modul praktikum instrumentasi(1).pdf

7/26/2019 Modul Praktikum Instrumentasi(1).pdf

1/263

201

5Modul Praktikum Instrumentasi digunakan sebagai

bahan dalam melaksanakan praktikum Instrumentasi

di laboratorium Teknik Elektro Fakultas Sains dan

Teknik Universitas Jenderal SoedirmanRC1.1

Halaman 1 dari 1Manual elearning untuk Ketua Program Studi

Fakultas Sains dan Teknik 2008


2/263

Modul Praktikum Instrumentasi 2015

MODUL

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 2

Modul Praktikum Instrumentasi

Fakultas Teknik 2015


3/263


PRAKTIKUMINSTRUMENTASI

TKE133203

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 3




4/263


HALMAN MUKA

MODUL PRAKTIKUM

INSTRUMENTASI (TKE133203)

Penyusun

Farida Asriani, S.Si, M.T.

Winda Astuti, S.T., M.Sc.

Ari Fadli, S.T., M.Eng

Cetakan Pertama : Desember 2008

Versi Release Candidate 1.1

Copyright Teknik Elektro Unsoed

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 4




5/263


Dilarang memproduksi seluruh atau sebagian dari modul ini, dalam bentuk

apapun dan oleh siapapun, tanpa seizin dari instansi terkait, jika melanggar

ketentuan ini akan dikenai sangsi sesuai dengan ketentuan yang berlaku

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT, yang telah memberikan kekuatan kepada

penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan dokumen modul praktikum untuk

mata kuliah Instrumentasi. Modul yang dikeluarkan kali ini oleh laboratorium

teknik elektro unsoed merupakan pengembangan dari versi sebelumnya. Dalam

versi ini kami melakukan beberapa perbaikan khusunya dalam struktur modul,

materi praktikum demikian sehingga selaras dengan yang diperoleh setiap

mahasiswa dalam mata kuliah Instrumentasi

Modul praktikum ini terdiri atas sembilan belas unit, yaitu Unit 1 Pengubah D/A

and A/D, Unit 2 Karakteristik Sensor, Unit 3 Gambaran umum sensor, Unit 4

Sensor suhu AD590, Unit 5 Sensor suhu PT-100, Unit 6 Sensor kelembaban, Unit

7 Strain Gauge, Unit 8 Sensor inframerah, Unit 9 Sensor ultrasonik, Unit 10

Pengubah V/F and F/V, dimana isi dari masing-masing unit dalam praktikum

tersebut lebih memberikan penjelasan secara simulasi pada mereka tentang materi

yang mereka dapat pada saat kuliah Instrumentasi

Akhir kata, semoga modul praktikum ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa atau

pengajar. Ucapan terima kasih kami tujukan kepada seluruh pihak yang telah

membantu dalam proses penyelesaian modul praktikum ini.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 5




6/263


Modul praktikum ini masih jauh dari sempurna, kami berharap kelak akan muncul

versi perbaikan di masa yang akan datang. Sumbang saran para pembaca sangat

kami harapkan untuk membuat versi perbaikan tersebut.

Desember

2008

Penulis

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL PRAKTIKUM

Modul praktikum Instrumentasi. Modul ini dibuat, dengan susunan materi

berdasarkan pada diktat matakuliah Instrumentasi. Modul, hal ini bertujuan agar

isi dari modul praktikum ini sesuai dengan materi kuliah Instrumentasi. Modul.

Modul ini disusun dengan tujuan guna memperlancar mahasiswa dalam

melaksanakan praktikum Instrumentasi sehingga nantinya mahasiswa lebih

mudah dalam memahami materi kuliah.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 6




7/263


Operasikanlah peralatan laboratorium dengan hati-hati dan seksama, karena dengan

hal tersebut anda juga membantu kami dalam menjaga peralatan peralatan

tersebut.

Dalam modul mahasiswa akan melaksananakan beberapa percobaan yang

berhubungan dengan matakuliah Instrumentasi. Modul praktikum ini terdiri atas

sembilan belas unit, yaitu D/A and A/D converters

, Characteristic of Sensors,

General Purpose Sensors, AD590 Temperature Transducerdan lainnya, dimana

isi dari masing-masing unit dalam praktikum tersebut lebih memberikan

penjelasan secara simulasi pada mereka tentang materi yang mereka dapat pada

saat kuliah Instrumentasi.

Untuk kelancaran praktikum, setiap kali praktiukum maka modul ini harus dibawa.

Dan sebelum praktikum, materi yang akan dipraktikan harus dibaca terlebih

dahulu, untuk mempermudah anda sekaligus menyingkat waktu praktikum.

Sehingga waktu praktikum benar-benar anda gunakan untuk memahami materi

yang anda dapatkan pada saat kuliah dengan praktik.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 7




8/263


Lancarnya praktikum akan lebih memudahkan anda dalam memahami materi

kuliah. Hal yang paling menentukan penguasaan materi bukan dosen dan asisten

praktikum apalagi modul praktikum. Tapi kerja keras anda dalam mempelajari

sesuatu. Oleh karena itu belajarlah dan hargai waktu.

