bab i dan 2.docx

7/21/2019 BAB I dan 2.docx

http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-dan-2docx-56d9975abf216 1/28

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangSensor dan Aktuator merupakan peralatan atau komponen yang mempunyai

peranan penting dalam sebuah sistem pengaturan otomatis. Ketepatan dan kesesuaian

dalam memilih sebuah sensor akan sangat menentukan kinerja dari sistem pengaturan

secara otomatis.

Sebelum lebih jauh kita mempelajari sensor dan aktuator ada sebuah alat lagi

yang selalu melengkapi dan mengiringi keberadaan sensor dan aktuator dalam sebuah

sistem pengukuran, atau sistem manipulasi, maupun sistem pengontrolan yaitu yang

disebut alat ukur.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan yang terdapat dalam makalah ini adalah

1. Apa yang dimaksud dengan sensor dan aktuator ?

2. Apa saja jenis-jenis sensor dan aktuator serta pengaplikasinya ?

. Apa saja klari!ikasi sensor?

". #agaimana prinsip kerja sensor dan aktuator?

1.3 Tujuan

$ujuan makalah yang terdapat dalam makalah ini adalah

1..1 $ujuan %embelajaran &mum

Setelah mempelajari makalah ini diharapkan mahasis'a memahami pengertian sensor

dan aktuator

1..2 $ujuan pembelajaran khusus

Setelah mempelajari topik per topik dalam bab ini, mahasis'a diharapkan (

1. )apat menyebutkan pengertian dan perbedaan dari sensor dan aktuator

2. )apat menerangkan beberapa jenis sensor dan aktuator beserta !ungsi masing *

masing

. +engetahui pengaplikasian sensor dan aktuator

". +engerti tentang klasi!ikasi sensor dan aktuator secara umum

. %engetahui prinsip kerja dari sensor dan aktuator

1



BAB II

PEMBAHAAN

2.1 EN!R

2.1.1 Pengert"an ens#r

Sensor adalah piranti yang mengubah suatu nilai isyaratenergi/ !isik ke nilai

!isik yang la in menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik.

0enomena !isik yang mampu menstimulus sensor untuk menghasilkan sinyal elektrik meliputi

temperatur, tekanan, gaya, medan magnet cahaya, pergerakan dan sebagainya.

Sensor adalah alat untuk mendeteksimengukur sesuatu, yang digunakan untuk mengubah

ariasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. )alam

lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan yanag menyerupai

mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya

%etruella, 2331/.

Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik ber!ungsi mengubah

tegangan !isika misalnya( temperatur, cahaya, gaya, kecepatan putaran/ menjadi besaran listrik

yang proposional. Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan ini harus memenuhi

persyaratan-persyaratan kualitas yakni (

1. 4inieritas

Konersi harus benar-benar proposional, jadi karakteristik konersi harus linier.

2. $idak tergantung temperatur

Keluaran inerter tidak boleh tergantung pada temperatur disekelilingnya, kecuali sensor suhu.

. Kepekaan

Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-nilai masukan yang ada dapat

diperoleh tegangan listrik keluaran yang cukup besar.

". 5aktu tanggapan

2



5aktu tanggapan adalah 'aktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai nilai akhirnya

pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat berubah cepat bila nilai

masukan pada sistem tempat sensor tersebut berubah.

Ada 6 tipe isyarat sensor, yaitu(

1. +echanical, contoh( panjang, luas, mass !lo', gaya, tor7ue, tekanan, kecepatan,

percepatan, panjang gel acoustic, dll

2. $hermal, contoh( temperature, panas, entropy, heat !lo'

. 8lectrical, contoh( tegangan, arus, muatan, resistance, !rekuensi, dll

". +agnetic, contoh( intensitas medan, !lu9 density, dll

. Radiant, contoh( intensitas, panjang gelombang, polarisasi, dll

6. :hemical, contoh( komposisi, konsentrasi, p;, kecepatan reaksi, dll

2.1.2 $las"%"kas" ens#r

$erdapat beberapa tipe sensor yang berdasar pada (

A. Ber&asarkan $e'rluan P#(er u''l)

a. %asi!, sensor yang tidak memerlukan po'er supply pada saat bekerja, outputnya

muncul akibat adanya rangsangan atau dikatakan sensor pasi! apabila energi yang

dikeluarkannya diperoleh seluruhnya dari sinyal masukan. :ontoh( $ermokopel,

pieoelectric, microphone.

b. Akti!, sensor yang memerlukan po'er supply dari luar agar sensor tersebut dapat

ber!ungsi atau memiliki sumber energi tambahan yang digunakan untuk output

sinyalnya, adapun sinyal input hanya memberikan kontribusi yang kecil terhadap

daya keluaran.

