-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
1/55
Sensor dan Robotika
Tutorial 2
Disusun Oleh:
Afwan Heru Cahya
211 341 002
3AEA
TEKNIK OTOMASI MANUFAKTUR DAN MEKATRONIKA
POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI ANDUNG
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
2/55
Maret! 2"#$
Linearitas
Ada banyak sensor yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah seara kon!inyu
sebagai !angga"an !erhada" masukan yang berubah seara kon!inyu# $ebagai on!oh% sebuah
sensor "anas da"a! menghasilkan !egangan sesuai dengan "anas yang dirasakannya# Dalam
kasus se"er!i ini% biasanya da"a! dike!ahui seara !e"a! bagaimana "erubahan keluaran
dibandingkan dengan masukannya beru"a sebuah grafik# &ambar dibawah mem"erliha!kan
hubungan dari dua buah sensor "anas yang berbeda#
Sensor Me%&ani%al
A'Presure(Sensor Tekanan
$ensor'!ransduer !ekanan "ada umumnya menggunakanstrain gaugesebagai sensornya# $!rain
gauge da"a! mengubah sinyal !ekanan men(adi sinyal lis!rik# )ada kenya!aannya% "erubahan !ekanan
ini akan membua!strain gaugememberikan nilai resis!ansi yang berbeda ke!ika !er(adi "erubahan
luas "enam"angnya# $elan(u!nya% hamba!an yang berubah*ubah ini da"a! ki!a kon+ersikan men(adi
ben!uk !egangan a!au arus yang berubah*ubah dengan menggunakan !ambahan rangkaian#
,mumnya% "ada keadaan normal'se!imbang% nilai resis!ansistrain gaugesebesar 120 ohm#
)erubahan yang !er(adi hanya mena"ai - 3 ohm# ,n!uk mende!eksi "erubahan ini% da"a! digunakan
(emba!an Wheatstonese"er!i !erliha! "ada &ambar . dibawah# )enambahan rangkaian "engua!
dengan menggunakan Op Ampdan a!auInstrumentation Amplifier(uga da"a! digunakan un!uk
mem"erbaiki kiner(a sensor ini sehingga memungkinkan un!uk mem"eroleh gain yang besar#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
3/55
Dengan memberikan nilai resis!ansi !er!en!u "adaR3danR1 /R2"ada gambar dia!as% maka da"a!
di"eroleh !egangan V/ 0 yang mere"resen!asikanstrain gaugedalam keadaan normal'se!imbang#
ila !er(adi "erubahan nilai resis!ansi "adastrain gauge% maka (emba!an Wheatstone!idak lagi
seimbang sehingga !egangan V !idak lagi sama dengan 0# ilai !egangan Vini masih dalam skala m
yang mengakiba!kan !egangan ini !erlalu keil un!uk di"roses kemudian sesuai kebu!uhan# Oleh
karena i!u% dibu!uhkan rangkaian "engua!#
' Sensor For%e(Sensor Ga)a
erfungsi un!uk mengubah gaya% beban% !orsi dan regangan men(adi resis!ansi'hamba!an#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
4/55
$ensor ini !erbua! dari kawa! !ahanan !i"is berdiame!er seki!ar 1 mm# awa! !ahanan yang biasa
digunakan adalah am"uran dari bahan kons!an!an 50 6 Cu dan 40 6 i7#
)rinsi" ker(a dari sensor ini !en!u sesuai dengan namanya% yai!u un!uk de!eksi adanya gaya yang
di!imbulkan oleh sua!u rangsangan yang masuk dalam sua!u ala!# &aya i!u sendiri menyebabkan
!er(adinya !egangan yang nan!inya akan menimbulkan sua!u sinyal !er!en!u# eriku! adalah grafik
!er(adinya sinyal karena gaya !er!en!u :
Ga)a (beban **+ stress **+ strain **+ ,eruba&an resistansi **+ sin)al
$ensor fle8ifore sebagai sensor gaya sebagaimana !elah disebu!kan di a!as berben!uk "rin!ed irui!
yang sanga! !i"is dan fleksibel# $ensor fle8ifore sanga! mudah diim"lemen!asikan un!uk mengukurgaya !ekan an!ara 2 "ermukaan dalam berbagai a"likasi# $ensor fle8ifore bersifa! resis!if dan nilai
konduk!ansinya berbanding lurus dengan gaya'beban yang di!erimanya# $emakin besar beban yang
di!erima sensor fle8ifore maka nilai hamba!an ou!"u!*nya akan semakin menurun# )ada keadaan
!an"a beban% resis!ansi sensor ini sebesar kurang lebih 209 ohm# e!ika diberi beban maksimum%
resis!ansi sensor akan !urun hingga kurang lebih 20 ohm#
$alah sa!u sifa! dari fle8ifore adalah resis!if "ada% sehingga nilai resis!ansinya "erubahan resis!ansi7
sebanding dengan "erubahan s!rain dengan rumus sebagai beriku! :
F adalah Gauge factor
)erubahan resis!ansi yang di!imbulkan oleh fle8ifore !ersebu! akan menyebabkan
munulnya sinyal se"er!i yang !elah disebu!kan di a!as# ,n!uk memoni!or "erubahan resis!ansi
!ersebu! digunakan (emba!an whea!s!one yang di!un(ukkan "ada gambar beriku! :
http://4.bp.blogspot.com/_OxmSW_PygSg/TB0wL7Q9fqI/AAAAAAAAAEY/sU2yaYOQlYA/s1600/Untitled-3.jpg -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
5/55
Jembatan heatstone
angkaian !ersebu! akan se!imbang (ika :
!iasan"a R1#R2#R3#R$
$is!em keseimbangan !ersebu! akan dikombinasikan dengan bera! sebagai a"likasi gaya sua!u
fle8ifore yang dia"likasikan un!uk sebuah !imbangan# en!uk sederhana dari kombinasi
!ersebu! adalah sebagai beriku! :
&ambar sederhana fle8ifore sebagai !imbangan
)ada "en(elasan sebelumnya !elah disebu!kan (ika gaya yang !imbul dari fle8ifore akan
menyebabkan !er(adinya "erubahan s!ress*s!rain% dimana "engukuran gaya da"a! dilakukan dengan
menggunakan "ersamaan beriku! : F-K)
Dengan : /kons!an!a sim"angan
; / besarnya sim"angan "ada !i!ik karak!eris!ik
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
6/55
eriku! adalah daf!ar besarnya nilai dan y un!uk bebera"a benda yang menggunakan sensor gaya
Con!oh sensor !ekan :
a# onded s!rain gage
$usunan kawa! !ahanan di dalamnya berliku*liku sehingga memudahkan "ende!eksian
!erhada" gaya !ekanan yang !egak lurus dengan arah "an(ang li"a!an kawa!% karena !ekanan
akan menarik kabel sehingga meregang# Dengan meregannya s!arin gage% maka !er(adi
"erubahan resis!ansi kawa!#
b# ,nbonded s!rain gage
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
7/55
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
8/55
&ambar "roses "eregangan s!rain gage yang di!em"elkan "ada logam :
arak!eris!ik s!rain gage dihi!ung dengan rumus :
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
9/55
.'Tor/ue
Sensor 0a)a ,untiradalah sensor yang beker(a dengan !orsi a!au memu!ar% yai!u benda elas!is
fleksibel yang menyim"an energi mekanik ke!ika di"elin!ir#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
10/55
slider akan bergerak naik % dan a"abila s!eering wheel di"u!ar berlawanan arah (arum (am maka
slider akan bergerak !urun#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
11/55
D'T1istin0
Sensor ,utaranini berfungsi un!uk membaa banyaknya "u!aran sua!u roda aah dalam
"eriode !er!en!u#Rang%aiansensorputarandibua! dengan o"!oou"ler dengan elah di!engah
ben!uk ,7 yang "ada elah !ersebu! dile!akan roda aah# $ensor "u!aran"adaar!ikelini dulu saya
gunakan un!uk menghi!ung "u!aran roda mobil melalui kabel argome!er me!er#&ensor 'utaran (ari
Opto )oupler *odel +ini berfungsi un!uk menghi!ung (arak yang di!em"uh "u!aran roda7
menggunakan roda aah "iringan berlubang7# &ensor putaran dengan opto couplerini
menghasilkan "ulsa dari "u!aran roda aah yang ber"u!ar% "ulsa ini yang akan digunakan sebagai
masukan "ada mikrokon!roler A=>?C.1 un!uk dihi!ung bera"a "ulsa yang di!erima "ada sa!uan
wak!u !er!en!u# $ensor "u!aran dengan o"!o ou"lerini disusun menggunakan o"!o o"ler (enis ,
dengan !i"e $&*23@ yang diberikan bias !egangan . d melalui resis!or# O"!o o"ler $&*23@
yang digunakan "adasensor putaranini "ada dasarnya !erdiri dari sebuah dioda led infra merah
sebagai !ransmi!!erahaya infra merah dan sebuah "ho!o !ransis!or sebagaireei+erahaya infra
merah#
Gabar Ran0kaian Sensor Putaran Dari O,to .ou,ler Model U
)ulsa yang !erkirim "ada mikrokon!roler A=>?C.1 !ergan!ung dari opto coupler% (ika opto
coupler!erhalang oleh roda aah maka da!a beru"a logika !inggi 17 akan dikirimkan ke =0 "in 14
)3#47 "ada mikrokon!roler A=>?C.1 dan sebaliknya#&ensor putaran dengan optocouplerini
berdasarkan beker(a berdasarkan "rinsi" ker(arangkaianoptocoupler% bila sensor "ho!o !ransis!or7
!erhalang oleh sesua!u dan !idak menda"a!kan "anaran sinar infra merah dari dioda led maka o!u"u!
