HZN OTOMASI INDUSTRI

Sekilas Sensor

SEKILAS SENSOR

SENSOR ITU APA SIH?

Sensor adalah suatu alat yang mendeteksi atau mengukur kuantitas fisik untuk kemudian memberikan respon, dalam hal ini respon yang dibicarakan khusus respon elektrik.

Kurang jelas?

Sensor adalah device atau komponen elektronika yang digunakan untuk merubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa di analisa dengan menggunakan rangkaian listrik.

SEDIKIT TENTANG JENIS-JENIS SENSOR

1. Limit Switch

>Sensor pembatas, dalam artian mendeteksi gerakan dari suatu mesin sehingga bisa mengontrolnya atau memberhentikan gerakan dari mesin tersebut sehingga dapat membatasi gerakan mesin dan tidak sampai kebablasan, pemakaiannyapun sangat umum dan banyak.

>Contoh-contoh penggunaan limit switch :

*Sensor door open/close.

*Sensor cylinder up/down.

*Sensor Safety equipment (emergency stop).

*Sensor position.

*Dll.

>Gambar Limit Switch :

Limit Switch Series

Limit Switch Omron

2. Sensor Induktive

>Sensor kedekatan induktif adalah alat yg merasakan keberadaan suatu objek logam. Sensor ini bekerja sama dengan koil elektromagnetik akan mendeteksi kehadiran suatu objek logam. Sensor ini mempunyai empat elemen utama yaitu Koil, Osilator, Rangkaian Trigger, dan sebuah output. Osilatro berfungsi untuk menghasilkan frekuensi radio. Medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh osilator akan dipancarkan oleh koil melalui permukaan sensor, rangkaian ini akan mendapat umpan balik dari medan yang dideteksi untuk menjaga osilatro tetap bekerja.

>Gambar Sensor Induktive

Sensor Induktif

>Aplikasi Sensor Induktif

3. Sensor Capacitive

>Sensor kapasitif merupakan sensor elektronika yang bekerja berdasarkan konsep kapasitif. Sensor ini bekerja berdasarkan perubahan muatan energi listrik yang dapat disimpan oleh sensor akibat perubahan jarak lempeng, perubhan luas penampang dan perubahan volume dielektrikum sensor kapasitif tersebut. Konsep kapasitor yang digunakan dalam sensor kapasitif adalah proses menyimpan dan melepas energi listrik dalam bentuk muatan-muatan listrik pada kapasitor yang dipengaruhi oleh luas permukaan, jarak dan bahan dielektrikum.

Sensor kapasitif sama dengan sensor induktif yang sudah dibahas sebelumnya. Perbedaan antara sensor kapasitif dengan sensor induktif adalah :

-Sensor kapasitif menghasilkan medan elektrostatis tidak medan elektromagnetik seperti pada sensor induktif.

-Sensor kapasitif bisa mendeteksi material yang terbuat dari logam maupun non logam seperti gelas, cairan, atau baju.

>Gambar Sensor Capacitive

Sensor Capacitive

Konsep Sensor Capacitive

4. Sensor Photoelectric

>Sensor photoelectric adalah peralatan yang mengkonversikan sinyal yang dibangkitkan oleh emisi cahaya menjadi sinyal listrik. Sinar dapat bermacam-macam tergantung dengan panjang gelombangnya. Sensor photoelectric mempunyai 2 buah komponen utama yaitu pemancar dan penerima.

Secara lebih detail kedua komponen tersebut adalah sebagai berikut :

1. Pemancar

a. Luminescent Diode yang juga dikenal dengan nama Light Emiting Diode (LED)

b. Dioda Laser

2. Penerima

a. Photodioda

b. Phototransistor

>Contoh aplikasi sensor photoelectric

-Penghitung botol dalam industri

-Pencucian mobil

-Penghitung kardus

-Penghitung kaki IC

>Gambar Sensor Photoelecrtic

Sensor Photoelectric

5. Sensor Ultrasonic
>Prinsip Kerja Rangkaian Sensor Ultrasonik

Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver. Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik. Ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan, dan diterima oleh receiverultrasonik. Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya diolah untuk menghitung jarak terhadap benda di depannya (bidang pantul).

>Prinsip kerja dari sensor ultrasonik dapat ditunjukkan dalam gambar dibawah ini :

Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik

>Prinsip kerja dari sensor ultrasonik adalah sebagai berikut :

Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz, biasanya yang digunakan untuk mengukur jarak benda adalah 40kHz. Sinyal tersebut di bangkitkan oleh rangkaian pemancar ultrasonik.
Sinyal yang dipancarkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal / gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi yang berkisar 340 m/s. Sinyal tersebut kemudian akan dipantulkan dan akan diterima kembali oleh bagian penerima Ultrasonik.
Setelah sinyal tersebut sampai di penerima ultrasonik, kemudian sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jaraknya. Jarak dihitung berdasarkan rumus :

S = 340.t/2

dimana S adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul, dan t adalah selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampai diterima kembali oleh bagian penerima ultrasonik.

a. Pemancar Ultrasonik (Transmitter)

Pemancar Ultrasonik ini berupa rangkaian yang memancarkan sinyal sinusoidal berfrekuensi di atas 20 KHz menggunakan sebuah transducer transmitter ultrasonik