>> Selamat Berpraktikum


9/263


DAFTAR TABEL

DAFTAR PERSAMAAN

UNIT I PENGUBAH D/A DAN A/D

1.1. Tujuan Pembelajaran

1.2. Dasar Teori

1.3. Deskripsi Rangkaian Percobaan

1.4. Alat dan Bahan

1.5. Percobaan dan Pengamatan

UNIT II KARAKTERISTIK SENSOR


2.2. Dasar Teori

2.3. Diskripsi Rangkaian Percobaan

2.4. Alat dan Bahan


UNIT III GAMBARAN UMUM SENSOR


3.2. Dasar Teori


3.4. Alat dan Bahan


UNIT IV AD590 SENSOR SUHU


DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 9




10/263


4.2. Dasar Teori


4.4. Alat dan Bahan


UNIT V SENSOR SUHU PT-100

5.1. Tujuan Praktikum

5.2. Dasar Teori


5.4. Alat dan Bahan


UNIT VI SENSOR KELEMBABAN


6.2. Dasar Teori


1.4. Alat dan Bahan


UNIT VII STRAIN GAUGE


7.2. Dasar Teori


7.4. Alat dan Bahan


DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 10




11/263


UNIT VIII SENSOR INFRAMERAH


8.2. Dasar Teori


8.4. Alat dan Bahan

8.5. Pengamatan dan Percobaan

8.5.1. Pengujian karakteristik

8.5.2. Event Counter

UNIT IX SENSOR ULTRASONIK


9.2. Dasar Teori


9.4. Alat dan Bahan


UNIT X PENGUBAH V/F DAN F/V


10.2. Dasar Teori


10.4. Rangkaian Percobaan


DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 11




12/263


DAFTAR GAMBAR

gambar 1-0. Diagram Blok D/A converter

gambar 1-1. 4 bit D/A converter dengan binary weight transistor

gambar 1-2. 4 bit R-R2 D/A converter

gambar 1-3. Diagram skematik dual-slope A/D converter

gambar 1-4. Bentuk gelombang dual-slope A/D converter

gambar 1-5. Diagram skematik dari V/F converter

gambar 1-6. Bentuk gelombang V/F converter

gambar 1-7. Diagram skematik dari V/F converter dan A/D converter

gambar 1-8. StaircaseA/D converter

gambar 1-9. Bentuk gelombangstaircaseD/A converter

gambar 1-10.Pararel comparatorA/D converter

gambar 1-11. Diagram funsional DAC08

gambar 1-12. Rangkaian dasar DAC08

gambar 1-13. Blok diagram ADC0804

gambar 1-14. Konfigurasi PIN ADC0804

gambar 1-15. Rangkaian dasar ADC0804

gambar 1-16. Diagram skematik 9400

gambar 1-17. Konfigurasi PIN 9400

gambar 1-18. Aplikasi 9400

gambar 1-19. ICL 7107 dan 7106

gambar 1-20. Diagram skematik dan konfigurasi PIN ICL 7107 dan 7106

gambar 1-21 7135 dengan display dan konfigurasi PIN

gambar 1-22 7135 dengan display LED

gambar 1-23 Voltmeter dalam 7135


gambar 1-25 Pengubah tahanan ke tegangan untuk ohmmeter

gambar 2.0. Konfigurasiphototransistor

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 12




13/263


gambar 2.1. Konstruksi Phototransistor dan Photodarlington

gambar 2-2. Equivanent rangkaianphototransistor

gambar 2-3. Penerapan phototransistor dalam telekomunikasi

gambar 2-4 Konstruksiphotocouplerstipe DIP

gambar 2-5 Fix Distancephotocouplers

gambar 2-6Reflektivephotocouplers

gambar 2-7 Logika AND

gambar 2-8 Power regulator DC

gambar 2-9 Blok diagram SSR

gambar 2-10 Antarmuka antara HNIL dan TTL

gambar 2-11 Sebuah choppermenggunakanphotocoupler

gambar 2-12 Antarmuka rangkaian digital dan SCR

gambar 2-13 Hall Effect

gambar 2-14 Hubungan berdasar jumlah terminal

gambar 2-15 IC Hall

gambar 2-16 Karakteristik keluaran

gambar 2-17 Hall switch

gambar 2-18 Spektrum cahaya IR

gambar 2-19 Metode mendeteksi tubuh manusia

gambar 2-20 Operasipyroelectric detector

gambar 2-21 Bentuk konfigurasi dari detector thermalIR

gambar 2-22 Konfigurasi thermistor

gambar 2-23 Kurva R vs T karakteristik thermistor

gambar 2-24 Bentuk Reed Switch

gambar 2-25 Bentuk Inclination Switch

gambar 2-26 Bentuk mikrophone dinamik

gambar 2-27 Konfigurasi mercury switch

gambar 2-28 Konfigurasi vibration switch

gambar 2-29 Mikrophone dinamik

gambar 2-30Light-controlled switch gambar 2-31 Detektor objek

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 13




14/263


gambar 2-32 Analog Hall sensor

gambar 2-33 Rangkaian ekivalent dari analog hall sensor

gambar 2-34 Rangkaian pyroelectric detector

gambar 2-35 Detektor suhu

gambar 2-36 Rangakaian reed switch

gambar 2-37 Rangakaian inclination switch

gambar 2-38 Rangakaian limit switch

gambar 2-39 Rangakaian mercury switch

gambar 2-40 Rangakaian vibration switch

gambar 2-41 Bentuk gelombang timer

gambar 2-42 Penguatan mikrophone

gambar 2-43 Percobaanphototransistor

gambar 2-44 Percobaanphotocoupler

gambar 2-45 Percobaan magnetic sensor

gambar 2-46 Percobaanpyroelectric detector

gambar 2-47 Percobaan thermistor

gambar 2-48 Percobaan reed switch

gambar 2-49 Percobaan limit switch

gambar 2-50 Percobaan mercury switch

gambar 2-51 Percobaan vibration switch

gambar 2-52 Percobaan microphone

gambar 3-0 Percobaan kebocoran gas




gambar 3-4 Rangkaian TGS 813

gambar 3-5 Konstruksi internal TGS 822

gambar 3-6 Rangkaian penguji TGS 822

gambar 3-7 Rangkaian detector asap

gambar 3-8 Rangkaian detector ethanol gambar 3-9 Rangkaian digital hall

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 14




15/263


gambar 3-10 Blok diagram UF3505

gambar 3-11 Metode pendeteksian untuk hall dan magnetik

gambar 3-12 Tegangan keluaran dan karakteristik jarak UF3503

gambar 3-13 IC Hall Analog

gambar 4-0 Diagram skematik dan konfigurasi PIN

gambar 4-1 Arus keluaran vs power supply

gambar 4-2 Rangkaian peubah temperatur ke tegangan

gambar 4-3 Pengukur temperatur rendah

gambar 4-4 Pengukur temperatur rata-rata

gambar 4-5 Pengukur perbedaan temperatur

gambar 4-6 Temperatur kontroler

gambar 4-7 Rangkaian transduksi AD590

gambar 4-8 Digital termometer

gambar 4-9 Diagram fungsional KL-62001

gambar 4-10 Antarmuka aplikasi KL-62001

gambar 4-11 Antarmuka aplikasi KL-62001

gambar 6-0 Kurva tahanan vs temperatur dari platinum, tembaga dan nikel

gambar 6-1 Diagram skematik RTD

gambar 6-2 Rangkaian pengukur RTD

gambar 6-3 Jembatan wheatstone untuk RTD dua kawat

gambar 6-4 Jembatan wheatstone untuk RTD tiga kawat

gambar 6-5 Konstruksi PT-100

gambar 6-6 Rangkaian tranduser PT-100

gambar 6-7 Rangkaian alarm api

gambar 6-8 Rangkaian alarm api

gambar 7-0 Konstruksi sensor kelembaban

gambar 7-1 Kurva karakteristik sensor kelembaban

gambar 7-2 Kurva karakteristik sensor kelembaban

gambar 7-3 Sensor kelembaban Macromolecule

gambar 7-4 Kurva karakteristik sensor kelembaban macromelecule gambar 7-5 Struktur keramik porous

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 15




16/263


gambar 7-6 Konstuksi keramik sensor kelembaban

gambar 7-7 Karakteristik sensor kelembaban

gambar 7-8 Sensor kelembaban tipe kristal

gambar 7-9 Respon frekuensi

gambar 7-10 Konstruksi flow transistor

gambar 7-11 Mode operasi CFT

gambar 7-12 Sensor kelembaban Thick film

gambar 7-13 Karakteristik umum

gambar 7-14 Sensor dew point

gambar 7-15 Karakteristik umum

gambar 7-16 Diagram fungsi sistem air conditioner

gambar 7-17 Diagram fungsi humandifier

gambar 7-18 Detector humidity

gambar 7-19 Stage Detector humidity

gambar 7-20 Rangkaian tranduser humidity

gambar 7-21 Kurva karakteristik C2M3

Gambar 8-0. Hubungan antara panjang dengan resistansi

Gambar 8-1 Penggunaanstrain gaugesecara umum

Gambar 8-2 Jembatan Strain Gauge

Gambar 8-3. Desain Load cell

Gambar 8-4. Mekanisme Load cell

Gambar 8-5. Rangkaian transduserstrain gauge

Gambar 8-6. Rangkaian transduserstrain gauge

Gambar 8-7. Mesin timbangan digital

gambar 12-0. Karakteristik V-I IR LED

gambar 12-1. Menghitung emisi cahaya LED

gambar 12-2. Kurva karakteristik emisi cahaya arus maju (GL 514)

gambar 12-3. Kurva karakteristik emisi cahaya arus maju vs duty cycle (GL 514)

gambar 12-4 Kurva karakteristik arus konduktif vs waktu hidup

gambar 12-5 Spektrum sumber cahaya LED gambar 12-6 Karakteristik arah IR LED

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 16




17/263


gambar 12-7 Karakteristik radiasi keluaran vs jarak

gambar 12-8 Paket IR LED

gambar 12-9 Bentuk IR LED

gambar 12-10Basic driver

gambar 12-11 Kurva karakteristik V-I IR LED

gambar 12-12 Driver seri

gambar 12-13 Driver shunt

gambar 12-14 Driver arus konstan

gambar 12-15 Driver IC

gambar 12-16 Driver modulasi sinus

gambar 12-17 Driver modulasi sinus menggunakan bias transistor

gambar 12-18 Karakteristik masukan dan keluaran driver modulasi sinus

gambar 12-19 Driver transistor dengan rangkaian astable multivibrator

gambar 12-20 Driver menggunakan IC digital

gambar 12-21 Driver menggunakan IC digital

gambar 12-22 Driver menggunakan UJT osilator relaksasi

gambar 12-23 Driver menggunakan IC 555

gambar 12-24 Driver modulatsi frekuensi tinggi



gambar 12-27 Penerima OP-AMP

gambar 12-28 Band pass filter aktif

gambar 12-29 Detector terminal tape

gambar 12-30 Alarm IR

gambar 12-31 Bagian pengirim

gambar 12-32 Bagian penerima

gambar 12-33 Spesifikasi TLN101 dan TP601

gambar 12-34 Transmitter IR menggunakan SLB 3801

gambar 12-35 Gelombang 8 bit

gambar 12-36 Penerima SLB3082 gambar 12-37 Pengirim SDA 2208-2

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 17




18/263


gambar 12-38 Bit konfigurasi

gambar 12-39 Sistem wireles komputer

gambar 12-40 Penerima TDA 4050B

gambar 12-41 Rangkaian counter IR

gambar 13-0 Respon spektral telinga manusia

gambar 13-1 Klasifikasi gelombang ultrasonic

gambar 13-2 Kurva karakteristik panjang gelombang vs frekuensi

gambar 13-3 Atenuasi gelombang ultrasonic

gambar 13-4 Pengukur sudut perambatan gelombang ultrasonic

gambar 13-5 Refleksi dan transmisi gelombang ultrasonik

gambar 13-6 Refleksi dan Transmisi pada tiga medium berbeda

gambar 13-7 Refleksi gelombang ultrasonik

gambar 13-8 Pembangkitan rongga

gambar 13-9 Material piezoelectric

gambar 13-10 Bentuk dan mode vibrasi elektrostrictive

gambar 13-11 Mosw vibrasi magnetosrictive vibrators

gambar 13-12 Rangkaian pengirim ultrasonik

gambar 13-13 Pengirim ultrasonik



gambar 15-0 Peubah digital tegangan ke frekuensi

gambar 15-1 Rangkaian VFC

gambar 15-2 Rangkaian FVC

gambar 15-3 Pengubah analog ke bentuk pulsa lebar

gambar 15-4 Konstruksiphoto encoder

gambar 15-5 Bentuk gelombang keluaran encoder

gambar 15-6 Diagram fungsional 9400

gambar 15-7 PIN konfigurasi 9400

gambar 15-8 Rangkaian percobaan

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 18




19/263


DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 19




20/263


DAFTAR TABEL

Tabel 1-0 Hubungan masukan digital dan keluaran analog

Tabel 1-1 Percobaan Ammeter

Tabel 1-2 Percobaan Ohmmeter

Tabel 2-0 Pasangan detektor sumber

Tabel 2-1 Perbandingan tipe thermal dan quantum

Tabel 2-2 Karateristik detector thermal IR

Tabel 2-3 Percobaan reed switch

Tabel 3-0 Absolute maksimum ratings

Tabel 3-1 Karakeristik elektrik

Tabel 3-2 Kindisi pengujian


Tabel 3-4 Elemen material

Tabel 4-0 Karakteristik dan rangkaian transduction dari AD590

Tabel 4-1 Termometer digital

Tabel 6-0 Karakteristik R vs T

Tabel 6-1 Karakteristik R vs T

Tabel 6-2 Percobaan rangkaian tranduksi

Tabel 6-3 Percobaan termometer digital

Tabel 6-4 Computer Interface

Tabel 7-0 Hygrometer

Tabel 7-1 Pengukuran impedansi

Tabel 7-2 Pengukuran perubah tegangan

Tabel 7-3 Pengukuran hygrometer

Tabel 7-4 Pengukuran menggunakan thermostatic

Tabel 8-0 Karakteristik rangkaian tranduksi

Tabel 8-1 Mesin timbang digital

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 20




21/263


Tabel 8-2 Kendali Komputer

Tabel 12-0 Karakteristik elektrik LED IR (SHARP)