http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran/http://e-belajarelektronika.com/category/sensor-transducer/http://e-belajarelektronika.com/sensor-putaran-dari-opto-coupler-model-u/http://e-belajarelektronika.com/category/tutorial/http://e-belajarelektronika.com/category/tutorial/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran-dari-opto-coupler-model-u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran-dari-opto-coupler-model-u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran-dari-opto-coupler-model-u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran-dengan-opto-coupler/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran-dengan-opto-coupler/http://e-belajarelektronika.com/category/receiver-transmitter/http://e-belajarelektronika.com/category/receiver-transmitter/http://e-belajarelektronika.com/category/receiver-transmitter/http://e-belajarelektronika.com/category/receiver-transmitter/http://e-belajarelektronika.com/tag/rangkaian-sensor-putaran-dari-opto-coupler-model-u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran/http://e-belajarelektronika.com/http://e-belajarelektronika.com/wp-content/uploads/2012/10/Sensor-putaran-dengan-optocoupler.jpghttp://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran/http://e-belajarelektronika.com/category/sensor-transducer/http://e-belajarelektronika.com/sensor-putaran-dari-opto-coupler-model-u/http://e-belajarelektronika.com/category/tutorial/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran-dari-opto-coupler-model-u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran-dari-opto-coupler-model-u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran-dengan-opto-coupler/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran-dengan-opto-coupler/http://e-belajarelektronika.com/category/receiver-transmitter/http://e-belajarelektronika.com/category/receiver-transmitter/http://e-belajarelektronika.com/tag/rangkaian-sensor-putaran-dari-opto-coupler-model-u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-putaran/http://e-belajarelektronika.com/ -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
12/55
dari o"!oou"ler !ersebu! akan berlogika 1 =&&7 a!au menghasilkan !egangan . +ol! dan (ika
sensor "ada "osisi normal a!au ahaya infra merah dari dioda led ke "ho!o !ransis!or !idak !erhalan
maka o"!oou"ler !erbu! akan memberikan logika 0 EDAH7 a!au memberikan !egangan 0 +ol!
"ada "in ou!"u!nya#
$ebuah on!oh dari sebuah optical incremental rotar" encoderdi!un(ukkan dalam gambar 2#
)ada gambar !ersebu!% ins!rumen ini !erdiri dari sebuah sumber ahaya yai!u biasanya adalah BED%
sebuah dis enoder rotating disc7% sebuahfi,ed disc% danphoto*detector# Be!ak "osisi an!ara BED
dan "ho!o*de!e!or disusun dengan se(a(ar% sehingga ahaya dari BED da"a! masuk ke de!e!or
!ersebu! seara !egak lurus#
&ambar 2 O"!ial nremen!al $haf! Enoder 1
Dis yang di!un(ukkan dalam gambar 3 adalah elemen kuni dari enoder dan seara umum
!erbua! dari bahan kaa dan diberi a" yang !erbua! dari bahan logam sehingga memben!uk slo!*slo!
(endela yang mengelilingi bagian !e"i dari dis enoder !ersebu!# $lo!*slo! ini bersifa! !embus ahaya#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
13/55
dis kaa yang dia" dengan 1000 slo!% bila dis !ersebu! !elah bergerak 1>0 dera(a! (ika dan hanya
(ika enoder !ersebu! !elah mengeluarkan .00 "ulsa#
&ambar 3 $usunan
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
14/55
E'4ei0&t
$ensor s!rain gauge adalahsensor yang digunakan un!uk mengukur bera!a!au beban dari sua!u
benda dalam ukuran besar# $ensor s!rain gauge ini sering dia"likasikan "ada (emba!an !imbang mobil
a!au ala! ukur bera! dalam skala besar# $ensor s!rain gauge adalah grid me!al*foil yang !i"is yang
dileka!kan "ada "ermukaan dari s!ruk!ur# A"abila kom"onena!au s!ruk!ur dibebani% !er(adi s!rain dan
di!ransmisikan ke foil grid# =ahanan foil grid berubah sebanding dengan s!rain induksi beban#
$ensor s!rain gauge "ada umumnya adalah !i"e me!al*foil% dimana konfigurasigrid diben!uk oleh
"roses "ho!oehing# arena "rosesnya sederhana% maka da"a! dibua! bermaam maam ukuran
gauge dan ben!uk grid# ,n!uk maam gauge yang !er"endek yang !ersedia adalah 0%20 mmF yang
!er"an(ang adalah 102 mm# =ahanan gauge s!andard adalah 120 mm dan 3.0 ohm% selain i!u ada
gauge un!uk !u(uan khusus !ersedia dengan !ahanan .00% 1000% dan 1000 ohm#
Konstruksi Sensor Strain Gau0e
$!ranin gauge menun(ukan "erubahan !ahanan G'
yang dihubungkan dengan s!rain dalam arah grid dieks"resikan oleh :
$gadalah fa!or gauge a!au kons!an!a kalibrasi un!uk gauge# @a!or $gselalu lebih keil dari
sensi!i+i!as alloy me!alli $akarena konfigurasi grid dari gauge dengan konduk!or !rans+erse lebihkeil res"onsifnya ke s!rain a8ial dari "ada konduk!or lurus uniform#
Gra5ik Out,ut Sensor Strain Gau0e
http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/category/komponen/sensor-tranducer/http://elektronika-dasar.com/tag/mengukur-berat/http://elektronika-dasar.com/tag/alat-ukur-berat/http://elektronika-dasar.com/category/komponen/http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/tag/konstruksi-sensor-strain-gauge/http://elektronika-dasar.com/tag/grafik-output-sensor-strain-gauge/http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/category/komponen/sensor-tranducer/http://elektronika-dasar.com/tag/mengukur-berat/http://elektronika-dasar.com/tag/alat-ukur-berat/http://elektronika-dasar.com/category/komponen/http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/tag/konstruksi-sensor-strain-gauge/http://elektronika-dasar.com/tag/grafik-output-sensor-strain-gauge/ -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
15/55
eluaran gauge s!rain G' biasanya dikon+ersikan ke sinyal !egangan dengan (emba!an
whea!s!one# A"abila gauge !unggal di"akai dalam sa!u lengan% !egangan keluarannya adalah#
$ehingga di"eroleh
=egangan masukan dikon!rol oleh ukuran s!rain gauge dan !ahanan awal gauge# Hasilnya
sensi!i+i!as sebgai beriku! :
% biasanya range dari 1 ke 10 I Im'm7
A,likasi Strain Gau0e Pada 6ebatan 4&eatstone
http://elektronika-dasar.com/tag/aplikasi-strain-gauge-pada-jembatan-wheatstone/http://elektronika-dasar.com/wp-content/uploads/2012/07/Grafik-Output-Sensor-Strain-Gauge.jpghttp://elektronika-dasar.com/tag/aplikasi-strain-gauge-pada-jembatan-wheatstone/ -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
16/55
$ensor s!rain gauge dia"likasikan dengan (emba!an whea!s!one dengan konfigurasi se"er!i
gambar dia!as#
Con!oh :
A#Boad Cell : $eara "rinsi" load ell i!u sensor !imbangan yang beker(a seara mekanis% dimana
Boad Cell menggunakan "rinsi" !ekanan yang memanfaa!kan $!rain &auge sebagai "engindera
sensor7# $!rain &age adalah sebuah !ransduer "asif yang merubah sua!u "ergeseran mekanis
men(adi "erubahan !ahanan# )erubahan ini kemudian diukur dengan (emba!an Jhea!s!one dimana
!egangan keluaran di(adikan referensi beban yang di!erima load ell#
&ambar Jiring Diagram Boad Cell
Dimana load ell biasanya memin!a e8i!a!ion +ol!age sebesar 10 DC dan sehingga
keluarannya beru"a m#
http://4.bp.blogspot.com/-wHEWdMc4pDE/UQMq0-KPzrI/AAAAAAAAA_o/BuaLrpV9bog/s1600/diagram+wiring+load+cell.gifhttp://elektronika-dasar.com/wp-content/uploads/2012/07/Aplikasi-Strain-Gauge-Pada-Jembatan-Wheatstone.png -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
17/55
$ensor ka"asi!if meru"akansensorelek!ronikayang beker(a berdasarkan konse"
ka"asi!if# Sensor ini beker7a berdasarkan ,eruba&an uatan ener0i listrik )an0 da,at
disi,an ole& sensor akibat ,eruba&an 7arak le,en0! ,erub&an luas ,ena,an0 dan
,eruba&an 8olue dielektrikusensor ka"asi!if !ersebu!# onse" ka"asi!or yang digunakan dalam
sensor ka"asi!if adalah"roses menyim"an dan mele"as energi lis!rik dalam ben!uk mua!an*mua!an
lis!rik "ada ka"asi!or yang di"engaruhi oleh luas "ermukaan% (arak dan bahan dielek!rikum# $ifa!
