidak akan menurun karena
waktu. RTD platinum mempunyai karakteristik yang stabil
untuk jangka waktu yang panjang.
•Ketelitian, Thermistor mempunyai karakteristik yang tidak
linear antara hambatan versus temperatur, sehingga
pengukuran temperatur yang teliti sulit dicapai.
•Harga/BiayaHarga/Biaya.

20. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Tabel 1: Perbandingan TransduserTabel 1: Perbandingan Transduser
Thermocouple Thermistor RTD IC
KekuatanKekuatan Self-powered
Sederhana
Kasar
Murah
Banyak jenisnya
Range temp.
luas
Output tinggi
Cepat
Mengukur
Ohms
dengan dua
kawat
Paling stabil
Paling teliti
Lebih linear dari
pada
thermocouple
Paling linear
Output paling
tinggi
Murah
KelemahanKelemahanTidak linear
Tegangan
rendah
Memerlukan
referensi
Kurang stabil
Kurang sensitif
Tidak linear
Range temp.
terbatas
Rentan
Memerlukan
suplai daya
Self heating
Mahal
Memerlukan
suplai daya
R kecil
Tahanan
absolut rendah
Self heating
T<200
O
C
Memerlukan
suplai daya
Lambat
Self heating
Konfigurasi
terbatas

21. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Thermocouple (TC)Thermocouple (TC)
•TC terdiri dari sepasang
penghantar yg berbeda jenis
disambung las atau dilebur
bersama pada satu sisi
membentuk “hot” atau
sambungan pengukuran
sedangkan ujung-ujung
yang bebas dipakai untuk
hubungan “cold” atau
sambungan referensi.
•Secara fisika, bila dua metal
berbeda jenis disambungkan
akan timbul tegangan
beberapa milivolt
•Perbedaan temperatur antara sambungan pengukuran dan sambungan
referensi harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai
thermocouple
•Tegangan ini berfungsi linear terhadap perubahan suhu. Tegangan
output thermocouple hampir berbanding lurus dengan perbedaan
temperatur Hot dan Cold

22. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Perbandingan yang konstan dinamakan koefisien seebeck dan
berkisar antara 5 sampai dengan 50 V/
o
C.
•Cara terbaik untuk mengetahui temperatur pada sambungan
referensi adalah dengan menempatkan sambungan pada bak
berisi es + air yang akan menghasilkan temperatur 0
o
C .
•Cara lain untuk kompensasi sambungan dingin adalah dengan
menggunakan rangkaian elektronika.
•Teknik ini akan menambah tegangan kompensasi pada output
thermocouple, sehingga sambungan referensi tampak seolah-
olah 0
o
C

23. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Rangkaian Kompensasi sambungan dingin

24. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Termistor adalah tahanan yang peka terhadap panas dan
biasanya mempunyai koefisien temperatur negatif.
•Bila temperatur meningkat, nilai tahanan akan menurun
dan sebaliknya.
•Termistor mempunyai kepekaan yang tinggi (perubahan
tahanan sebesar 5%/
o
C)
•Thermistor mampu mendeteksi perubahan temperatur
yang kecil.
•Daerah sensor yang kecil dan berat jenis yang rendah
memungkinkan pengukuran dengan respon waktu yang
cepat

THERMISTOR

25. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
JENIS THERMISTORJENIS THERMISTOR

26. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin










OTT
OT eRR
11

R
T
= hambatan thermistor pada temperatur T
o
K
R
O
= hambatan thermistor pada temperatur referensi T
O
T
O
= temperatur referensi dalam
O
K ( biasanya T
O
= 298 K)
β = properti dari material thermistor
T = temperatur thermistor

27. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
CTRR
O
TT
//// 
Koefisien temperatur 
•R
T
adalah hambatan thermistor
R
T
adalah perubahan R
T
untuk suatu perubahan temperatur T
•Nilai tipikal dari  pada 25
O
C adalah –0,05.
•Karena kurva R
T
versus T adalah eksponential, maka besarnya 
bervariasi oleh nilai maksimumnya.
•Thermistor tidak stabil pada saat dipanaskan diatas beberapa ratus
derajat Fahrenheit, yaitu sekitar diatas 600
O
F. Temperatur
minimum yang dapat dipakai adalah –150
O
F
•Thermistor banyak berguna bila dipakai sebagai pengontrol
temperatur.
•Thermistor biasanya beroperasi dalam suatu rangkaian jembatan
Wheatstone

28. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Konfigurasi jembatan untuk thermistor
•Penguat jembatan biasanya dipakai untuk melindungi output
jembatan dari beban dan memperkuat sinyal output jembatan
•Beban adalah voltmeter analog yang dikalibrasi dalam temperatur
sebagai fungsi thermometer. Misalkan untuk pengukuran variasi
temperatur suatu temperatur referensi T
1
. Thermistor R
T

ditempatkan pada sisi pengukuran yang biasanya terletak diluar
rangkaian jembatan.
•Hambatan Ra adalah hambatan yang teliti dan sama besarnya
dengan R
T pada temperatur referensi T
1. Karena temperatur
pengukuran dimulai dari T
1, maka R
T = R
T1 + R
T1 dimana
perubahan  dapat positif ataupun negatif tergantung dari arah
perubahan temperatur. Operational Amplifier (Op-amp) dipasang
sebagi amplifier diferensial.

29. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Resistance Temperature Detector (RTD)
•Prinsip pengukuran temperatur dengan
RTD adalah hambatan listrik dari logam
murni bervariasi sebanding dengan
temperatur.
•Platina (platinum) adalah bahan yang paling
sering digunakan pada RTD karena
mempunyai keunggulan berkaitan dengan
hambatan temperatur, kelinearan, stabilitas
dan reproduktivitas
•Nikel mempunyai koefisien temperatur
hampir dua kali platina, akan tetapi platina
lebih umum dipakai meskipun harganya
lebih mahal dan sensitivitas lebih rendah.
•Platina mempunyai keuntungan dapat bekerja pada range
temperatur yang lebih lebar (-200 s/d 600 oC), kharakteristik R
versus T linear, kharakteristik kestabilannya tinggi dan tidak mudah
terkontaminasi.
•Elemen sensor dari thermometer hambatan platinum dapat berupa
bola (bulb) dibuat dari gulungan kawat platina yang dibelitkan pada
bahan keramik dengan kemurnian yang tinggi

30. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
)1(TRR
O

R
O = 0
o
C nilai hambatan referensi
α = koefisien temperatur,
R
O/R
O
per
o
C. untuk platina
 = 0,004 //
o
C pada 0
o
C
T = temperatur (
o
C)
•R
RTD dapat dipakai dalam thermometry
•Untuk pemakaian dengan ketelitian tinggi dapat dipergunakan
rangkaian jembatan dimana RTD dipakai sebagai sensor
temperatur.
B
AS
RTD
R
RR
R

31. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Pengukuran temperatur pada tangki pemanas
•RTD platina dipasang didalam tangki dan berfungsi sebagai
salah satu tangan dari sebuah jembatan Wheatstone.
•Penguat dc mungkin diperlukan untuk menaikan output tidak
seimbang (unbalanced) dari jembatan untuk suatu level yang
diperlukan oleh pencatat (recorder)

32. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Sensor Temperatur IC
•Prinsip operasi dari sensor temperatur integrated ciruit (IC)
adalah berdasarkan sifat transitor silikon yang sensitif terhadap
temperatur
•Didalam IC ada dua transistor yang sama (identical) yang bekerja
pada perbandingan arus collector yang tetap (biasanya 2:1)
•Pada kondisi ini perbedaan tegangan base-emitter diantara
kedua transistor secara langsung sebanding dengan temperatur
absolut dari IC
•Perbedaan tegangan ini dikonversi oleh AD590 menjadi arus
output sebanding dengan temperatur absolut (1 A/K). Batas
operasi dari komponen ini dibatasi antara –55 sampai +150
O
C.
Pada batas ini arus output mengikuti temperatur dengan ketelitian
1
O
C

33. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Sensor Temperatur IC
•Output IC AD590 adalah sumber arus.
•Output arus dikonversi menjadi tegangan pada hambatan R
S
(1 k)
•AD580 adalah voltage regulator yang stabil yang memberikan
tegangan 2,5 volt pada hambatan seri R
1
, R
T
dan R
2
•Misalkan thermometer dikalibrasi pada 0
O
C.
•Trimpot RT diatur agar tegangan antara LO dan GND = 273 mV (0 OC =
273 K).
•Hal ini akan mengakibatkan beda tegangan nol antara HI dan LO dari
komponen analog AD2003.

34. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Transduser Cahaya
•Sensor cahaya pada prinsipnya
adalah bersifat fotovoltaik atau
sel surya yang dapat mengubah
sinar cahaya menjadi energi
listrik
•Sel surya silikon pada dasarnya
adalah sambungan p-n dengan
lapisan p transparan.
•Bila cahaya (foton) jatuh pada
permukaan lapisan p akan
terjadi gerakan elektron antara
p dan n sehingga menghasilkan
tegangan arus searah (dc).
Tegangan output adalah
sebesar 0,5 volt.
a. Sel Surya

35. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
TransduserTransduser Cahaya Cahaya
•Energi cahaya yang jatuh pada
permukaan sel fotokonduktif akan
menyebabkan perubahan
hambatan sel.
•Jenis lain yang lebih populer
adalah sel foto sulfida cadmium.
Apabila permukaan alat ini gelap,
maka hambatan menjadi tinggi.
•Bila cahaya jatuh ke
permukaannya maka hambatan
akan turun.
bb. Foto konduktif (sel fotoresistif ). Foto konduktif (sel fotoresistif )

36. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Penggunaan sensor fotolistrik Penggunaan sensor fotolistrik
1.Deteksi tanpa kontak, sistem tidak
merusak target maupun kepala sensor.
2.Deteksi berdasarkan jumlah sinar
yang diterima atau perubahan jumlah
sinar yang dipantulkan (bisa dipakai
untuk material yang berbeda seperti
kaca, logam, plastik, kayu dan cairan.
3.Pendeteksian jarak jauh, jenis
reflektif sensor sampai 1 m dan jenis
melalui sorot bisa mendeteksi sampai
10 m.
4.Respon kecepatan tinggi, mampu
merespon kecepatan sebesar 50
detik.
5.Diskriminasi warna, mampu
mendeteksi sinar berdasarkan
penyerapan warna.
6.Teliti, dengan sistem optik yang unik
dan rangkaian elektronik,
memungkinkan penempatan dan
pendeteksian yang sangat akurat &
obyek yang sangat kecil.

37. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Penggunaan sensor fotolistrik
Pada umumnya LED dipakai sebagai sumber
cahaya pada sensor fotolistrik sedangkan
sebagai penerima dipakai fototransistor

38. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Teknologi kode batangTeknologi kode batang
Sistem kode batang terdiri dari tiga elemen utama yaitu: simbol
kode batang, scanner dan dekoder
•Simbol kode batang berisi maksimum 30 karakter yang
disandikan.
•Karakter biasanya dicetak diatas atau dibawah kode
batang sehingga data dapat juga dimasukkan secara
manual jika simbol tidak dapat dibaca oleh mesin.
•Spasi yang kosong pada salah satu sisi dari simbol kode-
batang disebut daerah tenang bersama-sama dengan
karakter start dan stop, sehingga scanner mengetahui
apakah data memulai atau berakhir

39. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Teknologi kode batangTeknologi kode batang
•Ada beberapa jenis kode batang.
•Pada masing-masing kode, jumlah, huruf atau karakter
yang lain dibentuk oleh jumlah tertentu dari batang dan
spasi.
•Sebagai contoh kode produksi universal di Amerika (the
Universal Product Code = UPC) adalah kode batang standar
untuk pengecer makanan kemasan. Simbol UPC berisi
semua informasi.
•Jenis UPC (1 karakter)
•Pabrik UPC atau pengecer,
nomor identitas 5 karakter.
•Jumlah/nomer item UPC 5
karakter
•Digit pengecekan 1 karakter,
dipakai untuk mengecek
secara matematis ketelitian
pembacaan

40. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Teknologi kode batangTeknologi kode batang
•Scanner kode batang adalah
mata dari sistem
pengumpulan data.
•Sumber cahaya didalam
scanner menyinari simbol
kode batang, batang-batang
menyerap sinar dan spasi
memantulkan sinar.
•Detektor foto
mengumpulkan sinar pada
bentuk pola sinyal
elektronika yang menyajikan
simbol yang tercetak.
•Dekoder menerima sinyal
dari scanner dan mengubah
data menjadi data karakter
wakil dari kode simbol

41. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•pH meter adalah alat yang mengukur konsentrasi ion-
hidrogen (pH) yang mengindikasikan keasaman atah
kealkalian.
•Biasanya mempunyai elektroda kaca dan elektroda
referensi calomel.
•Pengukur pH esensinya adalah seperti baterai dimana
terminal positif adalah elektroda pengukur dan terminal
negatif adalah elektroda referensi.
•Elektroda pengukur yang sensitif terhadap ino hidrogen
memberikan potensial (tegangan) langsung terhadap
konsentrasi hisdrogen dari larutan.
•Elektroda referensi memberikan tegangan yang stabil
terhadap elektroda pengukur.
•Peralatan pengukuran pH terdiri dari tiga komponen:
sensor pH (termasuk elektrode pengukur, elektroda
referensi dan sensor suhu), preamplifier dan penganalisa
atau transmiter.
•Jadi pH meter mengukur perbedaan potensial listrik antara
elektroda pH dan elektroda referensi. Tegangan/potensial
diperkuat oleh penguat sederhana dan kemudian hasilnya
dapat dibaca sebagai nilai pH.
Sensor pHSensor pH

42. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
1.Tegangan antara terminal 9-10 = 16
dan 35 V
2.Terminal 12 = ground, harus dipasang
utk mengurangi noise.
Sensor pHSensor pH

43. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
pH METER

44. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Sensor Kedekatan (Proximity)
Sensor kedekatan adalah alat pilot yang mendeteksi adanya
objek (target) tanpa kontak fisik. Senor ini digunakan
apabila:
•Objek yang dideteksi terlalu kecil, terlalu ringan, atau terlalu
lunak untuk dapat mengoperasikan saklar mekanis.
•Diperlukan respon yang cepat dan kecepatan penghubung
yang tinggi.
•Objek harus dirasakan melalui rintangan non-logam seperti
gelas, plastik atau kertas karton.
•Linkungan yang berbahaya
•Diperlukan ketahanan umur dan keandalan pelayanan
•Sistem pengendali
elektronis cepat.

45. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Jenis-jenis Sensor Kedekatan
•Sensor kedekatan induktif, jika objeknya adalah
logam.
Terdiri dari induktor, osilator rangkaian
detektor dan output elektronik
Kelemahannya tidak sensitif terhadap
kelembaban, debu dsb.
•Sensor kedekatan kapasitif . Objeknya
konduktif maupun non konduktif. Sensor ini
dapat diaktifkan dengan bahan non konduktif
seperti kayu, tepung, gula dll

46. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Sensor kedekatan induktif dapat merasakan objek logam.
•Sensor kedekatan A’ dan B’ mendeteksi target A dn B yg
bergerak sesuai arah panah. Ketika A mencapai A’ arah
putar mesin berbalik dan mesin berbalik kembali saat B
mencapai B’

47. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Prinsip Kerja Sensor Induktif
•Pada saat tegangan DC di suplai ke sensor, osilator bekerja
membangkitkan gelombang frekuensi tinggi.
•Maka medan magnit (magnetic field) terjadi pada kumparan
•Bila ada target mendekati medan magnit, maka arus Eddy
akan terinduksi ke target. Sehingga berakibat kerugian
energi pada rangkaian osilator dan amplitudo arus
mengecil.
•Sensor arus mendeteksinya dan membangkitkan sinyal
untuk mematikan output elektronik

48. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Prinsip Kerja Sensor Kapasitif
1.Sensor kedekatan
kapasitif adalah alat
pendeteksi yang
diaktifkan oleh bahan
konduktif dan non
konduktif.
2.Cara kerja sensor
kapasitif juga
berdasarkan pada prinsip
osilator.
3.Elektrode-elektrode
ditempatkan pada loop
umpan balik dari osilator
frekuensi tinggi yang
tidak aktif tanpa target.
4.Pada saat target mencapai sisi sensor, target memasuki
medan elektro statis yang dibentuk oleh elektroda-elektroda.
Hal ini mengakibatkan terjadinya kenaikan kapasitansi
rangkaian.

49. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
5.Amplitudo osilasi
diukur/dideteksi oleh
rangkaian detektor
6.Yang
membangkitkan
sinyal output untuk
menghidupkan atau
mematikan output
elektronik.
7.Contoh pemakaian
untuk pengisian
cairan dalam botol
gelas atau plastik
dimonitor dari luar
oleh sensor
kedekatan kapasitif

50. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Sensor Efek Hall
•Dirancang untuk mendeteksi adanya objek magnetis,
bisanya magnit permanen
•Digunakan untuk mendeteksi posisi komponen
•Elemen Hall adalh semikonduktor yang kecil, tipis dengan
irisan yang rata.
•Bila arus dilewatkan melalui irisan dan tidak ada medan
magnit, maka tegangan output sama dengan nol.
•Bila ada magnit, maka lintasan arus terganggu
•Akibatnya elektron dipaksa kebagian
sisi sehingga menghasilkan tegangan
Hall

51. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Alat efek-Hall menggunakan dua terminal untuk penguatan
•Sensor efek Hall digital digunakan untuk mengukur
kecepatan. Ketika magnet melewati sensor, saklar Hall aktif
dan pulsa akan terbentuk, dengan mengukur frekuensi
pulsa, kecepatan poros dapat diketahui.

52. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Sensor Tekanan
•Transduser ukuran ketegangan kawat mengubah tegangan
mekanis menjadi sinyal listrik
•Ukuran ketegangan didasarkan prinsip tahanan penghantar
berubah dengan panjang dan luas penampang
•Gaya yang diberikan kawat menyebabkan yang diberikan
pada kawat menyebabkan bengkok, sehingga memotong
ukuran kawat dan merubah tahanan kawat

53. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
Jenis-jenis sensor tekanan
Beberapa tipe sensor tekanan elektronik seperti diaprahma,
piston, bourdon tube, atau kantung utnuk mengukur regangan
(strain):
•Piezoresistive strain gauge
Penggunaan efek piezoresistif pada alat pengukur regangan
(strain gauges)dibentuk untuk mendeteksi keregangan karena
tekanan diterapkan, resistensi meningkatkan saat tekanan
mendeformasi material. Umumnya, pengukur regangan yang
dipasang pada sebuah rangkaian jembatan Wheatstone untuk
memaksimalkan output dari sensor dan untuk mengurangi
kepekaan terhadap kesalahan.
•Capacitive
Penggunaan diafragma dan rongga tekanan menghasilkan
kapasitor variabel untuk mendeteksi keregangan karena
tekanan diterapkan, kapasitansi menurun seiring tekanan
deformasi diafragma. Teknologi yang umum digunakan
logam, keramik, dan diafragma silikon.

54. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Elektromagnetick
Mengukur perpindahan diafragma dengan cara perubahan
induktansi, LVDT, Hall Effect, atau dengan prinsip arus eddy.
•Piezoelectric
Menggunakan efek piezoelektrik dari bahan tertentu (seperti
kuarsa) untuk mengukur ketegangan pada mekanisme
penginderaan karena tekanan. Teknologi ini umumnya digunakan
untuk pengukuran tekanan yang sangat dinamis.
•Optical
Teknik ini termasuk penggunaan perubahan fisik serat optik untuk
mendeteksi ketegangan karena tekanan yang diterapkan.
Teknologi ini digunakan dalam aplikasi yang menantang di mana
pengukuran mungkin sangat terpencil, di bawah suhu tinggi, atau
dapat mengambil manfaat dari teknologi inheren kebal terhadap
interferensi elektromagnetik.
•Potentiometric
Menggunakan gerakan wiper sepanjang mekanisme resistif untuk
mendeteksi ketegangan disebabkan oleh tekanan yang
diterapkan.Uses the motion of a wiper along a resistive mechanism
to detect the strain caused by applied pressure.

55. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan
posisi inti kumparan sehingga mengakibatkan perubahan
induksi magnetik pada kumparan.
•Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT (center tap),
dengan demikian apabila inti mengalami pergeseran maka
induktansi pada salah satu kumparan bertambah sementara
induktansi pada kumparan yang lain berkurang. Kemudian
pengubah sinyal berfungsi untuk mengubah induktansi
magnetik yang timbul pada kumparan menjadi tegangan
yang sebanding.
Sensor tekanan untuk
mengukur tinggi suatu
cairan.

56. Institut Teknologi Budi Utomo, Elektronika Industri, Martin Djamin
•Pemanfaatan sensor tekanan: mengukur tinggi
suatu cairan.
Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu
cairan dapat ditentukan dengan rumus :
P = D.G.H
Dimana:
P = tekanan statis (pascal)
D = kepadatan cairan ( kg/m3)
G = konstanta gravitasi (9,81 m/s2)
H = tinggi cairan (m)