3



B. Ber&asarkan "%at Dasar &ar" "n)al !ut'utn)a

a. Analog Sensor, sensor yang memberikan sinyal kontinyu dari besaran yang

diukur. Semua besaran !isika pada dasarnya adalah analog.

b. )igital Sensor, sensor yang outputnya bersi!at diskrit.

*. Ber&asarkan %ungs" &an 'enggunaann)a

a. Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan

panastemperaturesuhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruangtertentu. :ontohnya< bimetal, termistor, termokopel,

R$), !ototransistor, !otodiode, !otomultiplier, !otooltaic, in!rared pyrometer,

hygrometer, dsb.

b. Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti

perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan,

aliran, leel dsb. :ontoh< strain gage, linear ariable de!erential trans!ormer

4=)$/, pro9imity, potensiometer, load cell, bourdon tube, dsb.

c. Sensor optik atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari

sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau

ruangan. :ontoh< photo cell, !ototransistor, !otodiode, !otooltaic, !otomultiplier,

pyrometer optic, dsb.

2.1.3 +en"s ens#r ,eserta a'l"kas"n)a

4



#eberapa jenis sensor adalah(

1. ens#r *aha)a

Sensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran cahaya menjadi

besaran listrik. %rinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energi dari !oton menjadi 8lektron.

>dealnya satu !oton dapat membangkitkan satu elektron. Sensor cahaya sangat luas

penggunaannya, salah satu yang paling terkenal adalah 4)R Light dependent resistor).

Sensor cahaya terdiri dari kategori, yaitu(

a. -#t##lta"/ atau sel solar adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi

energi listrik, dengan adanya penyinaran cahaya akan menyebabkan pergerakan elektron dan

menghasilkan tegangan. Semakin kuat sinar matahari tegangan dan arus listrik )c yang

dihasilkan semakin besar. #ahan pembuat solar cell adalah silicon, cadmium sullphide, gallium

arsenide dan selenium.

Simbol sel solar adalah

%rinsip kerja( #ila cahaya jatuh pada sel solar, depletion layer akan berkurang dan elektron

berpindah melalui hubungan pn@. #esarnya arus yang mengalir sebanding dengan perpindahan

elektron yang ditentukan intensitas cahayanya.

Depletion layer adalah pertemuan antara substrat tipe % dan subtrat tipe .

Aplikasi dari sensor ini adalah sebagai pusat pembangkit listrik dan transportasi

5



b. -#t#k#n&ukt"% 0%#t#res"st"% yang akan memberikan perubahan tahanan resistansi/ pada sel-

selnya, semakin tinggi intensitas cahaya yang terima, maka akan semakin kecil pula nilai

tahanannya.

#er!ungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi perubahan konduktiitas. Kebanyakan

komponen ini erbuat dari bahan cadmium selenoide atau cadmium sul!ide. #eberapa tipe

!otokondukti! adalah(

1. 4)R Light Dependent Resistor /

#er!ungsi untuk mengubah itensitas cahaya menjadi hambatan listrik. Semakin banyak cahaya

yang mengenai permukaan 4)R hambatan listrik semakin besar.

Simbol 4)R (

Aplikasi dari sensor ini adalah umumnya 4)R digabungkan dengan beberapa transistor untuk

membentuk rangkaian lampu otomatis atau rangkaian lainnya. Kelebihan dari 4)R ini adalah

tidak menggunakan kode khusus untuk membaca nilai resistansi.

2. 0otodiode

#er!ungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktiitas dioda. 0otodiode sejenis

dengan dioda pada umummya, perbedaannya pada !otodiode ini adalah dipasangnya sebuah

lensa pem!okus sinar untuk mem!okuskan sinar jatuh pada pertemuan @pn@.

Simbol 0otodiode (

6



%rinsip kerja ( 8nergi pancaran cahaya yang jatuh pada pertemuan pn@ menyebabkan sebuah

elektron berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. 8lektron berpindah ke luar dari alensi

band meninggalkan hole sehingga membangkitkan pasangan elektron bebas dan hole.