sensor ka"asi!if yang da"a! dimanfaa!kan dalam "roses "engukuran dian!aranya adalah sebgai
beriku!#
Si5at Sensor Ka,asiti5 )an0 Dian5aatkan Dala Pen0ukuran
6ika luas ,erukaan dan dielektrika 9udara: dala di7a0a konstan% maka "erubahan
nilai ka"asi!ansi di!en!ukan oleh7arak antara kedua le,en0 lo0a#
6ika luas ,erukaan dan 7arak kedua le,en0 lo0a di7a0a konstandan +olume
dilek!rikum da"a! di"engaruhi makan "erubahan ka"asi!ansi di!en!ukan oleh 8olue atau
ketin00ian %airan elektrolityang diberikan#
6ika 7arak dan dielektriku 9udara: di7a0a konstan% maka "erubahan ka"asi!ansi
di!en!ukan oleh luas ,erukaan kedua le,en0 lo0ayang saling berdeka!an#
Konse, Sensor Ka,asiti5
http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/category/komponen/sensor-tranducer/http://elektronika-dasar.com/category/komponen/sensor-tranducer/http://elektronika-dasar.com/category/komponen/sensor-tranducer/http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/tag/konsep-sensor-kapasitif/http://elektronika-dasar.com/wp-content/uploads/2012/07/Konsep-Sensor-Kapasitif.jpghttp://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/category/komponen/sensor-tranducer/http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/http://elektronika-dasar.com/tag/konsep-sensor-kapasitif/ -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
18/55
on!ruksi sensor ka"asi!if yang digunakan beru"a dua buah lem"eng logam yang dile!akkan
se(a(ar dan saling berhada"an#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
19/55
Gabar ;uku Kontiunitas
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
20/55
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
21/55
* Pi,a
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
22/55
* Flo1 No==le
=i"e @low oKKle menggunakan sebuah orong yang dile!akkan dian!ara sambungan "i"a sensor
!ekanan )1dibagian inle! dan )2dibagian ou!le!# =ekanan )2lebih keil dibandingkan )1#
Gabar Flo1 No==le
$ensor (enis ini memiliki keunggulan dibanding +en!ure dan orifie "la!e yai!u:
N 9asih da"a! melewa!kan "ada!an
N a"asi!as aliran uku" besar
N 9udah dalam "emasangan
N =ahan !erhada" gesekan fluida
N eda !ekanan yang di"eroleh lebih besar dari"ada "i"a +en!uri
N Hasil beda !ekanan uku" baik karena aliran masih laminer
* Pi,a Pitot
ons!ruksi "i"a ini adalah beru"a "i"a biasa sedang di bagian !engah "i"a diseli"kan "i"a keil yang
dibengkokkan ke arah inle!#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
23/55
Ultrasonicbisa diar!ikan banyak hal# $emen(ak "o"ular men(adiPortable Ultrasonic flow meter#%
"ara !eknisi membayangkan bahwaflowmeteradalah )or!able ,l!rasoni flowme!er# agaimana"un
(uga % ul!rasoni flowme!er adalah sebuah ala! yang di"erluakn un!uk mengukur kee"a!an aliran%
+olume% aliran masa dari airan a!au gas dengan kharak!eris!ik bisa dibawah ber"indah*"indah#
Ada bebera"a "erusahaan yang menoba mengembangkan !eknologi ini un!uk a"likasi ua" !a"i
se(auh in1 a"likasi dari ala! ini masih bersifa! !idak umum dan !erba!as# Ultrasoni% 5lo1
eter se(auh ini dibua! dalam segala !y"e dan range a"likasi dari !ransmi! wak!u a!au Do""ler
sebagi aliran dasar a!au aliran fluid%rendahnya anemome!er un!uk menggambarkan mahalnay gas
alam sebagai a"likasi !ransfer !ahanan# Harga un!uk sebuah ultrasoni% 5lo1 eterbisa berkisar
an!ara ,$D 2. sam"ai ,$D 1.0#000 !ergan!ung "ada a"likasinya dan (uga ada yang hand held
ul!rasoni flow me!er
'rinsip operasi
)ada dasarnya orang akan membedakan sa!u !eknologi dari dua !y"e !ehnik "engukuran !a"i hal ini
!idak se"enuhnya benar# $ebuah Ultrasonic flowmeterakan dika!egorikan kedalam !y"e Do""ler
yang mana digunakan un!uk menggeser "rinsi" Do""ler7# A!au "erala!an "emindahan wak!u yangberu"a mengukur selisih wak!u# )erbedaan ini kemungkinan !elah membawa alasan yang uku"
sim"le un!uk mengklasifikasikan ultrasonicdengan mudah dalam indus!ry#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
24/55
Dalam hal iniDoppler flow meteryang mana !erda"a! Do""ler
shif! yang diukur dengan menggunakan gelombang on!inue "ada
frekuensi yang !e!a" a!au +ariasi se"er!i "erubahan yang !er(adi
dalam Do""ler shif! yang diukur dengan menggunakan ge!aran#
)ada Ultrasonic flowmeter=ransmisi dari gelombang yang
melewa!i sensor seara !idak langsung berhubungan dengan
fluida dinamakan non on!a! !y"e# isa (uga !er(adi salah
konse"si a!au "enyederhanaan "ada wak!u !ransi!flowmeter# ebera"a informasi mengklasifikasikan
!y"e yang baru sebagai "hase shif! P dan dibandingkan dengan !y"e lama diliha! "ada s!ar!ing me!er
menggunakan !ransi! !ime dan yang lainnya menggunakan Correla!ion !ransi! !ime
$ekarang dibua! kombinasi an!ara kedua !ransi! !adi dengan !ehnology ul!rasound% hal ini
memungkinkan un!uk menge!ahui seara !e"a! sebera"a banyak fungsi dan kalkulasi dari !ehnik yang
a!ual#
=y"e Ultrasonic Flow meterini uku" banyak digemari khususnya bagi mereka yang menginginkan
(enisflow meter yang bisa di "indah2 a!au dengan ka!a lain bisa di bawah kemana*mana a!au boleh
dika!akan sebagaiflow meter Jinjing# Dan ara "engo"rasiannya (uga uku" sederhana !inggal diika! ke "i"a yang akan diukur flownya# $edangkan un!uk keluaran dariflow meterbisa hanya dibaa
"ada dis"lay dan (uga ada yang dilengka"i dengan "rin!er sehingga hasil "engukuran da"a! langsung
disim"an beru"a hard o"y dan ada (uga hasil "engukuran disim"an "ada memory ard beru"a sof!
o"y yang bisa langsung dibaa oleh kom"u!er dengan menggunakan ard reader#
2# Glass Tube Flow Meter
=y"e Galss tube flowmeterbanyak digunakan un!uk a"likasi
"emasangan dengan sis!em +er!ikal dan beasaran flow ra!e bisa
langsung di baa "ada !abung kaa yang mana bahan dari kaa
uku" baik yai!u "yre8 glass#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
25/55
,n!uk a"likasinya Galss tube flowmeter inihanya maksimal "ada !em"era!ure 120 dera(ad elius%
sedangkan "ressure maksimal "ada (enis ini !idak !erlalu !inggi hanya "ada kisaran 10 bars%
sedangkan un!k a"likasi
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
26/55
R#lectromagnetic Flowmeter
Ma0neti% 5lo1eters"ada "rinsi"nya menggunakan Hukum @araday !en!ang induksi
elek!romagne!ik# 9enuru! "rinsi" ini% ke!ika medium konduk!if melewa!i medan magne!% !egangan
yang dihasilkan# !egangan ini berbanding lurus dengan kee"a!an medium konduk!if% kera"a!an
medan magne!% dan "an(ang konduk!or# Dalam Hukum @araday% ke!iga nilai !ersebu! dikalikan
bersama*sama% bersama dengan kons!an% un!uk menghasilkan besarnya !egangan# karena i!u airan
yang diukur oleh flowme!er ele!romagne!i harus bersifa! sebagai ondu!or ele!ri#
Ele%troa0neti% Flo1etermeru"akanenis flo meteryang mem"unyai "o"ulasi !er!inggi
un!ukFlometer yang digunakan mengukur aliran fluid baik beru"a air a!au airan lainnya baik
aliran yang orosi+e% ko!or dan lum"ur# arena "emakiannya yang uku" banyak sebagian besar"ara "rodusenflo meter mem"unyai "roduk (enis electromagnetic flo meter#
Ele%troa0neti% Flo1eter yang "aling banyak digunakan dalam a"likasi "engukuran aliran air
dan limbah dan hemial# $ebagaian besar a"likasi dari "emakaian4lecromagnetic flo
meteradalah un!uk dunia indus!ri se"er!i indus!ri makanan% minuman% farmasi% "erho!elan dan
"engolahan limbah karena harus menggunakanflometeryang memenuhi "ersyara!an sani!asi#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
27/55
># !rifice Flow Meter
Flow meter(enis ini "ada "rinsi" ker(anya menggunakan "ressure differene dan bisa digunakan
un!uk high !em"era!ure mau"un high "ressure#'di+S
!rifice flow meterdisam"ing bisa digunakan un!uk mengukur aliran liQuid% gas (uga bisa un!uk
dia"likasikan "ada aliran $!eam# Flow meteryang dibua! dari bahan ,)C% )E dan )) a!au )=@E
sanga! ook sekali un!uk a"likasi aliran hemial yang orosi+e# )ada =y"e !rifice flowmeterini
ada (uga yang dia"likasikan un!uk airan ma!rial yang bera! ' ken!al se"er!i airan slude "ada "roses
JJ= a!au mengukur gas yang mem"unyai humadi!y yang !inggi#
?#"aminar Mass Flowmeter
10# #ariable $rea Flowmeter
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
28/55
11##orte% Flow Meters
T;ERMAL SENSOR
A#Hea!'$uhu
=hermal $ensor adalah kom"onen yang di"akai !uk merubah besaran "anas (adi lis!rik dan
sanga! gam"ang un!uk di analisa besarannya# )embua!an sensor ini bisa memakai se(umlah me!ode%
dimana salah sa!u aranya adalah dgn ara memakai ma!erial yg !erhada" sua!u arus elek!rik akan
mengubah hamba!aanya !ergan!ung dari suhunya#
9a!erial logam a"abila "anasnya meningka! akan menyebabkan meningka! "ula besar
hamba!annya !rhd" arus lis!rik# Bogam bisa (uga dibilang sbg mua!an "osi!if yg ada di dlm elek!ron%
dimana elek!ron ini da"a! bergerak bebas# ila suhu meningka! elek!ron*elek!ronnya men(adi
berge!ar% !erus ge!arannya semakin ber!ambah besar se(alan dgn ber!ambahnya suhu yang ada# Dalam
kondisi besarnya ge!aran i!u% membua! logam memiliki nilai hamba!an yang ber!ambah karena
gerakan elek!ron yang !erhamba!#
ahan semikonduk!or memiliki sifa! yang sebaliknya a!as logam% yai!u nilai hamba!annya
akan !erus !urun bila suhu ber!ambah besar# ondisi ini disebabkan oleh karena keadaan yang lebih
!inggi suhunya menyebabkan elek!ron dari ma!erial ini (adi "indah ke!ingka!an yang !era!as dan
membua!nya bisa dgn bebas bergerak# Dengan !erus !er(adinya "er!ambahan suhu% maka semakin
ber!ambah "ula elek!ron dr semikonduk!or ini yg bebas bergerak dan hasilnya adalah nilai
hamba!annya akan !erus berkurang#
Ran0kaian Sensor Su&u LM>?