Tabel 12-1 Encoder

Tabel 12-2 Pengujian karakteristik

Tabel 13-0 Kecepatan gelombang ultrasonic dalam berbagai macam media

Tabel 13-1 Reflektifitas antar media

Tabel 13-2 Generasi ultrasonik

Tabel 13-3 Karaketeristikpiezoelectric



Tabel 13-6 Karakteristik utama

Tabel 15-0 Percobaan 15.5.1




DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 21




22/263


DAFTAR PERSAMAAN

persamaan 1-0 Arus yang melewati resistor

persamaan 1-1 Bentuk sederhana persamaan arus yang melewati resistor


Persamaan 3-0 Nilai resistansi senso

Persamaan 6-0 Karakteristik RTD

Persamaan 6-1 Karakteristik tahanan dan suhu

Persamaan 8-0 Resistansi Instrinsik

Persamaan 13-0 Kecepatan perambatan gelombang

Persamaan 13-1 Besar sudut perambatan

Persamaan 13-2 Reflekstifitas impedansi Z

Persamaan 13-3 Transmisi gelombang ultrasonik

Persamaan 13-4 Transmisi dalam tiga medium

Persamaan 13-5 Transmisi dalam tiga medium yang sama

Persamaan 13-6 Transmisi ketika Z1 = Z2

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 22




23/263


UNIT I PENGUBAH D/A DAN A/D


1. Mempelajari prinsip kerja pengubah gelombang digital ke gelombang analog

2. Mempelajari konstruksi pengubah gelombang digital ke gelombang analog

3. Mempelajari prinsip kerja pengubah gelombang analog ke gelombang digital

4. Mempelajari konstruksi pengubah gelombang analog ke gelombang digital

5. Mempelajari aplikasi IC monolitic pada pengubah gelombang analog ke

gelombang digital dan sebaliknya

1.2. Dasar Teori

1.2.1. Pengubah digital ke analog (D/A)

Tegangan dan arus yang ada dalam rangkaian elektronik masih dalam bentuk

gelombang analog, dan keduanya bersifat kontinu dengan rentang nilai yang

sama. Dalam peralatan digital setiap kondisi gelombang diwakili oleh dua

keadaan atau level tegangan yaitu 1 dan 0 (rendah dan tinggi). Jika gelombang

analog ingin digunakan pada rangkaian digital maka diperlukan converter dari

analog ke digital yang kemudian disebut sebagai pengubah gelombang digital ke

analog (D/A converter).

Gambar 1-0 dibawah ini memperlihatkan blok diagram dari pengubahgelombang digital ke analog (D/A converter) yang terdiri dari empat blok yaitu:

1. N-bit input digital

2. Switch Digital

3. Tegangan Referensi

4. Jaringan resistor

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 23




24/263


gambar 1-0. Diagram Blok D/A converter

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 24




25/263


Pengubah gelombang digital ke analog. biasanya digunakan untuk

diklasifikasikan berdasarkan jaringan resistornya. Dimana terdapat dua buah

jaringan resistor yaitu weight resistor network dan R-2R ladder network yang

digunakan bersama sebagai pengubah gelombang digital ke analog.

1. Weight Resistor D/A Converter

Gambar 1-2 dibawah ini adalahD/A converter

4 bit :

gambar 1-1. 4 bit D/A converter dengan binary weight transistor

Jika A = B = C = D dengan asumsi v = 1, masing-maing arus yang melewati

transistor adalah sebagai berikut :

, , I danII0= V8R

I1= V4R

2= V2R 3

=RV

I II=I1 + 2 + 3

(1 )= RV + 2

1 + 41 + 8

1

.. (1-0)1.875= RV

persamaan 1-0 Arus yang melewati resistor

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 25




26/263


Persamaan 1.0 diatas dapat disederhanakan menjadi bentuk seperti persamaan

1-1 berikut ini :

(1-1)I (D C B A)= RV + 2

1+ 2

2+ 2

3


Jika A = B = C = D = 1, maka berdasarkan persamaan 1-0 dan 1-1 diatas

diperoleh nilai tegangan sebagai berikut :

V0 I.RF .= = 1

2R

(D C B A) .= RV + 2

1+ 2

2+ 2

3

2R

(D C B A)= 2V

+ 21

+ 22

+ 23

V O O (D C B A)= V = 2V + 2

1+ 2

2+ 2

3

Jika A = B = C = D = 0 kita memperoleh Vo = 0, jika A = B = C = D = 1

maka kita peroleh V0 = (1,875/2)V. lihat V = 10 V punya nilai rentang Vo dari 0

sampai dengan 9.375. pada tabel 1-0 dibawah ini disajikan hubungan antara input

digital dan output analog, lebih jelasnya nilai tegangan keluaran analog vi yang

sesuai dengan masukan gelombang digital

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 26




27/263


Tabel 1-0 Hubungan masukan digital dan keluaran analog

Input Digital Ouput Analog Vo/Vma

xD C B A I (mA) Vo (V)

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0.125 0.625 1/15

0 0 1 0 0.25 1.250 2/15

0 0 1 1 0.375 1.875 3/15

0 1 0 0 0.5 2.500 4/15

0 1 0 1 0.625 3.125 5/15

0 1 1 0 0.75 3.750 6/15

0 1 1 1 0.875 4.375 7/151 0 0 0 1 5.000 8/15

1 0 0 1 1.125 5.625 9/15

1 0 1 0 1.25 6.250 10/15

1 0 1 1 1.375 6.875 11/15

1 1 0 0 1.50 7.500 12/15

1 1 0 1 1.625 8.125 13/15

1 1 1 0 1.75 8.750 14/15

1 1 1 1 1.875 9.375 15/15

2. R-2R Ladder D/A Converter

Gambar1-2 dibawah ini memperlihatkan 4 bit R-2R

ladderD/A

converter

.

Jika D = V dan A = B = C = 0 maka Vo = V. Jika C = V dan A = B = D = 0 Vo

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 27




28/263


= V , jika B = V dan A = D = C = 0 maka Vo = 1/8 V dan jika A = V dan B = D

= C = 0 maka Vo = 1/16 V, hal ini berdasarkan persamaan 1-2 berikut ini :

(1-2)O V( )V = 2D + 4

C + 8B + A16


Jika A = B = C = D = 0 kita memperoleh Vo = 0 v, jika A = B = C = D = 1

kita memperoleh Vo = 1.875 dan jika V = 5V punya rentang tegangan 0 sampai

9.375 Volts

gambar 1-2. 4 bit R-R2 D/A converter

1.2.2. Pengubah analog ke digital (A/D Converters)

Jika gelombang yang digunakan dalam rangkaian digital adalah gelombang

analog maka rangkaian tersebut harus dapat merubah bentuk gelombang digital

kedalam bentuk gelombang analog dengan menggunakan Pengubah gelombang

analog ke digital (A/D converters

).

Pengubah gelombang analog ke digital dikelompokan menjadi beberapa tipe

yaitu :

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 28




29/263


1. Dual Slope A/D Converters

2. Voltage to Frequency A/D Converters

3. The Straicase A/D Converters

4. The Pararel Comparator A/D Converters

Berikut ini adalah masing masing penjelasannya :

1. Dual Slope

A/D ConvertersGambar 1-3 memperlihatkan diagram skematik dari rangkaian

dual slopeA/D

converter. Inisialisasi S1 dalam keadaan tertutup sedangkan S2 dalam keadaan

terbuka. Tegangan analog Vi diintegrasikan dengan negatifslopedengan interval

T1 seperti tampak pada gambar 1-4. Pada akhit dari T1 dimana kondisi S1 adalah

terbuka dan S2 adalah tertutup, counterselesai.

Tegangan referensi Vref diintegrasikan dengan slope positif dengan interval

T1 maka counter akan membaca sejumlah pulsa. Keluaran dari counter adalah

dalam bentuk digital yang sesuai dengan gelombang analog pada masukan.

gambar 1-3. Diagram skematik dual-slope A/D converter

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 29




30/263


gambar 1-4. Bentuk gelombang dual-slope A/D converter

2. Voltage to FrequencyA/D Converters

Gambar 1-5 memperlihatkan bentuk diagram skematik dari voltage to

frequency(V/F) A/D Converters.

Rangkaian ini terdiri dari sebuah integratordan

comparator. Dengan inisialisasi S dalam keadaan terbuka dimana Va = 0 dan Vo

dalam kondisi rendah (LOW

).

Masukan analog Vi diintegrasikan dengan sebuah slope negatif dari bentuk

gelombang pada gambar 1-6. Ketika Va menaikan Vr maka Vo ikut naik dan S

dalam keadaan tertutup. Tegangan yang melewati C dikembalikan kedalam

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 30




31/263


kondisi nol, maka Vo akan menjadi nol kemudian sistem akan kembali kedalam

proses inisialisasi. Tegangan keluaran Vo adalah sebuah pulsa seri.