Aplikasi dari sensor ini adalah digunakan sebagai penghitung otomatis jumlah kendaraan yang

le'at jalur tol, pengukur intensitas cahaya pada kamera digital, dan digunakan sebagai

komponen sensor cahaya pada peralatan medis.

. 0ototransistor

#er!ungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktiitas transistor. 0ototransistor

sejenis dengan transistor pada umummya. #edaannya, pada !ototransistor dipasang sebuah lensa

pem!okus sinar pada kaki basis untuk mem!okuskan sinar jatuh pada pertemuan @pn@.

Simbol 0ototransistor (

0ototransistor mempunyai kemampuan kepekaan yang lebih baik dibanding dengan !otodiode,

ini disebabkan oleh elektron yang dihasilkan oleh !oton cahaya pada kaki junction diinjeksikan

dibagian base transistor tersebut, kemudian diperkuat di kaki kolektornya.

2. ens#r uara

Sensor suara bekerja berdasarkan besarkecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai

membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah

kumparan kecil dibalik membran tadi naik dan turun. Bleh karena kumparan tersebut sebenarnya

adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik turun, ia juga telah

7



membuat gelombang magnet yang mengalir mele'atiya terpotong-potong. Kecepatan gerak

kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yg dihasilkannya. Sebuah sensor untuk

mendeteksi suara, secara umum, yang disebut mikro!on.

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran

listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1

atau 3. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. :ontoh aplikasi sensor ini

adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh micro!on akan di trans!er ke

pre amp mic, !ungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam

komponen.

Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian

pengkon!ersi yang mana rangkaian ini ber!ungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk

sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler.

Kesensiti!an sensor suara dapat diatur, semakin banyak kondensator yang digunakan pada

pre amp maka akan semakin baik daya sensitie dari sensor suara tersebut. #egitu juga pada saat

penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka

akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula !rekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita

menginput suara a'al dan input suara pada saat menjalankan program.

3. ens#r Tekanan

Sensor tekanan adalah sensor untuk mengukur tekanan suatu at. $ekanan p/ adalah satuan

!isika untuk menyatakan gaya 0/ per satuan luas A/. Satuan tekanan sering digunakan untuk

mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.

Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan olume isi/ dan suhu. Semakin tinggi

tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. ;al ini

8



dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di

dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi.

Akan tetapi pernyataan ini tidak selamanya benar atau terkecuali untuk uap air, uap air jika

tekanan ditingkatkan maka akan terjadi perubahan dari gas kembali menjadi cair. dikutip dari

'ikipedia ( kondensasi/. Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa

pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan,

dengan gaya yang sama akan dapatkan tekanan yang lebih tinggi.

%rinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal

listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bah'a tahanan pengantar berubah dengan

panjang dan luas penampang. %erubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi

inti kumparan sehingga mengakibatkan perubahan induksi magnetik pada kumparan. Kumparan

yang digunakan adalah kumparan :$ 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 ber!ungsi untuk mengubah

induktansi magnetik yang timbul pada kumparan menjadi tegangan yang sebanding.

0aktor lingkungan yang mempengaruhi kinerja sensor(

a. Keadaan cuaca yang tidak menentu

b. Keadaan Suhu pada suatu lingkungan

c. $ekanan sekitar sensor

d. &mur dari komponen sensor tersebut

Aplikasi sensor tekanan adalah(

a. +otor bensin

b. %esa'at terbang

c. %engukur tekanan ban

d. ketinggian, pesa'at terbang, roket, satelit, balon udara dll

. ens#r Pr#"m"t)

Sensor pro9imity adalah sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu obyek. )alam

dunia robotika, sensor pro9imity seringkali digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu

garis pembimbing gerakrobot atau lebih dikenal dengan istilah 4ine 0ollo'er Robot atau

9



4ine $racer Robot@, juga biasa digunakan untuk mendeteksi penghalang berupa dinding atau

penghalang lain pada Robot Aoider. Cenis-jenis sensor garis yaitu(

a. Kombinasi >R 48) dan %hotodiode atau %hototransistor

b. Kombinasi 48) superbright dan 4)R

c. Bptosensor( %hotore!lekti! sensor

d. Kamera

%rinsip kerja Sensor pro9imity adalah meman!aatkan si!at cahaya yang akan dipantulkan

jika mengenai benda ber'arna terang dan akan diserap jika mengenai benda ber'arna gelap.

