Top Banner

Click here to load reader

Karakteristik Statik-Dan Dinamic

Jan 21, 2016

ReportDownload

Documents

karakteristik statik

  • 5

    BAB II

    DASAR TEORI

    2.1 Sensor D Sharon, dkk (1982), mengatakan sensor adalah suatu

    peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau

    sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti

    energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi

    mekanik dan sebagainya.. Contoh; Camera sebagai sensor

    penglihatan, telinga sebagai sensor pendengaran, kulit sebagai

    sensor peraba, LDR (light dependent resistance) sebagai sensor

    cahaya, dan lainnya.

    Menurut William D.C, (1993), mengatakan transduser

    adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam

    sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam

    bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem

    transmisi berikutnya. Transmisi energi ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas). Contoh;

    generator adalah transduser yang merubah energi mekanik

    menjadi energi listrik, motor adalah transduser yang merubah

    energi listrik menjadi energi mekanik, dan sebagainya. Sedangkan

    pengertian sensor secara umum.

    Sensor adalah suatu alat yang dapat mengubah suatu

    besaran fisis menjadi sinyal besaran fisis yang lain yang dapat

    diukur. Sensor juga bisa digunakan sebagai indera suatu alat

    (instrument). Sensor merupakan elemen pertama yang

    bersentuhan langsung dengan obyek yang diukur. Sinyal dari

    sensor akan diteruskan ke unit proses selanjutnya untuk diolah

    sehingga menghasilkan output sesuai keinginan. Contoh Besaran

    yang paling banyak diukur : posisi, force, kecepatan, percepatan,

    tekanan, level, flow, dan temperature. Dalam dunia industry

    sensor digunakan sebagai monitoring, controlling dan proteksi.

    Tranduser merupakan gabungan dari sensor dan signal

    conditioning. Di dalam tranduserlah sistem, proses atau variabl

    mlwati komponen komponen didalamnya misalnya sensor,

    5

    SalazarTypewriterhuflepuff.multiply.com

    SalazarTypewriter

  • 6

    transmitter dan amplifier. Keluaran atau outputnya siap untuk

    masuk bagian ketiga dari sistem pengukuran yaitu prossesing data

    element.

    Transmitter adalah bagian dalam sinyal conditioning di

    sistem penukuran. Transmitter mempunyai fungsi sebagai

    pembangkit sinyal tanpa harus merubah sistem, proses atau

    variabl yang akan diukur ke dalam bentuk eneri yang lain.

    Adapun sensor dapat dibagi menjadi 3 macam yaitu sensor optik,

    sensor mekanik, dan sensor thermal.

    Suatu sensor yang baik mempunyai kriteria sebagai

    berikut:

    1. Sensitif terhadap besaran yang diukur. 2. Tidak sensitive terhadap besaran lain yang berada

    disekitarnya.

    3. Tidak mempengaruhi sifat obyek yang diukur.

    2.1.1 Tipe sensor :

    1. Mekanik. Contoh: panjang, luas, mass low, gaya, Torque, tekanan, kecepatan, percepatan, panjang gelombang

    akustik.

    2. Suhu. Contoh : temperature, panas, entropy, heat flow. 3. Elektrik. Contoh : tegangan, arus, muatan, resistance,

    frekuensi.

    4. Magnetik. Contoh : intensitas medan,fluk density 5. Radian. Contoh : intensitas, panjang gelombang,

    polarisasi.

    6. Kimia. Contoh : komposisi, konsentrasi, PH, kecepatan reaksi.

    7. Isyarat input

    Gambar 2.1 Diagram Blok Sensor

    2.1.2 Karakteristik statis sensor

    SalazarTypewriterhuflepuff.multiply.com

    SalazarTypewriter

  • 7

    Sensor memiliki karakteristik statik yang terbagi dalam

    penjelasan sebagai berikut:

    2.1.2.1 Accuracy Accuracy akan menunjukkan range/bound kemungkinan

    dari nilai sebenarnya. Istilah ini digunakan untuk menentukan

    error keseluruhan maksimum yang diharapkan dari suatu alat

    dalam pengukuran. Accuracy biasanya diekspresikan dalam

    inaccuracy.

    Beberapa jenis accuracy terhadap :

    1. Variabel yang diukur.

    Misal : akurasi dalam pengukuran suhu ialah 2oC, berarti ada

    ketidak akuratan (uncertainty) sebesar 2oC pada setiap nilai suhu yang dikur.

    2. Prosentase dari pembacaan Full Scale instrumen.

    Misal : akurasi sebesar 0.5% FS pada meter dengan 5 V Full

    Scale, berarti ketidakakuratan pada sebesar 0.025 volt. 3. Prosentase span (range kemampuan pengukuran

    instrumen).