Jumlah pulsa yang dihasilkan sesuai dengan besar dari tegangan masukan

gelombang analog.

gambar 1-5. Diagram skematik dari V/F converter

gambar 1-6. Bentuk gelombang V/F converter

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 31




32/263


Kombinasi V/F converterdengan sebuah counter tampak pada gambar 1-7

dibawah ini :

gambar 1-7. Diagram skematik dari V/F converter dan A/D converter

3. The Staircase

A/D Converters

Gambar 1-8 memperlihatkan bentuk diagram skematik dari staircase A/D

converters

. Penghapus pulsa (clear pulse

) akan mengembalikan counter pulsa

kedalam kondisi awal yaitu nol.

Counter akan menghitung jumlah pulsa dari

masukan clock

. Jumlah pulsa yang dihitung akan bertambah sesuai dengan waktu,

binary count digunakan sebagai masukan dari D/A converters yang merupakan

tegangan keluaran Vd dari staircase A/D converters tampak pada gambar 1-9

dibawah ini. Panjang gelombang masukan Vs lebih besar dari Vd, dan komparator

memiliki keluaran dalam kondisi tinggi dan gerbang AND akan mentransmisikan

clock

pulsa pada counter

Ketika Vd melebihi nilai Vs maka komparator punya keluaran dalam kondisi

rendah dan gerbang AND dan proses transmisi berhenti. Waktu berhentinya

proses perhitungan ketika Vs = Vd dan counterdapat membaca gelombang digital

yang merupakan representasi dari gelombang analog

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 32




33/263


gambar 1-8. StaircaseA/D converter

gambar 1-9. Bentuk gelombangstaircaseD/A converter

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 33




34/263


4. The Pararel ComparatorA/D Converters

Rangkaian pada gambar 1-10 memperlihatkan pararel comparator A/D

converters

. Tegangan masukan analog Vi di berikan secara simultan dari sebuah

komparator bank. Masukan analog di hubung singkatkan untuk memberikan

rentang tegangan yang ditentukan oleh batas dua buah komparator. Setiap

keluaran komparator dapat berupa nilai rendah atau nilai tinggi sesuai dengan

batas atas dan batas bawah yang diberikan oleh tegangan masukan.

Cara kerja converter ini lebih cepat dari semua A/D converter yang ada.

Jumlah komparator yang diperlukan adalah 2n-1dengan m adalah jumlah bit

gambar 1-10.Pararel comparatorA/D converter

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 34




35/263


1.2.3. Single Chip dan A/D Converters

1. DAC08- Converter 8 bit

DAC 08 merupakan converter R-2R D/A 8 bit. Gambar 1-11a

memperlihatkan diagram skematik dan gambar 1-11b konfigurasi PIN. Keluaran

dari rangkaian R-2R adalah berupa arus, oleh karena itu sebuah OP-AMP atau

resistor dibutuhkan oleh proses konversi arus kedalam bentuk tegangan sebagai

keluarannya. Dan tegangan referensi yang digunakan diperoleh dengan

menggunakanpower supply

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 35




36/263


gambar 1-11. Diagram funsional DAC08

Sedangkan bentuk dari rangkaian dasarnya seperti tampak pada gambar 1-12

dibawah ini :

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 36




37/263


gambar 1-12. Rangkaian dasar DAC08

2. ADC0804 converterA/D 8 bit

ADC0804 adalah CMOS 8 bit A/D converter. Bentuk blok diagaramnya

tampak pada gambar 1-13 dibawah in dan konfigurasi PIN nya tampak pada

gambar 1-14 dan 1-15. Osilator internal dan komponen external R dan Cdihubungkan dengan PIN 4 dan PIN 19 sebagai pembangkit clock.

Masukan analog dihubungkan dengan PIN 6 dan PIN 7 untuk operasi

konversi. Switch analog membuka dan menutup secara bertahap sesuai dengan

logika hingga perbedaan antara tegangan masukan sama dengan tegangan yang

dilininearkan dari tapis resistor dari tegangan referensi. MSB pertama kali

diujicobakan dan setelah 8 pembanding (64 perputaran clock), maka 8 bit kode

biner di transfer dalam bentuk keluaran.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 37




38/263


gambar 1-13. Blok diagram ADC0804

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 38




39/263


gambar 1-14. Konfigurasi PIN ADC0804

Gambar 1.15 memperlihatkan rangkaian dasar untuk proses pengujianADC0804. Keluaran digital LED dapat dicodekan dengan membagi 8 bit kedalam

2 buah karakter heksa. Satu sebagai MS dan yang satu lainnya sebagai LS.

Keluaran di interpretasikan dengan sebuah rumusan berikut ini :

Vout = (MS/16 + LS/256)(5.12)V

Sebagai contoh :

Untuk keluaran 10110110 maka tegangan keluarannya adalah :

Vout = (11/16 + 6/256) (5.12) = 3.64 V

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 39




40/263


gambar 1-15. Rangkaian dasar ADC0804

3. 9400 V/F, F/V Converters

Gambar 1-16 merupakan diagram skematik dari 9400. Gambar 1-16-amerupakan bagian V/F. Operasi konversi V/F menganut prinsip integrasi.

Frekuensi keluaran Fout sebanding dengan besarnya nilai tegangan masukan Vin

dengan persamaan berikut ini :

Fout = (Vin/Rin)(1/Vref.Cref)

Sedangkan gambar 1-16b merupakan konversi F/V, konversi ini juga

menganut prinsip intergrasi dimana besarnya tegangan keluaran ditentukan oleh

frekuensi masukan, dan ditentukan oleh persamaan :

Vout = (Vref.Cref.Rint.Fin)

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 40




41/263


Gambar 1-17 memperlihatkan konfigurasi Pin 9400.

(a)

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 41




42/263


(b)

gambar 1-16. Diagram skematik 9400

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 42




43/263


gambar 1-17. Konfigurasi PIN 9400

Rangkaian pada gambar 1-18 merupakan contoh penerapan 9400 dan gambar

1-18 (a) merupakan frekuensi keluarannya :

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 43




44/263


gambar 1-18. Aplikasi 9400

4. ICL7107 A/D converter3 -Digit

ICL7106 dan 7107 adalah A/D

converter3 digit yang terdiri dari semua

komponen aktif dalam sebuah chip. 7106 dirancang sebagai dengan antarmukaLCD dengan display

. 7107 ditampilkan lewat display

LED.

Gambar 1-19 merupakan rangkaian atau diagaram skematik dari 7106 dan

7107. Masukan analog diperlukan untuk menghasilkan keluaran skala penuh pada

Vin = V Ref, juga untuk skala 1.99.9 mv dan 1.999 V. Vref akan sama dengan

100mV dan 1 V.

Rangkaian pada gambar 1.22 adalah berupa voltmeter DC dengan rangkaian

dasarnya adalah 7107 dengan skala penuh 1.99 V, tegangan pembagi (1M dan

9M) digunakan untuk memperbesar rentang mencapai 19.999 V.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 44




45/263


gambar 1-19. ICL 7107 dan 7106

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 45




46/263


gambar 1-20. Diagram skematik dan konfigurasi PIN ICL 7107 dan 7106

5. ICL7135 A/D converter4 1/25 Digit

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 46




47/263


ICT7135 A/D

converterterdiri dari banyak keluaran BCD dan

driverdigital,

mengkombinasikan konversi dua bagian (positif dan negatid) dengan tingkat

keakuratan 20.000. Kemampuan skala penuh mencapai 2.000 V, reset otomatis da

otomatis polaritas. Tingkat keakuratan yang tinggi atau mendekati nol atau setara

dengan 10 V, nilai nolnya lebih kecil dari 1 V/OC, arus bias masukan mencapai

10 pA.

Kesemuanya merupakan komponen aktif yang dikemas dalam sebuah chip,

yang juga dilengkapi dengan display, tegangan referensi dan clock

, Kemampuan

memiliki banyak keluaran BCD yang dapat bertambah bergantung pada

penambahan jumlah PIN yang digunakan didalam sistem, STROBE

OVERRANGE, UNDERRANGE, RUN/HOLD dan BUSY, yang membuat itumemungkinkan digunakan sebagai antarmuka rangkaian komputer atau UART

Gambar 1-21 ini memperlihatkan bentuk 7135 dengan

display dan

konfigurasi PINnya :

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 47




48/263


gambar 1-21 7135 dengan display dan konfigurasi PIN

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 48




49/263


Pada gambar 1-22 merupakan contoh penerapan/aplikasi dari 7135. ICL8069

dengan tingkat kestabilan tegangan referensi yang tinggi.

gambar 1-22 7135 dengan display LED

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 49




50/263




1.3.1. Voltmeter

elektronik

Sebuah voltmeter elektronik pada gambar 1-23 dibuat dari 4 digit A/D

converter 7135 dengan didukung oleh beberapa komponen. Kemampuan skala

penuh yang dapat ditingkatkan oleh pembagi tegangan masukan dari 1.999 V

sampai dengan 19.999V. Dengan hal tersebut memungkinkan untuk memperoleh

skala penuh sampai dengan 199.99 V.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 50




51/263


1.3.2. Ammeter

Sebuah Ammeter dapat dibuat dengan mengkombinasikan voltmeter lihat

gambar 1-23 dan tahanan shunt pada gambar 1-24. Dapat menghitung dalam

rentang 19.999 A, 19.999 mA, 19.999 mA, 1.9999 mA.