Sebagai sumber cahaya kita gunakan 48) 4ight 8miting )iode/ yang akan memancarkan

cahaya merah. )an untuk menangkap pantulan cahaya 48), kita gunakan photodiode. Cika

sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan.

$etapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya

pantulan. #erikut adalah ilustrasinya (

Si!at dari photodioda adalah jika semakin banyak cahaya yang diterima, maka nilai

resistansi diodanya semakin kecil. )engan melakukan sedikit modi!ikasi, maka besaran

resistansi tersebut dapat diubah menjadi tegangan. Sehingga jika sensor berada diatas garis

hitam, maka tegangan keluaran sensor akan kecil, demikian pula sebaliknya.

Aplikasi dari sensor ini adalah biasanya dipakai pada belt coneyor yang dipasang di bagian

tail pulley untuk sa!ety deice dan dapat diaplikasikan pada kondisi penginderaan pada objek

yang dianggap terlalu kecil atau lunak untuk menggerakkan suatu mekanis saklar.

10



4. ens#r Pen)an&"

Sensor %enyandi 8ncoder/ digunakan untuk mengubah

gerakan linear atau putaran menjadi sinyal digital, dimana

sensor putaran memonitor gerakan putar dari suatu alat. Sensor

ini biasanya terdiri dari 2 lapis jenis penyandi, yaitu<

a. %enyandi rotari tambahan yang mentransmisikan jumlah tertentu dari pulsa untuk masing-

masing putaran/ yang akan membangkitkan gelombang kotak pada objek yang diputar.

b. %enyandi absolut yang memperlengkapi kode binary tertentu untuk masing-masing posisi

sudut/ mempunyai cara kerja sang sama dengan perkecualian, lebih banyak atau lebih rapat pulsa

gelombang kotak yang dihasilkan sehingga membentuk suatu pengkodean dalam susunan

tertentu

%rinsip Kerja dari sensor ini adalah saat rangkaian sumber cahaya diberi =:: =olt dan

menghasilkan cahaya, cahaya masuk pada photodioda tidak terhalangi maka akan menghasilkan

tegangan = dan begitu juga sebaliknya saat terhalangi maka akan menghasilkan tegangan 3=.

)imana tegangan menjadi inputan untuk mikrokontroler.

#erikut ini adalah gambar Rangkaian sensor yang digunakan (

%ada gambar di samping 4ed >n!ramerah kita gunakan untuk menembakkan cahaya sedangkan

disisi kanan light receive dapat kita gunakan sensor cahaya seperti !otodiode atau !ototransistor.

11



Salah satu aplikasi rotary encoder sebagai sensor posisi digunakan pada Mouse

Analog Mouse yang menggunakan #ola/. #isa dibuka akan terlihat kurang lebih $iga buah

Rangkaian Sensor %osisi menggunakan Rotary 8ncoder.

5. ens#r Ultras#n"k

Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor

ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan

'aktu sebagai dasar penginderaannya. %erbedaan 'aktu antara gelombang suara dipancarkan

dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut adalah berbanding lurus dengan jarak

atau tinggi objek yang memantulkannya. Cenis objek yang dapat diindera diantaranya adalah(

objek padat, cair, butiran maupun tekstil.

Aplikasi dari sensor ini adalah dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut dan

kedalaman keretakan pada suatu material

6. ens#r $e/e'atan 0RPM

%roses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu motor,

dimana suatu porosobject yang berputar pada suatui generator akan menghasilkan suatu

tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur

dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis induksi/ yang timbul saat medan

magnetis terjadi. Kecepatan adalah jarak yang ditempuh oleh suatu benda dalam suatu 'aktu.

Kecepatan yang biasa diukur dalam satuan kecepatan yaitu(

a. +eter per detik dengan simbol mdetik

b. Kilometer per jam dengan simbol kmjam atau kph

c. +il per jam dengan simbol miljam atau mph

12



d. Knot merupakan singkatan dari nautical mile per jam

e. +ach yang diambil dari kecepatan suara. +ach 1 adalah kecepatan suara.