=erda"a! 4 em"a! 7 (enis sensor suhu yang rangkaian umumnya ada di"asaran% yai!u =hermoko"elF
=hermis!or =hermal $ensi!i+e esis!or a!au =hermal esis!or7F esis!ane =em"era!ure De!e!ors
=D7F dan yang !erakhir adalah C B9 3.# amun kali ini saya ingin membahas rang%aian sensor
suhu lm35#
$ensor suhulm3. adalah sa!u dari em"a! (enis lainnya yang "aling !erkenal akan mudahnya
dia"likasikan dalam kehidu"an sehari*hari dan kesederhanaannya# $umber !egangannya bisa !unggal
a!au dua sumber"un (uga bisa# eriku! bebera"a karak!eris!ik kom"onen sensor suhu lm3.:
alibrasi seara langsung "d TC
$kala fak!or linear*nya U10m'TC
https://www.google.co.id/search?q=sensor+suhuhttps://www.google.co.id/search?q=sensor+suhu -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
29/55
ange*nya dian!ara -1.0 TC s'd *..TC
Arusnya kurang dr 2IA
)emanasannya yg rendah di 0%0>TC
Con!oh dari "enga"likasian dari rangkaian sensor suhu lm3. adalah sis!em moni!or suhu rumah kaa
dan sis!em moni!or dari suhu ruang "d labora!orium kimia# om"onen u!ama yang digunakan adalah
BED bebas warna: hi(au% merah a!au"u biruF boleh7% esis!or =rim"or!' ariabel 10 ohm% C
B93?3F esis!or 4R0OhmF dan !en!unya C B93.# eriku! adalah skema rangkaian sensor suhu
lm3.:
klik un!uk mem"erbesar7 sumber: h!!":''Khiesreamous#word"ress#om'2012'0.'14'sensor*suhu*
sederhana*menggunakan*lm3.'
Dibagian C B93. berfungsi un!uk menerima in"u! suhu yg !erus menu(u C B93?3# C B93?3
fungsinya un!uk kom"ara!or yg membagi !egangan% dimana hasil keluaran dari B93. akan masuk
kekaki in+er!ing# erbeda dgn kaki nonin+er!ing% fungsinya un!uk "o!ensi yai!u "enga!ur keluaran
in"u!annya# aki dela"an sbg $- ba!as !gangan ker(a C B93?3 adalah DC % ser!a kaki em"a!
un!uk $*# Di keluarkan dari kaki !u(uh% ou!"u! yg di hasilkan oleh kom"ara!or dan diberi BED sbg
indika!or#
O"*Am" 3?3 memiliki fungsi un!uk kom"ara!or "em banding !egangan% yai!u mem banding kan
se!ia" !egangan yang masuk dikaki in+er!ing dimana "enga!urannya memakai "o!ensiome!er yg
!erle!ak "ada kaki nonin+er!ing# ref dihubung kan dgn -su""ly% dan 1 ser!a 2 di"akai un!uk
http://elektronikadasar.info/wp-content/uploads/2012/11/rangkaian-sensor-suhu-lm35.jpg -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
30/55
membagi !egangan% dengan demikian nilai !egangannya yg direferensi kan "d masuk kan - o"*am"
ialah se besar : /1'1-27Vsu""ly
Con!oh dari C B93?3:
C B93?3 memiliki 2 in"u! yg !er diri dr in+er!ing ser!a non in+er!ing dan dua ou!"u!% dimana kaki
em"a! un!uk ground sedangkan kaki dela"an un!uk # &imana% mudah bukan# $ilahkan
disimulasikan memakai "ro(e!board ya# $emoga sukses rangkaian Sensor Su&ulm3. nya#
Con!oh : A#Sensor su&u PT*#""
eluaran dari sensor ini adalah meru"akan "erubahan resis!ansi sehingga dibu!uhkan bias !egangan
yang di"eroleh dari resis!or 1 dan 2 se"er!i "ada gambar .
Gabar ?' Ran0kaian PT*#""
http://delta-electronic.com/article/wp-content/uploads/2011/02/image0082.gifhttp://elektronikadasar.info/wp-content/uploads/2012/11/Contoh-IC-LM393.jpg -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
31/55
'T&eroko,el
erfungsi sebagai sensor suhu rendah dan !inggi% yai!u suhu serendah 3000@ sam"ai dengan
suhu !inggi yang digunakan "ada "roses indus!ri ba(a% gelas dan keramik yang lebih dari
30000@# =hermoko"el diben!uk dari dua buah "enghan!ar yang berbeda (enisnya besi dan
kons!an!an7 dan dilili! bersama#
C# T&eristor 9Thermal &esistor(Thermal 'ensitive &esistor:
erfungsi un!uk mengubah suhu men(adi resis!ansi'hamba!an lis!rik yang berbanding !erbalik
dengan "erubahan suhu# $emakin !inggi suhu% semakin keil resis!ansi#
$imbol =hermis!or :
ons!ruksi =hermis!or !i"e &9102 :
=hermis!or diben!uk dari bahan oksida logam am"uran% kromium% kobal!% !embaga% besi a!au
nikel#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
32/55
D# RTD 9&esistance Temperature Detectors:
erfungsi un!uk mengubah suhu men(adi resis!ansi'hamba!an lis!rik yang sebanding dengan
"erubahan suhu# $emakin !inggi suhu% resis!ansinya semakin besar# =D !erbua! dari sebuah
kum"aran kawa! "la!inum "ada "a"an "emben!uk dari bahan isola!or# =D da"a! digunakan
sebagai sensor suhu yang mem"unyai ke!eli!ian 0%03 0C dibawah .000C dan 0%1 0C dia!as
10000C#
ons!ruksi =D bahan "la!inum:
=D !er"asang "ada "ermukaan logam:
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
33/55
ELEKTRO MAGNET
A'
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
34/55
lis!rik7 yang menyebabkan munulnya gaya di mua!an lis!rik yang bergerak lainnya# )u!aran
mekanika kuan!um dari sa!u "ar!ikel memben!uk medan magne! dan "u!aran i!u di"engaruhi
oleh dirinya sendiri se"er!i arus lis!rik# $ebuah medan magne! adalah medan +ek!or% yai!u
berhubungan dengan se!ia" !i!ik dalam ruang +ek!or yang da"a! berubah menuru! wak!u#
Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah (arum kom"as yang dile!akkan di dalam
medan !ersebu!#
$eara kon+ensional kua! arus da"a! diukur dengan menghubungkan ala! seara seri "ada
rangkaian# Cara ini memiliki kelemahan karena mengganggu aliran arus yang akan diukur#
ema(uan !eknologi digi!al meningka!kan kemam"uan ala! ukur# ,kuran yang semakin keil
sehingga mudah digunakan disam"ing harga yang semakin murah (uga didukung oleh
kema(uan !eknologi digi!al# ema(uan ini menyebabkan "eneli!ian*"eneli!ian da"a! dilakukan
dengan lebih baik dan e"a!# Ala! ukur da"a! !ersusun a!as bagian digi!al dan analog# Ada !iga
bagian u!ama dalam sua!u ala! ukur% yai!u sensor% "engolah da!a dan "enam"il da!a# Ala! ukur
dengan "enam"il digi!al memberikan banyak kemudahan se"er!i "embaaan yang lebih !eli!i
dan mudah dibaa karena !idak ada "aralaks# )engolahan da!a (uga lebih mudah dilakukan
seara digi!al% walau"un ada bebera"a bagian yang memang !idak bisa mengabaikan
kemam"uan sua!u rangkaian analog# Ada bebera"a ala! un!uk mengukur arus yang sering
disebu! sensor arus#
$ensor arus seba!ang kawa! !eraliri arus lis!rik menu(u beban dilewa!kan dian!ara iin !oroid
dan se(umlah kawa! email digulung "ada inin !oroid !ersebu! maka kum"aran kawa! "ada
inin !ersebu! akan menginduksikan arus lis!rik dari seba!ang kawa! arus !ersebu!# Dengan
mengolah sinyal induksi "ada kawa! kum"aran !oroid !ersebu! maka akan di"eroleh nilai arus
yang dilewa!kan un!uk mensu"lay beban "ada u(ung kawa! arus# Dengan me!ode ini arus
yang dilewa!kan akan !erbaa "ada fungsi besaran !egangan berben!uk gelombang sinusoidal#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
35/55
9aam sensor arus an!ara lain:
1# $ensor magne!i flu8ga!e