1.3.3. Ohmmeter

Kombinasi voltmeter elektrik dan sebuah pengubah tahanan ke tegangan

(gambar 1-25) menghasilkan sebuah ohmmeter.

gambar 1-25 Pengubah tahanan ke tegangan untuk ohmmeter

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 51




52/263


1.4. Alat dan Bahan

1. OsiloskopDual Trace

2. 4 Digit DMM

3. KL 62001 Controller

4. A741 OP AMP5. VR 100 K

6. Resistor 500 K, 150 K, 100 K, 10 K, 500 , 200 , 100 , 10 /10W,

1 /2W, 0.1/2W, 50 K x 20


1.5.1. Voltemeter elektrik

1. Hubungkan MANUAL dalam SELECT dengan GND kemudian

posisikanswitch KL62001 dalam posisi ON

2. Gunakan RANGE KEY untuk mengatur LED dalam rentang 2000 mV

Tegangan masukan harus dihubungkan dengan masukan dari 7135 dansebuah relay(1.9999 Vmax)

3. Hubungkanpower supplyDC pada INPUT + dan

Naikan tegangan masukan secara bertahap, dan amati pada displaydan

catat setiap perubahan yang terjadi

____________________ V

4. Atur RANGE KEY pada rentang 20 V dan ulangi langkah 3

____________________ V

5. Modifikasi rangkaian untuk skala penuh 200V dan ulangi langkah

sebelumnya

1.5.2. Ammeter

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 52




53/263


1. Lengkapi rangkaian pada gambar 1-24 dan hubungkan input DCV

dalam KL-62001 dan atur RANGE 2000mV

2. Hubungkan power supply 10 V DC dan sebuah potensiometer 100 K

sebagai sumber arus, dan lengkapi data percobaan ini sebagaimana

tampak pada tabel 1-1

Tabel 1-1 Percobaan Ammeter

3. Bandingkan hasil perhgitungan dengan pengukuran dan tulis

pendapatmu tentang hal tersebut

1.5.3. Ohmmeter

1. Lengkapi rangkaian pada gambar 1-25 dan hubungkan keluaran padamasukan DCV pada KL-62001, dan atur RANGE 2000mV

2. Hubungkan resistor dengan nilai-nilai tampak pada tabel 1-2 dibawah

ini pada posisi Rx

Tabel 1-2 Percobaan Ohmmeter

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 53




54/263


3. Bandingkan hasil perhgitungan dengan pengukuran dan tulis

pendapatmu tentang hal tersebut

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 54




55/263


UNIT II KARAKTERISTIK SENSOR


1. Mempelajari karakteristik dan aplikasi dari photoconductive

detector

.

2. Mempelajari karakteristik dan aplikasi dari sensor magnetik

3. Mempelajari karakteristik dan aplikasi dari sensor suhu.

4. Mempelajari karakteristik dan konstruksi berbagai jenis

switch

.

5. Mempelajari karakteristik dan aplikasi microphone.

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Phototransistor

Phototransistor merupakan light-sensitive transistor hubungan NPN atau

PNP, yang memiliki sifat penguatan

photocurrent. Konfigurasi

phototransistor

ditunjukan pada gambar 2-0 dibawah ini,

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 55




56/263


gambar 2.0. Konfigurasiphototransistor

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 56




57/263


Photodarlingtonmerupakan

phototransistor

planar epitaxia

l dengan sebuah

darlingtonyang dihubungkan pada transistor kedua dalam sebuah piranti tunggal

sebagai tambahan penguatan. Kedua tipe dari piranti tersebut ditunjukan pada

gambar 2-1 dibawah ini :

gambar 2.1. Konstruksi Phototransistor dan Photodarlington

Phototransistor pada umumnya digunakan pada kondisi bias balik dalam

hubungan basis kolektor dengan basis terbuka. Hubungan photocurrent

(kebocoran arus berfariasi oleh hubungan elektron hole yang dibangkitkan dengan

dengan daerah deplesi) meningkatnya seiring dengan dengan peningkatan flux

photon

. Kemudian photocurrent Ix dikalikan dengan peguatan arus hfe yang

merupakan arus Ic. Rangkaian ekuivalen dari phototransistor tampak padagambar 2-2 dibawah ini :

gambar 2-2. Equivanent rangkaianphototransistor

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 57




58/263


DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 58




59/263


Phototransistor banyak digunakan dalam bidang telekomunikasi, gelombang

couplers dan sistem kontrol industr, gambar 2-3 menunjukan beberapa contoh

aplikasi.

gambar 2-3. Penerapan phototransistor dalam telekomunikasi

dari atas ke bawah (auto-counting device,speed control of motor,

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 59




60/263


label reader, dan Telepone fiber optic)

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 60




61/263


2.2.2. Photocouplers

Photocoupler adalah peralatan semikonduktor optoelektronik, yang juga

memiliki sepasang detektor sumber cahaya dalam jaringan optik, gambar 2-4

dibawah ini :

gambar 2-4 Konstruksiphotocouplerstipe DIP

gambar 2-5 Fix Distancephotocouplers

gambar 2-6Reflektivephotocouplers

Pada tabel 2-0 dibawah ini disajikan beberapa tipe pasangan detektor sumber

dan penerapannya :

Tabel 2-0 Pasangan detektor sumber

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 61




62/263


1. Isolator Elektrik

Photocuoplers adalah peralatan yang cocok digunakan untuk rangkaian

isolasi elektrik atau peubah level antar rangkaian. Sebuah rangkaian logika AND

menggunakan duaphotocuoplerstampak seperti gambar 2-7 dibawah ini :

gambar 2-7 Logika AND

Gambar 2.8 merupakan rangkaian regulator daya DC dengan menggunakan

sebuahphotocuopler

dengan sebuah elemen pembalilk (feedback).

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 62




63/263


gambar 2-8 Power regulator DC

Gambar 2.9 adalah bentuk diagram blok dari solid state relay(SSR). Dalam

rangkaian

photocoupleryang berperan sebagai antarmuka gelombang DC untukmengendalikan beban daya AC.

gambar 2-9 Blok diagram SSR

2. Noise Suppressor

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 63




64/263


Photocuoplermenggunakan sumber LED memiliki beberapa kelebihan yaitu

impedansi masukan yang rendah, tahanan couplingyang rendah (0.5 sampai 2 pf)

dan tahanan isolasi tinggi (10 11sampai 1013).

Oleh karena itu noise dapat muncul akibat dari masukan dan keluaran atau

keduanya dan dapat dibentuk dengan menggunakan antarmuka photocoupler

.

Gambar 2.10 tampak antarmuka antara HNIL dan TTL dengan menggunakan

sebuahphotocoupler

.

gambar 2-10 Antarmuka antara HNIL dan TTL

Sebuah

choppermenggunakan komponen mekanikal atau FET yang memiliki

respon waktu tinggi dan spike noise problem

. Hal tersebut merupakan solusi yang

cocok untuk mengganti komponen mekanik oleh photocoupler seperti tampak

pada gambar 2-11.

gambar 2-11 Sebuah choppermenggunakanphotocoupler

Jika gelombang digital dari beban induktif diambil, maka operasi dari

rangkaian digital akan dipengaruhi oleh membangkitkan spike noise oleh beban

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 64




65/263


induktif. Gambar 2-12 ditampilkan

photocoupler sebagai antarmuka dari

rangkaian digital dan SCR sebagai inhibiting dari pembalik noise.

gambar 2-12 Antarmuka rangkaian digital dan SCR

2.2.3. Sensor Magnetik

Sensor magnetik adalah komponen dasar dalam prinsip tranduksi

elektromagnetik. Elemen Tranduksi elektromagnetik akan merubah bentuk

gelombang magnetik kedalam bentuk medan elektromagnetik yang diinduksi oleh

sebuah konduktor oleh perubahan flux magnetik.

Elemen transduksi elektromagnetik yang digunakan diklasifikasikan kedalam

beberapa kategori yaitu : Half-Effect Element, Relutance Element, Magneto

Transistor, danMagneto Dioda

.Jika sebuah konduktor metal membawa arus I adalah ditempatkan pada

sebuah garis melintang dari medan magnet B dan medan elektrik (atau sebuah V)

diinduksi oleh B dan I, seperti tampak pada gambar 2-13, Fenomena ini dikenal

dengan hall effect. Tegangan yang terinduksi, dikenal dengan Hall Voltageyang

dapat dihitung dari :

V = BI/lw

Dimana :

B : Medan magnetik

I : Arus : Kerapatan arus

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 65




66/263


W : Jarak antara dua bidang

gambar 2-13 Hall Effect

Berdasarkan pada jumlah terminal, Elemen Hall dapat juga diklafisikasikan

kedalam tiga terminal, empat terminal, dan lima terminal. Gambar 2-14

memperlihatkan koneksi perlengkapan Hall. Empat terminal sering digunnakan

dan dua untuk eksitasi DC dan dua untuk gelombang keluaran.

gambar 2-14 Hubungan berdasar jumlah terminal

Peralatan Hall (

Hall Device

) juga ada dalam bentuk paket rangkaian. Gambar

2-15 memperlihatkan konstruksi dari IC Hall. Hall Chip dan terminala di lindungi

oleh lapisan lilin.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 66




67/263


gambar 2-15 IC Hall

Berdasarkan gelombang keluaran, IC Hall dapat diklasifikasikan dalam

beberapa tipe yaitu

linier dan

switching

. Karakteristik keluaran dari kedua tipe

tersebut tampak seperti gambar 2-16 berikut ini :

gambar 2-16 Karakteristik keluaran

Sebuah

switchmenggunakan element

hall-effectseperti tampak pada gambar2-17 dibawah ini untuk menghilangkan noise

, meningkatkan kehandalan,

mempercepat respon dan umur peralatan.

gambar 2-17 Hall switch

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 67




68/263


2.2.4. Phyroelectric DetectorOptical detektor dapat diklasifikasikan kedalam dua kategori yaitu

Thermal

detector dan

quantum detector.