    Misal : jika sebuah alat mengukur 3% dari span untuk pengukuran tekanan dengan range 20-50 psi, maka akurasinya

    menjadi sebesar ( 0.03) (50 20) = 0.9 psi.

    2.1.2.2 Sensitivity Sensitivity merupakan perubahan pada output insrtumen

    untuk setiap perubahan input terkecil. Sensitivitas yang tinggi

    sangat diinginkan karena jika perubahan output yang besar terjadi

    saat dikenai input yang kecil, maka pengukuran akan semakin

    mudah dilakukan. Misalnya, jika sensitivitas sensor temperatur

    sebesar 5mV/oC berarti setiap perubahan input 1

    oC akan muncul

    output sebesar 5 mV.

    2.1.2.3 Repeatibility

  • 8

    Repeatibility adalah pengukuran terhadap seberapa baik

    output yang dihasilkan ketika diberikan input yang sama beberapa

    kali. Repeatibility dapat dicari dengan menggunakan persamaan

    repeatibility = %100minmax

    xfullscale

    pers 1

    2.1.2.4 Hysteresis Hysteresis adalah perbedaan output yang terjadi antara

    pemberian input menaik dan pemberian input menurun dengan

    besar nilai input sama.

    2.1.2.5 Linearity Linearity adalah hubungan antara output dan input dapat

    diwujudkan dalam persamaan garis lurus. Linearitas sangat

    diinginkan karena segala perhitungan dapat dilakukan dengan

    mudah jika sensor dapat diwujudkan dalam persamaan garis

    lurus.

    2.1.2.6 Tanggapan Waktu

    Tanggapan waktu pada sensor menunjukan seberapa cepat

    tanggapannya terhadap perubahan masukan. Sebagai contoh,

    instrumen dengan tanggapan frekuensi yang jelek adalah sebuah

    termometer merkuri. Masukannya adalah temperatur dan

    keluarannya adalah posisi merkuri. Misalkan perubahan

    temperatur terjadi sedikit demi sedikit dan kontinyu terhadap

    waktu,

    2.1.3 Karakteristik Dinamis Menunjukkan seberapa baik respon sensor terhadap

    perubahan pada inputnya secara kontinyu dan teratur. Dilakukan

    dengan memberikan input step dan sinusoidal. Jika sensor

    berorde satu, parameter yang diamati : rise time, time constant,

    dan dead time.

    o Rise Time : waktu yang diperlukan agar output

  • 9

    mencapai 10 90% dari respon penuh saat diberikan input step.

    o Time Constant : waktu yang diperlukan output untuk mencapai 63.2% dari nilai maksimal yang

    mungkin.

    o Dead time : waktu yang diperlukan output untuk mulai berubah.

    Jika sensor berorde dua, parameter yang diamati : damping

    coefficient, resonant frequency, settling time, dan percent

    overshoot.

    o Damping coeffecient dan resonant frequency menentukan bentuk dan waktu respon sensor.

    o Settling time adalah waktu yang diperlukan sampai terbentuk output yang diinginkan.

    o Percent Overshoot adalah besarnya lonjakan respons output dibanding kondisi stabil.

    2.1.4 Beberapa jenis sensor berdasarkan besaran yang diukur 1. Sensor optik atau cahaya

    Sensor optik atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi

    perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun

    bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan. Prinsip kerja

    dari sensor ini adalah mengubah energy dari foton menjadi

    electron. Contoh :

    LDR ( Light Dependent Resistor )

    Gambar 2.2 LDR

    LDR adalah salah satu sensor cahaya yang terbuat dari

  • 10

    semikonduktor dengan resistansi tinggi. LDR memiliki

    karakteristik nilai tahanan bergantung dengan jumlah cahaya yang

    diterima. Semakin besar intensitas cahaya yang diterima maka

    resistansinya akan berkurang. Sebaliknya jika LDR menerima

    intensitas cahaya yang sedikit maka resistansinya akan

    bertambah.

    Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram

    tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif

    kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut

    muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi

    konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki

    resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.

    Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang

    lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada

    lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya

    pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor yang baik, atau

    bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat

    cahaya terang.

    Jadi LDR memiliki karakteristik nilai tahanan bergantung

    dengan intensitas cahaya yang di terimanya.

    LED

    Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-

    emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan

    cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan

    maju.

    Ada beberapa karakteristik LED yang perlu diketahui

    antara lain:

    Merubah arus menjadi cahaya

    Prinsip kerja kebalikan dari photodiode

    Warna (panjang gelombang) ditentukan oleh band-gap

    Intensitas cahaya hasil berbanding lurus dengan arus

    Non linieritas tampak pada arus rendah dan tinggi

  • 11

    Pemanasan sendiri (self heating) menurunkan efisiensi pada arus tinggi

    Gambar 2.3 Polaritas dan simbol LED

    Photodioda

    Gambar 2.4 Photodioda

    Seperti halnya L

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.