Dengan menggunakan sensor magne!ik% arus da"a! diukur !an"a harus mengganggu aliran
arus% karena yang diukur hanya kua! medan magne! yang dihasilkan oleh arus yang akan
diukur# Dalam !ulisan ini akan di!un(ukkan "enggunaan sensor magne!ik flu8ga!e un!uk
mengukur kua! arus# Dari hasil "eneli!ian !erliha! bahwa sensor magne!ik flu8ga!e yang
digunakan da"a! mengukur kua! arus dalam daerah "engukuran yang uku" lebar dan dengan
ke!eli!ian X 2 6#
Ada uku" banyak me!ode yang da"a! digunakan un!uk mengukur kua! arus lis!rik% bebera"a
dian!aranya adalah me!ode shun! resis!if% !ransforma!or arus% dan sensor magne!ik# 9e!ode
shun! resis!if beker(a berdasarkan hukum Ohm yang menghasilkan sua!u !egangan yang
sebanding dengan arus yang melalui resis!or shun!% yai!u resis!or yang dihubungkan seara
seri dengan beban yang hendak diukur arusnya# Cara ini menawarkan ke!eli!ian yang bagus
dan offse! yang rendah% !e!a"i !an"a isolasi elek!ris# $elain i!u drif! !ermalnya !inggi# Hal ini
memungkinkan !er(adinya !ransien! s"ikes yang da"a! merusak sensor dan ber"o!ensi
menyebabkan "erala!an elek!ronik mengalami kelebihan beban#
=ransforma!or arus !erdiri dari kum"aran "rimer dan kum"aran sekunder yang dilili!kan "ada
sua!u in!i magne!ik# Arus yang hendak dide!eksi dialirkan ke kum"aran "rimer# Arus ini
menghasilkan sua!u medan magne! yang mengimbas ke kum"aran sekunder# n!i magne!ik
"ada !ransforma!or berfungsi un!uk membua! agar fluks magne!ik yang dihasilkan kum"aran
"rimer sebanyak mungkin menembus kum"aran sekunder# )erubahan fluks yang dihasilkan
arus "rimer menyebabkan !imbulnya !egangan lis!rik induksi "ada kum"aran sekunder# Arus
yang dibangki!kan "ada kum"aran sekunder sebanding dengan arus "rimer% dan nisbah kedua
arus ini di!en!ukan oleh nisbah (umlah lili!an masing*masing kum"aran# =ransforma!or arus
memang menawarkan isolasi elek!ris% !e!a"i ala! ini hanya beker(a un!uk a"likasi arus bolak*
balik AC7# $elain i!u% !ransforma!or umumnya berukuran rela!if besar sehingga memerlukan
!em"a! yang besar "ula#
$ensor magne!ik da"a! digunakan un!uk menga!asi ke!erba!asan "ada kedua me!ode
"engukuran arus di a!as# $ensor magne!ik flu8ga!e menawarkan solusi beru"a sensi!i+i!as
yang !inggi% ukuran yang keil% dan reliable# $elain i!u "iran!i ini da"a! digunakan un!uk
"enginderaan arus !an"a kon!ak#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
36/55
$ensor magne!ik flu8ga!e beker(a berdasarkan "rinsi" diferensial# Dengan ara ini maka
gangguan'nois yang berasal dari lingkungan se"er!i !em"era!ur a!au "engaruh lingkungan
lainnya akan saling menghilangkan dan sensor da"a! mengukur medan magne! yang sanga!
lemah# ,n!uk menga!asi gangguan sinyal frekuensi !inggi% "ada sensor di"asang fil!er lolos
rendah orde dua#
2# $ensor efek hall a!au hall effe! sensor
,n!uk mengukur daya lis!rik lam"u "i(ar% yang "aling "en!ing adalah "engukuran arusnya#
$alah sa!u sensor arus yang da"a! digunakan adalah sensor efek hall# ,n!uk mengukur arus
bisa digunakan !rafo arus a!au sensor efek hall# $ensor efek hall da"a! digunakan un!uk
menyensor arus karena sensor efek hall meres"on medan magne!% sedangkan medan magne!yang di!imbulkan arus selalu sebanding dengan besar arusnya# ni membua! sensor efek hall
baik digunakan sebagai sensor arus#
$ensor arus AC*nya adalah sensor efek hall yang da"a! mengukur medan magne! diseki!ar
kawa! berarus# Agar medan magne!nya uku" kua! dan bisa !erukur sensor efek hall% maka
dibua! lili!an dengan in!i feri! yang medan magne!nya dibua! menembus sensor# Arus yang
dilewa!kan ke lili!an adalah arus yang !elah disearahan !erlebih dahulu#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
37/55
># A A=9ega > memiliki fi!ur !ambahan se"er!i ADC in!ernal dan in!ernal lok
ossila!or# )ada ala! ukur arus ini A berfungsi sebagai "enga!ur dari kom"onen se"er!i
BCD BiQuid Crys!al Dis"lay7 dan sebagai "engolah da!a# Ou!"u! dari sensor diolah !erlebih
dahulu oleh rangkaian am"lifier baru kemudian da!a analog yang ada diubah oleh A
men(adi da!a digi!al dan di!am"ilkan hasilnya melalui BCD#
3# Digi!al lam" am"ere me!er
Am"ere me!er adalah ala! yang digunakan un!uk mengukur kua! arus lis!rik# ,mumnya ala!
ini di"akai oleh !eknisi elek!ronik dalam ala! mul!i !es!er lis!rik yang disebu! a+ome!er
gabungan dari fungsi am"ereme!er% +ol!me!er dan ohmme!er#
Am"er me!er da"a! dibua! a!as susunan mikroam"ereme!er dan shun! yang berfungsi un!uk
de!eksi arus "ada rangkaian baik arus yang keil% sedangkan un!uk arus yang besar
di!ambahkan dengan hamba!an shun!#
Am"ereme!er beker(a sesuai dengan gaya loren!K gaya magne!is# Arus yang mengalir "ada
kum"aran yang selimu!i medan magne! akan menimbulkan gaya loren!K yang da"a!
menggerakkan (arum am"ereme!er# $emakin besar arus yang mengalir maka semakin besar
"ula sim"angannya#
)engukuran arus menggunakan me!ode lama kini sudah mulai digan!ikan dengan sis!em
lam"# $is!em lam" menggunakan "rinsi" hukum @araday yang menga!akan bahwa
"erubahan fluks magne! dalam sebuah kum"aran akan menimbulkan arus yang akan mengalir
"ada kum"aran i!u# )ada !aha" awal di"ergunakan kum"aran yang dibua! sendiri% !e!a"i
karena hasilnya kurang memuaskan% di"ergunakan kum"aran dari lam" bekas# $is!em
diba!asi un!uk mengukur arus AC dengan range 1mA sam"ai dengan 1%???A# Am"ere me!er
ini harus mudah dibawa "or!able7% sehingga sumber !egangannya dari ba!erai# Hasil
"engukuran di!am"ilkan ke 3Y R*segmen! yang meru"akan keluaran dari CBR10R#
$eara umum% @araday menga!akan bahwa "erubahan fluks magne! dalam sebuah kum"aran
akan menimbulkan arus yang mengalir "ada kum"aran# A"abila (umlah lili!an semakin besar%
maka semakin besar "ula !egangan yang da"a! diukur di kedua u(ung kum"aran i!u# =egangan
yang !erukur di kum"aran i!u biasanya dalam orde mili +ol!# Arus AC yang mengalir "ada
sebuah kabel akan memberikan "erubahan fluks% sehingga besarnya arus !ersebu! da"a!
diukur dengan menggunakan sis!em lam"#
CB R10R adalah sebuah ADC yang keluarannya da"a! langsung di!am"ilkan ke 3Y R*
segmen!# C ini menerima in"u! !egangan maksimal 2# )enggunaan kom"onen yang
minimal membua! "engguna da"a! seara langsung merangkainya dengan mudah#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
38/55
.'Fre/uen%) P&ase
&elombang ul!rasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi dia!as frekuensi gelombang
suara yai!u lebih dari 20 HK# $e"er!i !elah disebu!kan bahwa sensor ul!rasonik !erdiri dari rangkaian
"emanar ul!rasonik yang disebu! transmitter dan rangkaian "enerima ul!rasonik yang disebu!