Thermal detector mendeteksi peristiwa radiasi

energi dan digunakan sebagai sensor inframerah.

Quantum detectorakan bergantung pada efek yang dihasilkan ketika quanta

dari incident radiasi bereaksi dengan elektron dalam sebuah sensor material.

Thermal detector bekerja dalam photovoltaic, photoconductive

, dan

photoelectromagnetic atau photoelectromagenetic transduction. Perbandingan

antara keduanya tampak pada tabel 2-0 berikut ini :

Tabel 2-1 Perbandingan tipe thermal dan quantum

Cahaya dalam bentuk radiasi energi, dalam bentuk radiasi elektromagnetik

adalah bagian dari spektrum antara 10 nm dan 1000 m. Lebar bidang dari bentuk

gelombang antara 720 nm dan 1000

m dinamakan cahaya inframerah. Cahaya ini

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 68




69/263


memiliki bentuk spektrum seperti pada gambar 2-18 dibawah ini. Dengan lebar

bidang IR, bagian antara 720 nm dan 1.5 m dinamakan near IR, bagian antara

1.5 dan 5.6 m dinamakan middle IR, sedangkan bagian antara 5.6 m 1000 m

dinamakan far IR

Setiap objek alami dapat diradiasikan oleh gelombang IR dengan panjang

gelombang bergantung pada suhu objek. Pada gambar 2-19 sebuah badan manusia

yang dapat diradiasi dengan lebar bidang antara 9 dan 10 m ketika temperatur

antara 36-37 OC. Ketika sebuah objek panas dan temperaturnya mencapai 400

700 OC, maka akan diradiasi antara 3 dan 5 m. Thermal IR dapat menjadi sensor

radiasi panas.

gambar 2-18 Spektrum cahaya IR

Metode mendeteksi tubuh manusia dibagi kedalam dua tipe utama yaitu : tipe

pasif dan tipe aktif. Seperti tampak pada gambar 2-19 dibawah ini. Dalam tipe

aktif sepasang detektor sumber cahaya akan mendeteksi tubuh manusia ketika

pancaran cahaya mendapatkan interupsi. Dalam tipe pasif IR thermal yang akan

menjadi detektor tubuh manusia.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 69




70/263


gambar 2-19 Metode mendeteksi tubuh manusia

Pyroelectric detectorterdiri dari sebuah PZT (

lead zirconate titanate

) adalahsenuah keramik dielektrik dengan dua buah dioda. Cristal akan secara spontan

terpolarisasi (kontraksi elektrik), yang bergantung pada temperatur perhatikan

gambar 2-20 (a). Perubahan flux radian, diserap oleh kristal, mengakibatkan

perubahan dalam temperatur kristal, sehingga menghasilkan perbedaan potensial

pada dioda elektrik (gambar 2-20 (b)) dan gambar 2-20 (c) adalah rangkaian

ekuivalen daripyroelectric

gambar 2-20 Operasipyroelectric detector

Konfigurasi detektor thermal IR tampak pada gambar 2-21. Ketika terjadi

cahaya IR melalui filtercahaya dan digunakan untuk elemen sensor, maka elemen

akan mengubah panas yang ditimbulkan oleh IR kepermukaan dan tahanan dari

FET akan berubah fungsi menjadi cahaya. Jika tegangan diterapkan pada saluran

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 70




71/263


tegangan yang melintas pada hubungan antara sumber dan

ground maka akan

berubah menjadi cahaya.

gambar 2-21 Bentuk konfigurasi dari detector thermalIR

Detector Thermal IR digunakan secara luas dalam mendeteksi gangguan,sensor gerakan, kontrol cahaya otomatis dan control pintu otomatis, seperti

tampak pada tabel dibawah ini :

Tabel 2-2 Karateristik detector thermal IR

2.2.5. Thermistor

Thermistor digunakan sebagai tahanan thermal sensitif memiliki

karakterteristik dan ukurannya yang kecil, konstanta waktu yang baik, koefisien

suhu yang tinggi dan punya rentang nilai tahanan yang tinggi, mulai beberapa

ratus ohm sampai dengan 1 M.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 71




72/263


Ketika digunakan untuk mengukur suhu, arus akan melewati

thermistordan

dijaga agar tidak melebihi 0,1 mA untuk memperolehnya bisa menggunakan near

zero power disipation dan near zero self heating

. Thermistorjuga punya banyak

konfigurasi dan ukuran, seperti tampak pada gambar 2-22 dibawah ini :

gambar 2-22 Konfigurasi thermistor

Gambar 2-23 memperlihatkan karakteristik thermistor dalam kurva hubungan

tahanan dan suhu.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 72




73/263


gambar 2-23 Kurva R vs T karakteristik thermistor

2.2.6. Swicth

1. Reed switch

Reed switchmerupakan tipe switch mechanical-contact

. Dua atau lebih metal

reds terbungkus dalam sebuah

hermetically sealed glass capsule

. Gambar 2.23menunjukan sebuah Normally Open (NO) reed switch

. Overlapping Reedsdapat

dibuka maupun ditutup dengan memposisikan magnet permanen dekat atau jauh

dari kontak reed.

gambar 2-24 Bentuk Reed Switch

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 73




74/263


2. Inclination switch

Inclination switch digunakan sebagai sensor yang akurat dalam piranti

keamanan. Konfigurasi ditunjukan pada gambar 2.25. kontak adalah Normally

open

dan dapat ditutup ketika kemiringan sudut antara 20 dan 30 derajat.

gambar 2-25 Bentuk Inclination Switch

3. Limit Switch

Limit switch banyak digunakan dalam industri piranti kendali dan pengguna

produk elektronik. Gambar 2-26 menunjukan

limit switch dasar, yang memiliki

keuntungan antara lain ketelitian yang tinggi, karakteristik sensor yang excellent

,

dan

rebilityyang tinggi dalam ruang kontak yang kecil dan perancangan mekanik

yang bersifatsnap-action

.

gambar 2-26 Bentuk mikrophone dinamik

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 74




75/263


4. Mercury switch

Gambar 2-27 menunjukan konfigurasi switch mercury

, dimana dua elektroda

dan mercuryterdapat (enclosed

) dalam sebuah hermetically sealed glass capsule.

Ketika slopesensor berada pada slopesudut 15 derajat, dua elektroda akan dekat

dengan merkuri. Merkuri switch memiliki beberapa keunggulan, antara lain

no chattering, resistansi kontak yang kecil, dan keamanan.

gambar 2-27 Konfigurasi mercury switch

5. Vibration switch

Konfigurasi dari vibaration switch ditunjukan pada hambar 2-28. Switch ini

bersifat

normally closed(NC) dengan

spring vibrasi. Ketika dimasukan teganganDC pada sensor dan terjadi getaran (vibrasi), akan dihasilkan keluaran pulsa

serial.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 75




76/263


gambar 2-28 Konfigurasi vibration switch

2.2.7. Mikrophone

Mikrophone adalah sensor penekan suara yang merubah tekanan suara

menjadi gelombang elektrik. Rancangan mikrophonetampak pada gambar 2-29.

Koil suara dengan vibrating plate yang ada dalam medan magnet yang

dihasilkan oleh magnet permanen dan magnetic pole , koil suara secara langsung

akan dikendalikan oleh vibrating plate dan menhasilkan tegangan keluaran yang

sesuai pada tekanan suara.

gambar 2-29 Mikrophone dinamik

Berdasarkan prinsip tranduksi, mikrophone dapat diklasifikasikan kedalam

lima tipe yaitu :

1. Tipe dinamik : perpindahan koil mikrophone dan pita mikrophone

2. Tipe Elektromagnetik : magnetik mikrophone

3. Tipe Static kondenser mikrophone

4. Tipe Plezoelektric : kristal mikrophone dan mikrophone keramik

5. Tipe Carbon : karbon mikrophone

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 76




77/263



Gambar 2-30 menunjukan sebuah rangkaian light-controlled dengan

menggunakan phototransistor

. Pada saat tidak ada cahaya maka tahanan akan

melintasi C dan E akan menjadi tinggi tegangan keluaran Vo juga tinggi. Jika

sumber cahaya kembali digunakan, maka tegangan keluaran akan direduksi untuk

merespon pancaran

gambar 2-30Light-controlled switch

Pada gambar 2-31 memper.lihatkan detektor objek dengan menggunakan

photocoupler dengan jarak yang tetap, dalam situasi normal, detektor akan

menerima gelombang cahaya dari LED dan keluaran tegangan Vo akan menjadi

kecil. Jika obbjek dilewatkan langsung pada blok sumber cahaya, maka arus

kolektor Ic akan meningkat dan tegangan keluaran Vo akan naik, dan dua buah

pembalik bertindak sebagai penghalus gelombang.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 77




78/263


gambar 2-31 Detektor objek

Sensor hall

dapat dikelompokan menjadi dua tipe yaitu tipe digital dan tipe

analog. Sensor hall pada gambar 2-32 adalah elemen analog dan rangkaian

ekuvalenny pada gambar 2-33. Ketika lengan jembatan tidak seimbang maka

resistor 13 K akan bertindak sebagai kompensasinya. VR 10 K pada gambar 2-36

bertindak sebagai pengatur offsetdari differential amplifier.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 78




79/263


gambar 2-32 Analog Hall sensor

gambar 2-33 Rangkaian ekivalent dari analog hall sensor

Gambar 2-34 merupakan rangkaian pyroelectric detecting

. Impedansi

keluaran dari sensorpyroelectric adalah sangat tinggi. FET sebagai tegangan

pengikut untuk memperoleh impedansi yang sesuai.