: Rangkaian Pemancar Gelombang Ultrasonik

Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adlah sebagai berikut :

Sinyal 40 kHz dibangkitkan melalui mikrokontroler.
Sinyal tersebut dilewatkan pada sebuah resistor sebesar 3kOhm untuk pengaman ketika sinyal tersebut membias maju rangkaian dioda dan transistor.
Kemudian sinyal tersebut dimasukkan ke rangkaian penguat arus yang merupakan kombinasi dari 2 buah dioda dan 2 buah transistor.
Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (+5V) maka arus akan melewati dioda D1 (D1 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T1, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T1 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (0V) maka arus akan melewati dioda D2 (D2 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T2, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T2 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
Resistor R4 dan R6 berfungsi untuk membagi tengangan menjadi 2,5 V. Sehingga pemancar ultrasonik akan menerima tegangan bolak – balik dengan Vpeak-peak adalah 5V (+2,5 V s.d -2,5 V).

b. Penerima Ultrasonik (Receiver)

Penerima Ultrasonik ini akan menerima sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan karakteristik frekuensi yang sesuai. Sinyal yang diterima tersebut akan melalui proses filterisasi frekuensi dengan menggunakan rangkaian band pass filter (penyaring pelewat pita), dengan nilai frekuensi yang dilewatkan telah ditentukan. Kemudian sinyal keluarannya akan dikuatkan dan dilewatkan ke rangkaian komparator (pembanding) dengan tegangan referensi ditentukan berdasarkan tegangan keluaran penguat pada saat jarak antara sensor kendaraan mini dengan sekat/dinding pembatas mencapai jarak minimum untuk berbelok arah. Dapat dianggap keluaran komparator pada kondisi ini adalah high (logika ‘1’) sedangkan jarak yang lebih jauh adalahlow (logika’0’). Logika-logika biner ini kemudian diteruskan ke rangkaian pengendali (mikrokontroler).

Rangkaian Penerima Gelombang Ultrasonik

Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adalah sebagai berikut :

Pertama – tama sinyal yang diterima akan dikuatkan terlebih dahulu oleh rangkaian transistor penguat Q2.
Kemudian sinyal tersebut akan di filter menggunakan High pass filter pada frekuensi > 40kHz oleh rangkaian transistor Q1.
Setelah sinyal tersebut dikuatkan dan di filter, kemudian sinyal tersebut akan disearahkan oleh rangkaian dioda D1 dan D2.
Kemudian sinyal tersebut melalui rangkaian filter low pass filter pada frekuensi < 40kHz melalui rangkaian filter C4 dan R4.
Setelah itu sinyal akan melalui komparator Op-Amp pada U3.
Jadi ketika ada sinyal ultrasonik yang masuk ke rangkaian, maka pada komparator akan mengeluarkan logika rendah (0V) yang kemudian akan diproses oleh mikrokontroler untuk menghitung jaraknya.

Sensor Di Industri

Beberapa type SENSOR

Pendahuluan
Sensor

Limit Switch
Inductive Proximity Sensor
Capacitive Proximity Sensor
Ultrasonic Proximity Sensor
Photoelectric Sensor

Penggunaan Sensor
Pendahuluan
Tujuan bab ini anda bisa:

Mengetahuai kelebihan,kekurangan, dan penggunaan : limit switch, photoelectric sensor, inductive sensor,capacitive sensor, dan ultrasonic sensor

Mengetahui prinsip-prinsip design dan operasi:

mechanical limit switch ,inductive, capacitive, ultrasonic, dan photoelectric sensors

Bisa mengetahui persamaan dan perbedaan sensor-sensor tsb
Memilih type sensor sesui kebutuhan yg sesuai dgn material dan jarak benda yang akan di sensor.

1. Sensor Limit Switch
sensor limit switch adalah berupa alat mekanik yang menggunakan kontak pisik
untuk mendetect ada tidaknya sebuah benda (target).

sensor limit switch

Ketika target menyentuh actuator, actuator berputar dari posisi normal ke posisi kerja. Hal ini mengaktifkan kontak di switch body.
Ada 2 jenis konfigurasi kontak di limit switch:

single-pole, double-throw (SPDT)
double-pole,double-throw (DPDT)

single dan double

Beberapa Type aktuator yang ada disesuaikan dengan kebutuhan dilapangan

type actuator

2. Inductive Proximity Sensor
Inductive proximity sensor menggunakan medan electromagnetic untuk mendetect ada tidaknya object logam/metal.

cara kerja sensor induksi

beberapa bentuk Inductive Proximity

Inductive Proximity

3. Capacitive proximity sensor
Capacitive proximity sensor menggunakan medan electrostatic untuk mendetect ada tidaknya object benda padat apa saja,berupa logam atau bukan logam.
Cara kerja :

cara kerja Capacitive Proximity Sensor

Target yang bisa dideteksi Logam dan non logam

deteksi logam dan nonlogam

Salah satu penggunaan capacitive proximity sensor adalah mendeteksi level cairan dalam botol melalui penghalang . Contoh, air mempunyai dielectric yg lebih tinggi dari pada plastik . Sensor dapat membedakan plastic dan mendeteksi cairan.