!. Kecepatan cahaya atau disebut juga sebagai konstanta cahaya dinyatakan dengan simbol :

7. ens#r Magnet

Sensor +agnet atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan

magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua

kondisi ono!!/ yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. #iasanya sensor ini

dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun

uap.

8. ens#r uhu

Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi besaran

listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Karakteristik sensor suhu ditentukan dari

sejauh mana sensor tersebut memiliki kemampuan yang baik dalam mendeteksi setiap perubahan

suhu yang ingin dideteksinya. Kemampuan mendeteksi perubahan suhu meliputi(

a. Sensiti!itas, yaitu ukuran seberapa sensiti! sensor terhadap suhu yang dideteksinya. Sensor

yang baik akan mampu mendeteksi perubahan suhu meskipun kenaikan suhu tersebut sangat

sedikit. Sebagai gambaran sebuah inkubator bayi yang dilengkapi dengan sensor yang memiliki

sensiti!itas yang tinggi

b. 5aktu respon dan 'aktu recoery, yaitu 'aktu yang dibutuhkan sensor untuk memberikan

respon terhadap suhu yang dideteksinya. Semakin cepat 'aktu respon dan 'aktu recoery maka

semakin baik sensor tersebut.

13



c. Stabilitas dan daya tahan, yaitu sejauh mana sensor dapat secara konsisten memberikan besar

sensiti!itas yang sama terhadap suhu , serta seberapa lama sensor tersebut dapat terus digunakan.

Ada " jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan (

1. $hermokopel

$hermokopel ditemukan oleh $homas Cohan Seebeck tahun 1D23 dan dikenal dengan 8!ek

Seebeck.$hermokopel pada pokoknya terdiri dari sepasang penghantar yang berbeda disambung

las dilebur bersama satu sisi membentuk hot@ atau sambungan pengukuran yang ada ujung-

ujung bebasnya untuk hubungan dengan sambungan re!erensi. %erbedaan suhu antara sambungan

pengukuranmdengan sambungan re!erensi harus muncul untuk alat ini sehingga ber!ungsi

sebagai thermokopel.

a/ $hermokopel b/ Simbol thermokopel

Kombinasi jenis logam penghantar yang digunakan menentukan karakteristik linier suhu

terhadap tegangan.

$ipe-tipe kombinasi logam penghantar thermokopel(a/ $ipe 8 (kromel-konstantan)

b/ $ipe C besi-konstantan/

c/ $ipe K kromel-alumel/

d/ $ipe R-S platinum-platinum rhodium/

e/ $ipe $ tembaga-konstantan/

2. )etektor Suhu $ahanan

Konsep utama dari yang mendasari pengukuran suhu dengan detektor suhu tahanan

resistant temperature detector E R$)/ adalah tahanan listrik dari logam yang berariasi

14



sebanding dengan suhu. Kesebandingan ariasi ini adalah presisi dan dapat diulang lagi

sehingga memungkinkan pengukuran suhu yang konsisten melalui pendeteksian tahanan.

#ahan yang sering digunakan R$) adalah platina karena kelinearan, stabilitas dan

reproduksibilitas.

a/ )etektor suhu tahanan b/ Simbol R$)

. $hermistor

Adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koe!isien suhu

negati!. Karena suhu meningkat, tahanan menurun dan sebaliknya. $hermistor sangat peka

perubahan tahanan sebesar F per o:/ oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil di

dalam suhu.

". Sensor Suhu Rangkaian $erpadu >:/

Sensor suhu dengan >: ini menggunakan chip silikon untuk elemen yang merasakan

sensor/. +emiliki kon!igurasi output tegangan dan arus. +eskipun terbatas dalam rentang suhu

diba'ah 233o:/, tetapi menghasilkan output yang sangat linear di atas rentang kerja.