recei6er# $inyal ul!rasonik yang dibangki!kan akan di"anarkan dari transmitterul!rasonik# e!ika
sinyal mengenai benda "enghalang% maka sinyal ini di"an!ulkan% dan di!erima oleh recei6er
ul!rasonik# $inyal yang di!erima oleh rangkaian recei6er dikirimkan ke rangkaian mikrokon!roler
un!uk selan(u!nya diolah un!uk menghi!ung (arak !erhada" benda di de"annya bidang "an!ul7#
)rinsi" ker(a dari sensor ul!rasonik da"a! di!un(ukkan dalam gambar dibawah ini :
)rinsi" er(a $ensor ,l!rasonik
)rinsi" ker(a dari sensor ul!rasonik adalah sebagai beriku! :
1# $inyal di"anarkan oleh "emanar ul!rasonik# $inyal !ersebu! berfrekuensi dia!as 20kHK%
biasanya yang digunakan un!uk mengukur (arak benda adalah 40kHK# $inyal !ersebu! di
bangki!kan oleh rangkaian "emanar ul!rasonik#
2# $inyal yang di"anarkan !ersebu! kemudian akan meramba! sebagai sinyal ' gelombang bunyidengan kee"a!an bunyi yang berkisar 340 m's# $inyal !ersebu! kemudian akan di"an!ulkan
dan akan di!erima kembali oleh bagian "enerima ,l!rasonik#
3# $e!elah sinyal !ersebu! sam"ai di "enerima ul!rasonik% kemudian sinyal !ersebu! akan di"roses
un!uk menghi!ung (araknya#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
39/55
dimana $ adalah (arak an!ara sensor ul!rasonik dengan bidang "an!ul% dan ! adalah selisih
wak!u an!ara "emanaran gelombang ul!rasonik sam"ai di!erima kembali oleh bagian "enerima
ul!rasonik#
a7 )emanar ,l!rasonik ransmitter7
)emanar ,l!rasonik ini beru"a rangkaian yang memanarkan sinyal sinusoidal berfrekuensi
di a!as 20 HK menggunakan sebuah transducer transmitterul!rasoni
angkaian )emanar &elombang ,l!rasonik
)rinsi" ker(a dari rangkaian "emanar gelombang ul!rasonik !ersebu! adlah sebagai beriku! :
1# $inyal 40 kHK dibangki!kan melalui mikrokon!roler#
2# $inyal !ersebu! dilewa!kan "ada sebuah resis!or sebesar 3kOhm un!uk "engaman ke!ika
sinyal !ersebu! membias ma(u rangkaian dioda dan !ransis!or#
3# emudian sinyal !ersebu! dimasukkan ke rangkaian "engua! arus yang meru"akan
kombinasi dari 2 buah dioda dan 2 buah !ransis!or#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
40/55
4# e!ika sinyal dari masukan berlogika !inggi -.7 maka arus akan melewa!i dioda D1
D1 on7% kemudian arus !ersebu! akan membias !ransis!or =1% sehingga arus yang akan
mengalir "ada kolek!o!r =1 akan besar sesuai dari "engua!an dari !ransis!or#
.# e!ika sinyal dari masukan berlogika !inggi 07 maka arus akan melewa!i dioda D2 D2
on7% kemudian arus !ersebu! akan membias !ransis!or =2% sehingga arus yang akan
mengalir "ada kolek!o!r =2 akan besar sesuai dari "engua!an dari !ransis!or#
5# esis!or 4 dan 5 berfungsi un!uk membagi !engangan men(adi 2%. # $ehingga
"emanar ul!rasonik akan menerima !egangan bolak Z balik dengan "eak*"eak adalah
. -2%. s#d *2%. 7#
b7 )enerima ,l!rasonik Recei6er7
)enerima ,l!rasonik ini akan menerima sinyal ul!rasonik yang di"anarkan oleh "emanar
ul!rasonik dengan karak!eris!ik frekuensi yang sesuai# $inyal yang di!erima !ersebu! akan melalui
"roses fil!erisasi frekuensi dengan menggunakan rangkaian band pass filter"enyaring "elewa!
"i!a7% dengan nilai frekuensi yang dilewa!kan !elah di!en!ukan# emudian sinyal keluarannya
akan dikua!kan dan dilewa!kan ke rangkaian kom"ara!or "embanding7 dengan !egangan
referensi di!en!ukan berdasarkan !egangan keluaran "engua! "ada saa! (arak an!ara sensor
kendaraan mini dengan seka!'dinding "emba!as mena"ai (arak minimum un!uk berbelok arah#
Da"a! diangga" keluaran kom"ara!or "ada kondisi ini adalah highlogika [1\7 sedangkan (arak
yang lebih (auh adalah lologika\0\7# Bogika*logika biner ini kemudian di!eruskan ke rangkaian
"engendali mikrokon!roler7#
angkaian )enerima &elombang ,l!rasonik
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
41/55
)rinsi" ker(a dari rangkaian "emanar gelombang ul!rasonik !ersebu! adalah sebagai beriku!:
1# )er!ama Z !ama sinyal yang di!erima akan dikua!kan !erlebih dahulu oleh rangkaian
!ransis!or "engua! M2#
2# emudian sinyal !ersebu! akan di fil!er menggunakan High "ass fil!er "ada frekuensi S
40kHK oleh rangkaian !ransis!or M1#
3# $e!elah sinyal !ersebu! dikua!kan dan di fil!er% kemudian sinyal !ersebu! akan disearahkan
oleh rangkaian dioda D1 dan D2#
4# emudian sinyal !ersebu! melalui rangkaian fil!er low "ass fil!er "ada frekuensi ] 40kHK
melalui rangkaian fil!er C4 dan 4#
.# $e!elah i!u sinyal akan melalui kom"ara!or O"*Am" "ada ,3#
5#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
42/55
dengan ba!ang magne!# A"abila =randuer a!au"un $ensor !ersebu! menerima ge!aran maka ba!ang
magne! !ersebu! akan iku! berge!ar dan medan magne! !ersebu! akan !er"o!ong*"o!ong oleh gulungan
kawa! sehingga kedua u(ung gulungan kawa! !ersebu! akan menimbulkan !egangan#
&ambar# $ensor +ibrasi
$edangkan ,n!uk $ensor $uara a!au 9iro"hone menggunakan "rinsi" ker(a yang berkebalikan
dengan )rinsi" er(a sensor +ibrasi =ersebu!#
Con!oh :
;all e55e%t sensora!au sensor edan a0netadalah sensor yang berfungsi un!uk mendete%si
medan magnet#7all 4ffect sensormemberikan ou!"u! beru"a !egangan yang "ro"orsional dengan
kekua!an medan magne!yang di!erima oleh sensor !ersebu!# &ensor hall effectini diangun dari
sebuah la"isan silikon dan dua buah elek!roda "ada masing*masing sisi silikon# )ada saa! !an"a ada
"engaruh dari medan magne! maka beda "o!ensial an!ar kedua elek!roda !ersebu! 0 ol! karena arus
lis!rik mengalir di!engah kedua elek!roda# e!ika !erda"a! medan magne! mem"engaruhi sensor ini
maka arus yang mengalir akan berbelok mendeka!i'men(auhi sisi yang di"engaruhi oleh medan
magne!# Hal ini menghasilkan beda "o!ensial dian!ara kedua elek!roda dari hall effe! sensor% dimana
beda "o!ensial !ersebu! sebanding dengan kua! medan magne! yang di!erima oleh &all e55e%t
sensorini#
http://e-belajarelektronika.com/category/sensor-transducer/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-medan-magnet/http://e-belajarelektronika.com/half-effect-sensor-ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-hall-effect/http://e-belajarelektronika.com/category/sensor-transducer/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-medan-magnet/http://e-belajarelektronika.com/half-effect-sensor-ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-hall-effect/ -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
43/55
Prinsi, Ker7a;al5 E55e%t Sensor
;all E55e%t Sensor Ti,e UGN>?">U
$alah sa!u on!oh hall effect sensoradalahsensor +G83593+#$ensor ,&3.03,ini akan
menghasilkan !egangan yang "ro"orsional dengankekua!an medan magne! yang dide!eksi olehsensor
,&3.03,# $ensor ,&3.03 ini mem"unyai 3 "in yai!u :
)in 1 : CC% "in !egangan su"lai
)in 2 : &D% "in ground
)in 3 : ou!% "in !egangan ou!"u!#
Dia0ra lok ;all E55e%t Sensor UGN>?">U
Di dalam sensor ini sudah dibangun sebuah "engua! yang mem"erkua! sinyal dari rangkaiansensor
dan menghasilkan !egangan ou!"u! di!engah*!engah !egangan su"lai# )ada sensor ini (ika menda"a!
"engaruh medan magne! dengan "olari!as ku!ub u!ara maka akan menghasilkan "engurangan "ada
!egangan ou!"u! sebaliknya (ika !erda"a! "engaruh medan magne! dengan "olari!as ku!ub sela!an
maka akan menghasilkan "eningka!an !egangan "ada ou!"u!nya# $ensor ini da"a! meres"on
"erubahan kekua!an medan magne!mulai kekua!an medan magne!yang s!a!is mau"un %e%uatan
medan magnetyang berubah*ubah dengan frekuensi sam"ai 20HK#
http://e-belajarelektronika.com/tag/half-effect-sensor/http://e-belajarelektronika.com/tag/half-effect-sensor/http://e-belajarelektronika.com/tag/ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/kekuatan-medan-magnet/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/http://e-belajarelektronika.com/tag/kekuatan-medan-magnet/http://e-belajarelektronika.com/tag/kekuatan-medan-magnet/http://e-belajarelektronika.com/wp-content/uploads/2012/10/Diagram-Blok-Half-Effect-Sensor-UGN3503U.jpghttp://e-belajarelektronika.com/wp-content/uploads/2012/10/Sistem-Kerja-Half-Effect-Sensor.jpghttp://e-belajarelektronika.com/tag/half-effect-sensor/http://e-belajarelektronika.com/tag/ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/kekuatan-medan-magnet/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/sensor-ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/tag/ugn3503u/http://e-belajarelektronika.com/http://e-belajarelektronika.com/tag/kekuatan-medan-magnet/http://e-belajarelektronika.com/tag/kekuatan-medan-magnet/ -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
44/55
&ensor hall effect +G83593ini da"a! disu"lai dengan !egangan mulai 4#. sam"ai 5 dengan
ke"ekaan "erubahan kekua!an medan magne! sam"ai frekuensi 23HK# n!i dari sis!em ini
adalahsensor +G83593+# $ensor ini akan menghasilkan !egangan ou!"u! 3 (ika !idak ada
"engaruh medan magne! "ada sensornya# =egangan ou!"u! yang dihasilkan oleh sensor ,&3.02,
belum uku" kua! sehingga masih di"erlukan sebuah o" am" yang digunakan un!uk mem"erkua!