Ketika tubuh manusia sangat dekat dengan sensor maka sebuah gelombang

pulsa digital akan dihasilkan pada terminal sumber FET kemudian OP AMP akan

memperkuat pulsanya. VR 1M digunakan untuk mengatur penguatannya.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 79




80/263


gambar 2-34 Rangkaian pyroelectric detector

Rangkaian pada gambar 2-35 adalah detektor suhu dengan menggunakan

thermistor

. Tegangan pembagi Q2 disusun atas thermister(Sensor 7), R8 dan R9.

Pada suhu ruangan thermister (sensor 7) memiliki nilai impedansi yang tinggi.

Tegangan (R8 d+ R9) tidak dapa menyalakan Q2. Kolektor pada Q2 punya

potensial tinggi jadi Q4 dan LED (CR1) akan mati.

Ketika nilai suhu naik V(R8+R9) tegangan melebihi transistor VBE, Q2

hidup. Emitterdari Q2 punya nilai potensial yang rendah jadi Q3 dan LED (CR1)

hidup. Jika rangkaian alarm ditambahkan, kemudian kita dapat melakukan

percobaan proteksi berdasarkan perubahan suhu.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 80




81/263


gambar 2-35 Detektor suhu

Gambar 2-36 memperlihatkan reed switch Ketika magnet permanen berada

pada posisi dekat dengan kontak reeds, maka kontak reeds akan tertutup dan

kemudian keduanya transistor dan buzzer akan hidup. Jika magnet tersebut

dijauhkan dari kontak maka reedsakan terbuka dan buzzerakan menutup.

gambar 2-36 Rangakaian reed switch

Gambar 2-37 adalah rangkaian inclination switch.

Ketika switch diukur

dalam sudut antara 20 dan 30 derajat, maka kontak akan menutup dan buzzer akan

hidup.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 81




82/263


gambar 2-37 Rangakaian inclination switch

Rangkaian gambar 2-38 merupakan rangkaian limit switch dengan latch

NAND. Ketika terminal COM berada dekat dengan terminal NC, output states

latch akan rendah pada pin 3 dan tinggi pada pin 4, dan jika LED1 akan on dan

LED2 akan OFF jika terminal COM di switchke terminal ON, keadaan pada latch

dan LED akan berubah pada posisi biner yang lain.

gambar 2-38 Rangakaian limit switch

Gambar 2-39 menunjukan rangkaianswitch mercury . Ketika sensor berada

pada sudut 15 derajat, dua elektroda akan terhubung melalui mercury dan

kemudian transistor dan buzzerakan ON.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 82




83/263


gambar 2-39 Rangakaian mercury switch

Gambar 2-40 menunjukan sebuah monostable multivibratormenggunakan

sebuah trigger switch vibrator, monostable multivibratortersusun atas IC timer

555 dan komponen-komponen pendukung. Pada situasi yang normal, switch

vibratorakan OFF, tegangan keluaran timerakan rendah, dan buzzerakan OFF.

Bila kontakswitch dekat dengan vibrator, gelombang triggerpada pin 2 menjadi

rendah dan keluaran timer

menjadi tinggi dan menyalakan buzzer.

Setelah jangka waktu tertentu ditentukan oleh R1 dan C1, output timer

berubah pada kedudukan LOW (rendah) dan buzzer OFF. gelombang timer

ditunjukan pada gambar 2-41.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 83




84/263


gambar 2-40 Rangakaian vibration switch

gambar 2-41 Bentuk gelombang timer

Penguatan dari

microphone condenser dan

moving koil microphone

ditunjukan dalam gambar 2-42 (a) dan 2-42 (b). LM386, sebuah amplifier OTL,

digunakan untuk menguatkan gelombang yang lemah dari

microphone dan

driving

speaker.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 84




85/263


gambar 2-42 Penguatan mikrophone

(dari atas ke bawah : condender dan dinamik)

2.4. Alat dan Bahan

1. KL-62001 Trainer

2. Modul Percobaan KL-640013. Modul Percobaan KL-64002

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 85




86/263


4. Modul Percobaan KL-64003


Phoototransistor

1. Lengkapi rangkaian gambar 2-43 pada KL-64001 dan KL-62001.

gambar 2-43 Percobaanphototransistor

2. Hubungkan Vo1 ke KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV INPUT +

dan E to

3. Lengkapi hubungan pada KL-62001.

4. Switch

ON

5. Atur STATUS DISPLAY & DCV ke posisi DCV dan RANGE 20 V

6. Tutup phototransistordengan tangan dan catat hasil tegangan keluatan

Vo1.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 86




87/263


Vo1 = ______________ V

7. Sinari phototransistor dengan lampu flouresecent dan catat hasil

tegangan keluaran Vo1.

Vo1 = ______________ V

8. Atur jarak antara sumber dan phototransistordan lengkapi tabel berikut

ini :

Tabel 2-3 Percobaan reed switch

Photocoupler

1. Lengkapi rangkaian pada gambar 2-44 dibawah ini pada KL-64001 dan

KL-62001.

gambar 2-44 Percobaanphotocoupler

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 87




88/263


2. Hubungkan Vo2 ke KL-62001 STATUS DISPLAT dan DCV INPUT +

dan ke GND. Hubungkan keluaran CK ke counterdan masukan CK

ke masukan osiloskop.

3. Lengkapi hubungan pada KL-62001

4. Switch

power ON dan display akan ON

5. Atur status DISPLAY dan DCV MODE ke posisi DCV dengan range20V

6. Ketika tidak ada objek antara emiter dan detector, hitung dan catat

tegangan keluaran Vo2.

Vo2 = ____________ V

7. Ketika ada objek antara emitterdan detektor, hitung dan catat tegangan

keluaran Vo2.

Vo2 = ____________ V

8. Potong sebuah kertas dalam bentuk pulsa dan gerak-gerakan antara

emitterdan detektor, catat hasil bentuk gelombang keluaran.

Magnetic sensor


KL-62001.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 88




89/263


gambar 2-45 Percobaan magnetic sensor

2. Hubungkan Vo4 ke KL-62001 STATUS DISPLAT dan DCV INPUT +

3. Lengkapi hubungan pada KL-62001

4. Switch

power ON dan display akan ON

5. Atur status DISPLAY dan DCV MODE ke posisi DCV dengan range

20V6. Ketika tidak ada medan magnet atur VR 10 K untuk membuat tegangan

keluaran Vo = 0V.

7. Pindahkan magnet kearan sensor Hall, amati dan catat reaksi akibat dari

percobaan ini :

_______________________________________________

8. Pindahkan magnet kearan sensor Hall, amati dan catat reaksi yang

ditimbulkan berdasakan jarak, dan apa pengaruhnya dengan keluaran

yang dihasilkan

_______________________________________________

9. Ganti poles magnet dan ulangi langkah 7 dan 8

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 89




90/263


Pyroelectric detector


KL-62001.

gambar 2-46 Percobaanpyroelectric detector

2. Gunakan besin pemanas

electric ironsebagai sumber panas,

pindahkan besi tersebut kearah sensor dan catat hasil keluaran

____________________________________________________

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 90




91/263


3. Simpan kembali besi tersebut, jauhkan dari sensor dan catat hasil

keluaran

____________________________________________________

4. Gunakan tubuh anda sebagai sumber panas, dekatkan kearah sensor,

lakukan dalam kondisi jarak yang berbeda-beda, catat hasil keluarannya

akibat perubahan jarak tersebut :

____________________________________________________

5. Jauhkan tubuh anda dari sensor dan catat hasil keluaran

____________________________________________________

Thermistor

1. Lengkapi rangkaian gambar 2-47 pada KL-64002 dan KL-62001.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 91




92/263


gambar 2-47 Percobaan thermistor

2. Letakan module KL-64002 pada KL62001 main unit.

3. Tentukan thermistor

blok sensor 7.

4. Gunakan multimeter dan setkan pada rang Ohm. Dalam temperature

ruang mengukur thermistor

5. Tutup thermistor dengan menggunakan tangan, amati apakah terjadi

perubahan pada resistansinya? (kenaikan/penurunan)

6. Gunakan elemen pemanas dengan daya rendah (25-35W). Bagaimana

dengan resistansi thermistor

? (kenaikan/penurunan)7. Gunakan elmen pemanas dan thermistor ditutup sampai resistansinya

stabil, resistansinya adalah _________ . Pindahkan elemen pemanas,

amati resistansi _________ .

8. Praktikan dapat merancang sebuah rangkaian aplikasi, termasuk

multimeter dan thermistor.

9. Hubungkan dengan sumber DC,switchon power main unit.

10. Atur tahanan R8 sampai LED CR1 sampai berpindah dari posisi gelap

ke posisi terang.