2.2 A$TUAT!R

2.2.1 Pengert"an Aktuat#r

15



penguat aktuator plant

sensor

Reff outp

Aktuator merupakan alat peralatan mekanis untuk menggerakan atau menghasilkan

masukan ke plant sesuai dengan sinyal kontrol sedemikian sehingga sinyal umpan balik akan

berkaitan dengan sinyal masukan acuan. )apat digambarkan diagram bloknya seperti

diba'ah ini (

2.2.2 +en"s Aktuat#r ,eserta a'l"kas"n)a

Cenis * jenis aktuator terdiri dari jenis pokok (

1. Aktuat#r l"str"k

Aktuator elektrik merupakan aktuator yang mempunyai prinsip kerja mengubah sinyal

elektrik menjadi gerakan mekanik. #erikut macam * macam actuator elektrik (

a. elen#"& 9ale

Selenoid

Solenoid ale merupakan katup yang dikendalikan dengan arus listrik baik A:

maupun ): melalui kumparan selenoida. Solenoid ale ini merupakan elemen kontrol

16



yang paling sering digunakan dalam sistem !luida. Seperti pada sistem pneumatik, sistem

hidrolik ataupun pada sistem kontrol mesin yang membutuhkan elemen kontrol otomatis.%rinsip kerja dari solenoid alekatup ale/ solenoida yaitu katup listrik yang

mempunyai koil sebagai penggeraknya dimana ketika koil mendapat supply tegangan

maka koil tersebut akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakan plunger

pada bagian dalamnya ketika plunger berpindah posisi maka pada lubang keluaran dari

solenoid ale pneumatic akan keluar udara bertekanan yang berasal dari supply serice

unit/, pada umumnya solenoid ale pneumatic ini mempunyai tegangan kerja 133233

=A: namun ada juga yang mempunyai tegangan kerja ):.

,. M#t#r te''er

+otor Steper

+otor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah

pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. +otor stepper bergerak berdasarkan

urutan pulsa yang diberikan kepada motor. Karena itu, untuk menggerakkan motor

stepper diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.

/. M#t#r D*

17



+otor ):

+otor ): meruapakan suatu mesin yang ber!uungsi mengubah tenaga listrik arus

searah menjadi gerak atau energy mekanik. #agian utama motor ): adalah statos dan

rotor dimana kumparan medan pada motor dc disebut stator bagian yang tidak berputar/

dan kumparan jangkar disebut rotor bagian yang berputar/. #entuk motor paling

sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub

magnet permanen. :atu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang

menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan

satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan

untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.

&. M#t#r Brushless D*

+otor #rushless ):

+otor dc tanpa sikat atau disebut #rushless ): +otor. #rushless ): +otor adalah

suatu jenis motor-sinkron. Artinya medan magnet yang dihasilkan oleh stator dan medan

magnet yang dihasilkan oleh rotor berputar di !rekuensi yang sama. #4): motor tidak

mengalami Slip, tidak seperti yang terjadi pada motor induksi biasa. +otor jenis ini

mempunyai permanen magnet pada bagian GrotorG sedangkan elektro-magnet pada bagian

GstatorG-nya. Setelah itu, dengan menggunakan sebuah rangkaian sederhana simpel

computer system/, maka kita dapat merubah arus di eletro-magnet ketika bagian GrotorG-

nya berputar.

+otor #rushless )irect :urrent #4):/ adalah salah satu jenis motor yang cepat populer. #4): motor digunakan di dunia industri seperti %ermobilan, Atmosphere,

Konsumen, Btomasi +edis, >ndustri dan %eralatan >nstrumentasi. Sesuai dengan

namanya, #4): motor tidak menggunakan sikat atau #rush untuk pergantian medan

magnetkomutasi/, tetapi dilakukan secara elektronis commutated.

18



e. M#t#r er#

+otor Sero

+otor sero adalah sebuah perangkat atau aktuator putar motor/ yang dirancang

dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup sero/, sehingga dapat di set-up atau di

atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor sero

merupakan perangkat yang terdiri dari motor ):, serangkaian gear, rangkaian kontrol

dan potensiometer. Serangkaian gear yang melekat pada poros motor ): akan

memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor sero, sedangkan

potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar ber!ungsi sebagai

penentu batas posisi putaran poros motor sero.