"erubahan sinyal "ada out,ut sensor UGN>?">U!ersebu!#
.;EMI.AL
A';uidit)
$ensor elembaban
elembaban adalah ukuran (umlah ua" air di udara% (umlah ua" air mem"engaruhi "roses*"roses
fisika% kimia dan biologi di alam% oleh karena i!u akan mem"engaruhi lingkungan#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
45/55
(. Capacitive 'ensors )'ensor *apasitif+
$ebuah ka"asi!or air*filled'!erisi*udara dibua! sebagai sua!u sensor kelembaban rela!i+e karena ua"
dalam a!mosfer merubah "ermi+i!as elek!rik udara menuru! "ersamaam di bawah ini:
Dimana :
= / ke!en!uan suhu dalam 7
) / adalah !ekanan udara basah dalam mHg7
)s / adalah !ekanan sa!urasi ua" air di!em"era!ur = dalam mHg7H / adalah kelembaban rela!i+e dalam 67
umus !ersebu! menun(ukan kons!an!a dielek!rik dari udara basah% dan un!uk i!u ka"asi!ansi adalah
sebanding dengan kelembaban rela!i+e#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
46/55
)ada gambar 13#3 menun(ukkan sebuah blok diagram sys!em "engukuran ka"asi!if% dimana
kons!an!a dielek!rik dari on!oh'sam"le ma!erial !ersebu! merubah frekuensi osila!or#
9e!ode !ersebu! memiliki bebera"a ke!erba!asan F sebagai on!ohnya%keakura!annya kurang ke!ika
"engukuran kelembaban dibawah 0%.6% ma!erial yang di(adikan on!oh !ersebu! harus bersih dari
"arikel asing yang memiliki kons!an!a dielek!rik rela!i+e yang !inggi on!ohnya: benda me!al dan
"las!i7% dan sua!u "enen!uan on!oh "engukuran harus di"er!ahankan#
^
$ebuah sensor kelembaban film !i"is da"a! !erbua! "adasebuah subs!ra! silion# $ebuah la"isan dari
$iO2 3000 _ !hik di!em"a!kan "ada sua!u subs!ra! n*$i gbr# 13#4 7 Dua me!al elek!roda
di!em"a!kan "ada la"isan $iO2 !ersebu!
9e!al*me!al !ersebu! !erbua! dari aluminium% hromium% a!au "hos"hor yang dido"ing "olysilikon
B)CD72#
era"a!an elek!roda berkisar 2000*.000 _# Elek!roda !ersebu! !erben!uk dalam "ola in!egri!as yang
di!un(ukkan "ada gbr#13#4 A#
$ensor yang "aling baik dila"isi dengan sebuah la"isan dielek!rik# ,n!uk la"isan ini% bebera"a
ma!erial da"a! digunakan se"er!i +a"or de"osi!ed $iO2 a!au "hos"horosilia!e glass
CD)$&7#era"a!an dari la"isan berkisar an!ara 30*4000 _#
,. lectrical Con-uctivit 'ensors )'ensor *on-u/tivitas le/tri/+
esis!ansi dari banyak konduk!or nonme!al seara umum !ergan!ung "ada kandungan air konduk!or
!ersebu!% yang meru"akan sua!u dasar dari sensor kelembaban resis!if a!au hygros!a!or
^
http://sonny6056.files.wordpress.com/2010/05/4.jpg -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
47/55
$ensor !ersebu! berisi sua!u ma!erial yang seara rela!i+e resis!i+i!asnya rendah yang berubah seara
signifikan dibawah "erubahan kondisi kelembaban#
Con!oh lainnya dari sensor kelembaban konduk!i+i!as adalah disebu! dengan )o"e elemen!P% yang
!erdiri dari "olys!yrene yang dilakukan'di"erlakukan dengan asam sulfur un!uk mem"eroleh
karak!eris!ik surfae*resis!i+i!as yang diinginkan#
9a!erial lainnya yang men(an(ikan un!uk "embua!ansua!u film dalam sensor konduk!i+i!as adalah
solid"olyele!roly!es karena konduk!i+i!a elek!rik dari bahan i!u ber+ariasi'berubah !erhada"
kelembaban#
$ensor kelembaban solid*s!a!e da"a! dibua! dengan subs!ra! silion
gbr# 13#R A7 $ilikon !ersebu! harus berkonduk!ansi !inggi% yang menyediakan garis edar elek!rik dari
elek!roda aluminium ham"a udara'+auum yang di!em"a!kan "ada "ermukaan sensor#
$ua!u la"isan oksida yang diben!uk "ada bagian a!as la"isan aluminium konduk!i+% dan "ada bagian
http://sonny6056.files.wordpress.com/2010/05/71.jpghttp://sonny6056.files.wordpress.com/2010/05/61.jpghttp://sonny6056.files.wordpress.com/2010/05/5.jpg -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
48/55
a!as i!u% alek!roda lainnya diben!uk# Ba"isan aluminium !ersebu! dianodiKed dalam sua!u ara un!uk
memben!uk "ermukaan oksida ber"ori#
Elek!roda bagian "aling a!as'dia!asnya !erbua! dari sua!u ben!uk emas ber"ori yang da"a! di!embus
gas% dan diwak!u yang sama da"a! menyediakan kon!ak elek!ri#
Oksida aluminium Al2O37% se"er!i banyak ma!erial*ma!erial lainnya% yang dengan sia"
mengabsorbsi air ke!ika !erkon!ak'!erhubung dengan am"uran gas yang mengandung air dalam
keadaan berua" air#
0. Thermal Con-uctivit 'ensors )'ensor *on-u/tivitas Thermal+
)enggunaan konduk!i+i!as !hermal dari gas un!uk mengukur kelemba"an da"a! di ukur oleh sebuah
sensor !hermis!or ' dasar gambar 13#> a7#Dua !hermis!or keil !1 dan !27 didukung dengan
kawa!*kawa! !i"is un!uk mem"erkeil rugi konduk!i+i!as !hermal# =hermis!or "ada sebelah kiridibuka agar gas yang berada di luar masuk melalui lubang% dan !hermis!or sebelah kanan !er!u!u"
dengan ra"a! dalam udara kering# =hermis!or !ersebu! mem"erkua! ' menghasilkan self* hea!ing "ada
"enerimaan arus rangkaian#
Awalnya% (emba!an diseimbangi dalam udara kering un!uk menen!ukan sua!u nilai referensi nol#
eluaran dari sensor ini ber!ambah seara berangsur*angsur se"er!i kenaikan kelemba"an absolu!e
dari nol#
http://sonny6056.files.wordpress.com/2010/05/8.jpg -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
49/55
1. Optical 7"grometer
2. Oscillating 7"grometer
;)0roeter elektronik
=i!ik air adalah !em"era!ur dimana sebuah on!oh udara yang lembab
a!au ua" air a"a"un7 "ada !ekanan yang kons!an mena"ai ua" air
yang (enuh# )ada !em"era!ur (enuh ini% akiba! "endinginan selan(u!nya
mengakiba!kan !er(adinya kondensasi air# Hygrome!er ua" air kaayang di dinginkan adalah salah sa!u ala! ukur "resisi yang !ersedia# Ala!
