PERANCANGAN PROXIMITY SENSOR BERBASIS KAPASITIF … · mengalami gaya elektrostatis (gaya coulumb). • Garis Medan listrik keluar dari muatan positif menuju ke muatan negatif •

PERANCANGAN PROXIMITY SENSOR BERBASIS KAPASITIF UNTUK KONTROL PINTU OTOMATIS

Firman Matiinu Sigit/ 2207100093

DOSEN PEMBIMBING:

1. Dr. Muhammad Rivai, ST.,MT.

2. Suwito, ST.,MT.

TUGAS AKHIR

Jurusan Teknik Elektro-FTI Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Latar Belakang

Belum adanya sensor yang diaplikasikan dalam pintu otomatis, yang mempunyai karakteristik mampu mendeteksi objek berdasarkan zat/ bahan penyusun benda

Lebih kuat dan awet (sensor terbuat dari bahan konduktor)

TEORI DASAR DALAM PERANCANGAN SENSOR

1. Hukum Coulumb mengemukakan: “muatan listrik statik dapat menghasilkan medan listrik”.

2. Teori Kapasitor

3. Kapasitor Keping Sejajar

MEDAN LISTRIK

• Medan listrik merupakan daerah atau ruang disekitar benda yang bermuatan listrik dimana jika sebuah benda bermuatan lainnya diletakkan pada daerah itu masih mengalami gaya elektrostatis (gaya coulumb).

• Garis Medan listrik keluar dari muatan positif menuju ke muatan negatif

• Jika medan listrik di daerah itu kuat, maka garis medan listriknya rapat dan sebaliknya

Teori Kapasitor

• Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik

• Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik

• Michael Faraday membuat postulat bahwa kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis : Q = C·V

Teori Kapasitor Keping Sejajar

C = Kapasitas kapasitor (F)Ԑ₀ = permitivitas vakum (8,85 ·10-12

C2N-1 m2) A = luas penampang masing-masing

keping (m2)d = jarak antar keping (m) [12]

Tabel Permitivitas Beberapa Bahan

Bahan Permitivitas

Udara 1,00059

Kertas 3,7

Air 80

Nilon 3,4

Teflon 2,1

Bakelit 4,9

Kaca pyrex 5,6

Polystyrene 2,56

Kuarsa lebur 3,78

Karet neoprene 6,7

Point yang ingin dicapai

• Bagaimana menentukan posisi bahan konduktor yang dirancang sebagai proximity sensor, yang yang dapat memberikan perubahan kapasitansi yang paling besar jika terdapat dielektrik (seseorang yang memasuki area sensor)

• Merancang tranduser yang paling bagus yang mampu mengonversikan perubahan besaran fisik (nilai kapasitansi) menjadi perubahan besaran elektrik.

Langkah-langkah yang ditempuh

1. Memilih bahan konduktor dengan nilai konduktivitas listrik paling tinggi.

2. Memilih bentuk bahan konduktor, agar jika dialiri listrik menghasilkan medan listrik (dari kutub positif ke negatif) yang dapat mengenai bahan dielektrik secara maksimal.

3. Menyusun berbagai kemungkinan posisi konduktor agar mendapatkan perubahan nilai kapasitansi sebesar mungkin.

Perancangan Sistem

Perancangan Sistem

• Menentukan tata letak posisi plat konduktor dengan perubahan nilai kapasitansi terbesar

• Menentukan tranduser

• Minimum sistem frekuensi counter