11. Gunakan electrik iron besi pemanas dan tutup thermistor,

nilai

tahanan thermistor

akan turun dan catat hasil CR1 LED

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 92




93/263


12. Pindahkan elemen pemanas dari

thermistor

, temperatur akan turun,

amati fungsi dari CR1 LED.

13. Pada temperatur ruang, resistansi thermistor akan mendekati 1180 ,

ketika akan mempertahankan nilai tahanannya akan sesuai dengan suhu

tangan manusia yang memegangnya, dan ketika didekatkan pada besi

pemanas maka nilai tahannya mencapai 150 . Jika kita membuatnya

dalam bentuk tabel maka kita dapat membuat hubungan antara tahanan

dan temperatur. Thermistor panas, nilai tahanan turun karena dibagi

oleh tegangan thermistor dan R8, R9 ketika V(R8 = R9) tegangan

melebihi transistor (VBE),Q2 akan nyala, emitter Q2 rendah, Q3 hidup

dan LED menyala.Reed Switch

1. Lengkapi rangkaian gambar 2-48 pada KL-64001

dan KL-62001.

gambar 2-48 Percobaan reed switch

2. Switch power ON.

3. Pindahkan magnet didepan reed switchdan amati jarak pada saat buzzer

ON.

_________________________________________________________

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 93




94/263


Limit switch

1. Lengkapi rangkaian gambar 2-49 pada KL-64002 dan KL-62001

gambar 2-49 Percobaan limit switch

2. Switch power ON

3. Tekan limit switch dan amati kedudukan LED

________________________________________________

Mercury Switch

1. lengkapi rangkaian gambar 2-50 pada KL-64002

dan KL-62001.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 94




95/263


gambar 2-50 Percobaan mercury switch

2. Switch Power ON.

3. Sampai modul buzzer ON, kemudian amati sudut

yang terbentuk.

______________________________________________

Vibration switch

1. Lengkapi rangkaian gambar 2-51 pada KL-64003

dan KL-62001

gambar 2-51 Percobaan vibration switch

2. Switch power ON

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 95




96/263


3. Getarkan switch vibratior untuk menyalakan

buzzer.

4. Amati periode waktu operasi buzzer.

____________________________________________

5. Bandingkan periode waktu pada step 4 untuk

persamaan T=1.1R1C1.

Microphone

1. lengkapi rangkaian gambar 2-52 (a) pada

KL-64003 dan KL-64001

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 96




97/263



2. Switch

power ON

3. Letakan

mikropohone condenser dan volume keluaran yang sesuai

dengan mengatur VR. Ukur dan amati penguatan tegangan

menggunakan osciloskop.

4. Gunakan mikroskop, CH1 dihubungkan ke V012 pada gambar 2-56(b).

osciloskop VOLT/DIV diset 100 mV, dengan menerapkan suara pada

dynamic micropone dan tentukan gelombang osciloskop, ukur dan

amati besar dan frekuensinya

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 97




98/263


UNIT III GAMBARAN UMUM SENSOR

3.1. Tujuan Pembelajaran1. Mempelajari prinsip kerja dan aplikasi sensor gas smoke.

2. Mempelajari prinsip kerja dan aplikasi sensor ethanol

.

3. Mempelajari prinsip kerja dan aplikasi sensor magnetic hall

.

3.2. Dasar Teori

3.2.1. Sensor gas smoke

Sensor gas Biasanya digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas, pengukurankonsentrasi gas, atau analisis gas. Sensor ini dapat diklasifikasikan kedalam 3

tipe: contact burning, semikonduktor, dan themistor thermal-konduktif.

1. Sensor gascontact burning

Tipe sensor gas ini pada secara umum disusun atas elemen sensor gas sensitif

RD dan elemen kompensasi gas insentif RC. Dua elemen ini biasanya

dikombinasikan dengan resistor R1 dan R2 dan membentuk hubungan jembatan

seperti ditunjukan pada gambar 3-1.

R1 dan R2 digunakan untuk pengaturan kesetimbangan jembatan tersebut,

dimana dalam kondisi tersebut tidak terdapat gas di udara, kesetimbanganjembatan dapat dinyatakan dari persamaan berikut:

RD x R2 = RC x R1 (1)

Pada kondisi ideal, output bridge antara + dan harus sama dengan nol yang

berarti 0 % konsentrasi gas.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 98




99/263


gambar 3-0 Percobaan kebocoran gas

Perubahan dalam keluaran sensor merupakan fungsi perubahan dalam

konsentrasi gas dipengaruhi oleh peningkatan dalam nilai tahanan sensor dengan

contact-burning

.

2. Sensor gas semikonduktorSemikonduktor konduktif berubah ketika permukaanya berada dalam

kosentrasi gas yang berbeda-beda. Karakteristik khusus tersebut yang

menyebabkan semikonduktor ini dapat digunakan sebagai sensor gas

Sensor gas semikonduktor prinsipnya adalah hanya perubahan konduktif yang

disebabkan perubahan konsentrasi gas pada permukaan semikonduktor (SnO2,

ZnO, atau Fe2O3).

Dalam bidang industri sensor gas tipe TGS 813, ditunjukan dalam gambar 3-1

yang biasanya digunakan adalah di gas marsh

, dan gas alam.

Elemen sensor TGS 813 terbuat dari material semikonduktor SnO2. Koil

pemanas TGS 813 dari 30 gunakan daya 5V yang digunakan sebagai pemanas.

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 99




100/263


Bagian atas dan bawah terbuat dari dua lapisan

strainless steel SUS 316

ditambah dengan 100

meshes

. TGS 813 mempunyai beberapa ciri sensitifitas

tinggi, rentang deteksi yang besar, sensitifitas noise yang rendah, dan waktu

pemanasan yang pendek.

Konfigurasi pin TGS 813 ditunjukan pada gambar 3-2. gambar 3-3

menunjukan dimensi gambar TGS 813.




DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 100




101/263


Tegangan operasi TGS 813 berada antara rentang 5 sampai dengan 24 V, DC

atau AC. Daya disipasi maksimum dalam 15 mV. Rangkaian gambar 3-4

merupakan rangkaian yang dapat digunakan sebagai rangkaian penguji TGS 813.

Dalam rangkaian, tahanan sensor RS yang dihubungkan secara seri pada

beban tahanan RL dari tegangan pembagi, dan kemudian pada tegangan operasi

Vc. Vc menyediakan arus yang stabil melalui pembagi dan menghasilkan

tegangan jatuh yang melintas pada RLketika udara bebas tereserap dalam sensor.

Jika konsentrasi gas meningkat, tegangan output VRL merupakan fungsi dari

perubahan konsentrasi dalam gas. Nilai tahanan sensor RS dapat dihitung dengan

persamaan 3-0 dibawah ini :

................................. (3-0)Persamaan 3-0 Nilai resistansi senso

gambar 3-4 Rangkaian TGS 813

3. Sensor gas thermistor

Sensor gas

thermistor merupakan sensor

high realility untuk gas alami atau

pendeteksian gas marsh

. Dalam prakteknya, sensor dapat mendeteksi konsenstrasi

gas sampai 100 % dimana sensitifitasnya dipengaruhi oleh kelembaban.

3.2.2. Sensor ethanol

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 101




102/263


Pada gambar 3-5 menunjukan konstruksi internal sensor

ethanolTGS 822.

elemen sensor yang terbuat dari material keramik SnO 2. Bagian atas dan bawah

fireproof terbuat dari dua lapis stainless steel SUS 316 dengan 100 meshes.

Pin 1 dan 3 dihubungkan internal

seperti 4 dan 6.

gambar 3-5 Konstruksi internal TGS 822

Rangkaian dasar pengujian TGS 822 ditunjukan dalam gambar 3-6. Vc dan

VH dapat diterapkan pada daya AC dan DC. Resistansi sensor RS ditentukan

dengan:

Dimana:

Vc = Tegangan operasi

VH = Tegangan pemanas

RL = Resistansi beban

VRL = Tegangan output

RS = Sensor resistansi

Spesifikasi TGS 822 ditunjukan dalam tabel 3-0 samapai 3-4

Tabel 3-0 Absolute maksimum ratings

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 102




103/263


Parameters Ratings Remarks

Tegangan Operasi 24 V Maks AC or DC

Tegangan Pemanas VH 5 V 0.2 V AC or DC

Disipasi Daya Ps 15 mW max Ps = Vc2 . Rs/(Rs+RL

)2

Rentang Temparatur Maksimum -30 to +70 0C No Freeze on sensor

Rentang Tegangan Operasi -10 to +40 0C

Tabel 3-1 Karakeristik elektrik

Parameters Ratings Remarks

Tahanan resistor 1 Kto 10 K Rs in 300 ppm ethanol/air

Pergantian tahanan 0.4 0.1 Rs in 300 ppm ethanol/air

Rs in 50 ppm ethanol/air

Tahanan pemanas 38

3 At room temperatur

Disipasi pemanas 600 mW 55 mW VH = 5V


Items Kondisi

Air Clarified air

Temperature : 20 2 0C

Kelembaban relatif : 65 5 %

Rangkaian VC

= 10 0.1 V

VH = 5 0.05 V

RL = 10 K 1 %

Waktu 7 8 jam per hari dan bisa lebih


Items Kondisi

Test Getaran Frequency 1000 cpm

Amplitudo Vertikal : 4 mm

Elapse time : 1 hour

Swing test Acceleration

Tabel 3-4 Elemen material

Items Kondisi

Elemen sensor SnO2

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman 103


Fakultas Teknik 2

modul praktikum instrumentasi(1).pdf

Documents