ini menggunakan kaa yang didinginkan ser!a mekanis o"!oelek!ronik
un!uk mende!eksi kondensasi "ada "ermukaan kaa# =em"era!ur kaa
dikon!rol oleh um"an balik elek!ronik un!uk men(aga eQuilibrium dinamis dian!ara e+a"orasi dan
kondensasi "ada kaa% hingga mendeka!i mengukur suhu !i!ik air# Akurasi 0#2 TC da"a! dia"ai
dengan ala! ini% yang mana ber*korelasi "ada !i"ikal lingkungan kan!or hingga akurasi H seki!ar
U0#.6# Ala! ini memerlukan "embersihan uku" sering% o"era!or yang !erla!ih dan kalibrasi seara"eriodik un!uk mena"ai le+el akurasi ini#
http://sonny6056.files.wordpress.com/2010/05/10.jpghttp://sonny6056.files.wordpress.com/2010/05/91.jpg -
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
50/55
,n!uk a"likasi dimana harga% ruang% a!au kera"uhan berhubungan% !i"e sensor elek!ronik lain
digunakan% dengan ke*akurasian yang lebih rendah# )ada sensor kelebaban ka,asiti5% efek
kelembaban "ada dielek!rik kons!an dari ma!erial "olimer a!au oksida logam diukur# Dengan
kalibrasi% sensor*sensor ini memiliki akurasi U26 H di ren!ang "engukuran .Z?.6 H# =an"a
kalibrasi% akurasinya 2*3 kali lebih (elek# $ensor ka"asi!if !ahan !erhada" efek*efek se"er!i
kondensasi dan !em"era!ur !inggi sesaa!# $ensor ka"asi!if da"a! !erkon!aminasi% le"as dan efek usia%
!e!a"i ook un!uk segala a"likasi#
)ada sensor kelebaban resisti5% "erubahan elek!rikal resis!ansi ma!erial karena
kelembaban diukur# 9a!erial !i"ikalnya adalah garam dan "olimer konduk!if# $ensor resis!if lebih
!idak sensi!if dibanding sesnor ka"asi!if * "erubahan "ada ma!erial "ro"er!i kurang% (adi
membu!uhkan rangkaian yang lebih banyak# )ro"er!i ma!erial (uga enderung !ergan!ung "ada
keduanya kelembaban dan !em"era!ur% yang berar!i "rak!isnya sensor harus dikombinasikan dengan
sensor !em"era!ur# Akurasi dan kekua!an !erhada" kondensasi ber+ariasi !ergan!ung "ada ma!erial
resis!if yang di"ilih# $ensor kondensasi*resis!ansi yang kua! memiliki akurasi hingga U36 H#
)ada sensor kelebaban ,anas kondukti8itas% "erubahan "ada konduk!i+i!as "anas udara yang
diakiba!kan oleh kelembaban udara diukur# $ensor*sensor ini mengukur kelembaban absolu!
dari"ada kelembaban rela!if#
'P&
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
51/55
)rinsi" er(a )h 9e!er
)ada "rinsi"nya "engukuran sua!u "H adalahdidasarkan "ada "o!ensial elek!ro kimia yang
!er(adi an!ara laru!an yang !erda"a! didalam
elek!roda gelas membrane gelas7 yang !elah
dike!ahui dengan laru!an yang !erda"a! diluar
elek!roda gelas yang !idak dike!ahui# Hal ini
dikarenakan la"isan !i"is dari gelembung kaa
akan berin!eraksi dengan ion hydrogen yangukurannya rela!i+e keil dan ak!if% elek!roda gelas
!ersebu! akan mengukur "o!ensial elek!rokimia
dari ion hydrogen a!au diis!ilahkan dengan
"o!en!ial of hydrogen# ,n!uk melengka"i sirkui!
elek!rik dibu!uhkan sua!u elek!roda "embanding# $ebagai a!a!an% ala! !ersebu! !idak mengukur arus
!e!a"i hanya mengukur !egangan#
"H me!er akan mengukur "o!ensial lis!rik an!ara merkuri Cloride HgCl7 "ada elek!roda "embanding
dan "o!assium hloride Cl7 yang meru"akan laru!an didalam gelas ele!rode ser!a "o!ensial an!ara
laru!an dan elek!roda "erak# =e!a"i "o!ensial an!ara sam"el yang !idak dike!ahui dengan elek!roda
gelas da"a! berubah !ergan!ung sam"elnya% oleh karena i!u "erlu dilakukan kalibrasi dengan
menggunkan laru!an yang eQui+alen yang lainya un!uk mene!a"kan nilai dari "H#
Elek!roda "embanding alomel !erdiri dari !abung gelas yang berisi "o!assium kloride Cl7 yang
meru"akan elek!roli! yang mana !er(adi kon!ak dengan meruri hloride HgCl7 diu(ung laru!an Cl#=abung gelas ini mudah "eah sehingga un!uk menghubungkannya digunkan erami ber"ori a!au
bahan se(enisnya# Elek!roda semaam ini !idak mudah !erkon!aminasi oleh logam dan unsure
na!rium#
Elek!roda gelas !erdiri dari !abung kaa yang kokoh yang !ersambung dengan gelembung kaa !i"is
yang# Didalamnya !erda"a! laru!an Cl sebagai buffer "H R# Elek!roda "erak yang u(ungnya
meru"akan "erak kloride AgCl27 dihubungkan kedalam laru!an !ersebu!# ,n!uk meminimalisir
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
52/55
"engaruh ele!ri yang gak diinginkan% ala! !ersebu! dilindungi oleh sua!u la"isan ker!as "elindung
yang biasanya !erda"a! dibagian dalam elek!roda gelas#
)ada kebanyakan "H me!er modern sudah dilengka"i dengan !hermis!or !em"era!ure yai!u sua!u ala!
un!uk mengkoreksi "engaruh !em"era!ure# An!ara elek!roda "embanding dengan elek!roda gelas
sudah disusun dalam sa!u kesa!uan#
easaman dalam laru!an i!u dinya!akan sebagai kadar ion hidrogen disingka! dengan H-%
a!au sebagai "H yang ar!inya Zlog H-# Dengan ka!a lain "H meru"akan ukuran kekua!an sua!u
asam# "H sua!u laru!an da"a! di!era dengan bebera"a ara an!ara lain dengan (alan meni!rasi laru!an
dengan asam dengan indika!or a!au yang lebih !eli!i lagi dengan "H me!er# )engukur )H !ingka!
asam dan basa air minum ini beker(a seara digi!al% )H air disebu! asam bila kurang dari R% )H airdisebu! basa alkaline7 bila lebih dari R dan )H air disebu! ne!ral bila "h sama dengan R# )H air
minum ideal menuru! s!andar De"ar!emen eseha!an adalah berkisar an!ara 5%. sam"ai >%.
Cara ker(a ala! ini adalah dengan ara menelu"kan kedalam air yang akan diukur kira*kira
kedalaman .m7 dan seara o!oma!is ala! beker(a mengukur# )ada saa! "er!ama dielu"kan angka
yang di!un(ukkan oleh dis"lay masih berubah*ubah% !unggulah kira*kira 2 sam"ai 3 meni! sam"ai
angka digi!al s!abil#
$elain un!uk mengukur "h air maka "h me!er ini da"a! digunakan un!uk mengukur "h !anahdengan !erlebih dahulu menam"urkan !anah yang akan diukur dengan se(umlah air# om"osisi
am"uran air dan !anah mengiku!i a!uran yang berlaku yai!u dengan nisbah 1:1 a!au 1:2%. a!au 1:.#
=i"e keasaman ak!if a!au keasaman a!ual disebabkan oleh adanya on H- dalam laru!an !anah#
easaman ini di!ulis dengan "H H2O7# $ebagai on!oh keasaman "H7 !anah diukur dengan nisbah
!anah : air 1 : 2%. 10 g !anah dilaru!kan dengan 2. ml air7 dan di!ulis dengan "H2%.H2O7# Di
bebera"a labora!orium% "engukuran "H !anah dilakukan dengan "erbandingan !anah dan air 1 : 1 a!au
1 : .# )engukuran "ada nisbah ini agak berbeda dengan "engukuran "H2%. karena "engaruh
"engeneran !erhada" konsen!rasi ion H# ,n!uk !u(uan !er!en!u% misalnya "engukuran "H !anah basa%
dilakukan !erhada" "as!a (enuh air# Hasil "engukuran selalu lebih rendah dari"ada "H2%. karena
lebih ken!al dan konsen!rasi ion H- lebih !inggi# Di bidang "er!anian !anah yang ideal adalah )H
mendeka!i R sehingga unsur hara dan senyawa yang "en!ing da"a! disera" oleh !anaman#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
53/55
dengan dosis Y kg !ia" m2% biarkan selama kurang lebih 1 bulan "enga"uran diusahakan agar !idak
!erkena hu(an7# $e!elah 1 bulan a!au lebih% ki!a ukur kembali "H !anah !ersebu! hingga menda"a! "H
R# $e!elah ki!a da"a!kan "H R biarkan 2 minggu % kalau akan di =anami ki!a harus menyiramnya
"aling !idak . kali a"abila akan ki!a lakukan "emu"ukan un!uk dilakukan "enanamansebaiknya
menggunakan "u"uk kandang7#
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
54/55
.iri*.iri uu larutan asa )aitu @=erasa masam% ersifa! korosif% Da"a! memerahkan ker!as
lakmus biru% Baru!an dalam air da"a! mengan!arkan arus lis!rik% 9enyebabkan "erkara!an logam
korosif7#
Con!oh laru!an Asam : Air (eruk% Hidrogen lorida'Asam lorida HCB7% =embaga7 $ulfa!
Cu$O47% Alumunium $ulfa! Al$O47 dll
.iri*%iri uu larutan basa )aitu @asanya "ahi!% ersifa! liin% Da"a! membirukan ker!as
lakmus merah% Baru!an dalam air da"a! mengan!arkan lis!rik%
-
5/28/2018 Afwan Heru Cahya 211 341 002 Tutorial 2 Sensor Dan Robotika
55/55
$ifa! dari masing*masing ker!as lakmus !ersebu! sebagai beriku!#
1#Bakmus merah dalam laru!an asam berwarna merah dan dalam laru!an basa berwarna biru dan
dalam laru!an ne!ral berwarna merah#
2#Bakmus biru dalam laru!an asam berwarna merah dan dalam laru!an basa berwarna biru dan dalam
laru!an ne!ral berwarna biru#
3#9e!il merah dalam laru!an asam berwarna merah dan dalam laru!an basa berwarna kuning dan
dalam laru!an ne!ral berwarna kuning#
4#9e!il