%. M#t#r A* 0Alternat"ng *urrent

+otor listrik A: adalah sebuah motor yang mengubah arus listrik menjadi energi

gerak maupun mekanik daripada rotor yang ada di dalamnya. +otor listrik A: tidak

terpengaruh kutub positi! maupun negati!, dan bersumber tenaga listrik. #erdasarkan

sumber dayanya, motor listrik A: dibedakan menjadi 2, yaitu sumber daya sinkron dan

sumber daya induksi.1. Sumber )aya Sinkron

+otor A: Sinkron

+otor yang menggunakan sumber daya sinkron, juga bisa disebut sebagai motor serempak. )isebut motor sinkron karena, putaran motor sama dengan putaran !luk

magnet, sesuai dengan persamaan (

0e E nr.% 123

Keterangan (nr E kecepatan putar rotor E kecepatan medan magnet rpm/

19



0e E 0rekuensi 4istrik 3 ; - 63;/

% E Cumlah kutub

2. Sumber )aya >nduksi

+otor >nduksi

+otor induksi adalah motor yang sumber tegangan A: nya dihubungkan pada stator

bukan pada rotor. Stator adalah bagian dari motor ac yang terdiri dari kumparan batang

konduktor yang dililiti ka'at/ yang statis diam/. Ketika ujung ka'at stator dihubungkan

dengan sumber tegangan ac, maka arus akan mengalir melalui kumparan stator.

Akibatnya akan timbul medan magnet yang melingkari stator. +edan magnet yang

dihasilkan akan memotong ka'at rotor. Rotor adalah bagian dari motor ac yang bergerak

berotasi/. Akibatnya ka'at rotor akan timbul arus karena terkena medan magnet stator

hukum !araday/. Arus yang timbul akan menghasilkan medan magnet pada rotor. %utaran

+edan magnet pada rotor akan mela'an putaran medan magnet pada stator sehingga

ka'at rotor akan berputar. %erbedaan kecepatan putaran medan magnet stator dengan

medan magnet rotor dinamakan slip@.

g. Rela)

Relay

Relay merupakan peralatan kontorl elektromagnetik yang dapat mengakti!kan dan

mematikan kontaktor. Relay sendiri meruapak kontaktor elektronik, karena terdapat

20



koilkumparan yang akan menggerakan kontak membuka atau menutup biala

kumparannya diberi aliran arus listrik.

2. Aktuat#r Pneumat"k

Aktuator pneumatic adalah aktuator yang meman!aatkan udara bertekanan menjadi

gerakan mekanik. )engan memberikan udara bertekanan pada sisi permukaan piston sesuai

dengan gerak pistonnya.

A. Aktuat#r 'neumat"k gerak lurus

Aktuator pneumetik gerak lurus dibedakan menjadi 2(

a. "l"n&er $erja Tunggal

)engan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston, sisi yang lain

terbuka ke atmos!ir. Silinder hanya bisa memberikan gaya kerja ke satu arah . Herakan

piston kembali masuk diberikan oleh gaya pegas yang ada didalam silinder direncanakan

hanya untuk mengembalikan silinder pada posisi a'al dengan alasan agar kecepatan

kembali tinggi pada kondisi tanpa beban.

Silinder Kerja $unggal

,. "l"n&er $erja :an&a

Konstruksi silinder kerja ganda adalah sama dengan silinder kerja tunggal, tetapi

tidak mempunyai pegas pengembali. Silinder kerja ganda mempunyai dua saluran saluran

masukan dan saluran pembuangan/. Silinder terdiri dari tabung silinder dan penutupnya,

piston dengan seal, batang piston, bantalan, ring pengikis dan bagian penyambungan.

)engan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston arah maju/ ,

sedangkan sisi yang lain arah mundur/ terbuka ke atmos!ir, maka gaya diberikan pada sisi

permukaan piston tersebut sehingga batang piston akan terdorong keluar sampai mencapai

posisi maksimum dan berhenti. Herakan silinder kembali masuk, diberikan oleh gaya pada

21



sisi permukaan batang piston arah mundur/ dan sisi permukaan piston arah maju/ udaranya

terbuka ke atmos!ir.

Silinder Kerja Handa

Cika silinder harus menggerakkan massa yang besar, maka dipasang peredam di akhir

langkah untuk mencegah benturan keras dan kerusakan silinder.

Silinder dengan %eredam di Akhir 4angkah

Aktuator pada %neumatik =ale

22



Hambar berikut contoh dari sebuah actuator control valve:

1. &pper )iaphragm :ase2. 4o'er )iaphragm :ase

. )iaphragm

". Spring.

. Ioke6. $rael >ndicator

J. Actuator Stem

D. Signal Air %ressure

Aktuator %neumatik ale

%rinsip kerja actuator tekanan sinyal pneumatic yang terakumulasi didalam ruang

(diaphragm dan diaphragm case) menimbulkan gaya yang bekerja mela'an pegas sehinga

akan menggerakkan bagian stem untuk bergerak membuka atau menutup body valve. Karena

konstruksinya, body valve akan menjadi terbuka dengan turunnya stem dan ada pula yang

menjadi tertutup dengan turunnya stem.

B. Aktuat#r Pneumat"k $erja Putar

Aktuator pneumatik kerja putar contohnya adalah motor aliran. +otor aliran hanya

dapat dipakai untuk daya yang kecil. $etapi jumlah putarannya sangat tinggi. Salah satu

contoh aplikasi pneumatik kerja putar ada lah bor gigi.

23



#or Higi %neumatik atau 8lektrik

Karakteristik motor pneumatik(

%engaturan kecepatan dan momen putar yang halus.

)imensinya kecil, dan ringan.

Aman pada pembebanan lebih.

$idak peka terhadap debu, air, panas, dingin.

$idak akan meledak aman terhadap ledakan/.

#iaya pemeliharaan yang ringan.

Arah putaran mudah dikendalikan.

)aerah kecepatan yang bisa diatur lebar

3. Aktuat#r H"&r#l"k

Aktuator hidrolik merupakan aktuator yang meman!aatkan aliran !luidaoli

bertekanan menjadi gerakan mekanik. Sama seperti halnya pada sistem %neumatik, aktuator

hidrolik dapat berupa silinder tapi inputannya hidrolik.

24



Aktuator ;idrolik

Aplikasi Aktuator ;idrolik

$ele,"han;

- 0luida hidrolik bisa sebagai pelumas dan pendingin.

- )engan ukuran kecil dapat menghasilkan gayatorsi besar

- +empunyai kecepatan tanggapan yang tinggi

- )apat dioperasikan pada keadaan yang terputus-putus

- Kebocoran rendah

- 0leksibel dalam desain

$ekurangan;

- )aya hidrolika tidak siap tersedia dibanding dengan daya listrik

- #iaya sistem lebih mahal

- #ahaya api dan ledakan ada

- Sistem cenderung kotor

25



- +empunyai karakteristik redaman yang rendah

BAB III

PENUTUP

3.1 $es"m'ulan

Sensor (

26



a. Sensor digunakan untuk mendeteksi dan mengukur adanya sesuatu.

b. Sensor biasanya dikategorikan dengan apa yang diukur.

c. !otooltaic dadalah sensor cahaya yang mengubah energi cahaya langsung

menjadi energi listrik.

d. pengukuran regangan ka'at bekerja pada prinsipnya bah'a tahanan penghantar

berubah dengan panjangdan luas penampang.e. thermokopel pada prinsipnya menggunakan perbedaan suhu antar sambungan

penghantar menyebabkan terbangkitnya tegangan ): yang kecil.

Aktuator(

a. Aktuator adalah sebuah peralatan mekanis untuk menggerakan atau

mengontrol sebuah mekanisme atau sistem.,. Aktuator dalam pengertian listrik adalah setiap alat yang mengubah sinyal

listrik menjadi gerakan mekanis.

/. Aktuator pneumatic adalah aktuator yang meman!aatkan udara bertekanan

menjadi gerakan mekanik.

&. Aktuator hidrolik merupakan aktuator yang meman!aatkan aliran !luidaoli

bertekanan menjadi gerakan mekanik

3.2 aranSaran yang diberikan penulis kepada pembaca adalah(

a. Sebaiknya dalam pemilihan sensor harus sesuai dengan kebutuhan yang di perlukan.

b. Agar sensor dan aktuator dapat bekerja dengan baik maka kita harus memenuhi

persyaratan sensor dan aktuator.

DA-TAR PUTA$A

http(nadiaratih.blogspot.co.id231"3sensor.html

budi.blog.undip.ac.id!iles231"13

'''.academia.eduJ3"D1+engenalLSensorLdanLActuator

habibbayoregar.blogspot.com...pengertian-sensor-aktuator-disturbance

!liphtml.comi!!ulckabasic

27

http://nadiaratih.blogspot.co.id/2014/03/sensor.html

http://www.academia.edu/3704813/Mengenal_Sensor_dan_Actuator



http://nadiaratih.blogspot.co.id/2014/03/sensor.html

bab i dan 2.docx

Documents