TUTORIAL 6SENSOR DAN ROBOTIK

3AEC

TUTORIAL SENSOR DAN ROBOTIKA

Disusun Oleh :

Annisa Yasmin Noor Zain (210345005)3AEC

TEKNIK OTOMASI MANUFAKTUR DAN MEKATRONIKAPOLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNGJl. Kanayakan no. 21, DAGO 40235, Tromol Pos 851 BANDUNG 40008 INDONESIAPhone : 62 022 2500241 Fax : 62 022 2502649 Homepage : http ://www.polman.com2013 SENSOR KECEPATAN Sensor Kecepatan Angular Gyroscope ADXRS150Sensor gyroscope adalah sensor kecepatan angular yang digunakan untuk mengukur kecepatan rotasi dari suatu benda. Sensor gyroscope dapat ditemui pada modul IMU (Inertial Measurement Unit) yaitu suatu unit dalam modul elektronik yang mengumpulkan data kecepatan angular dan akselerasi linear yang kemudian dikirim ke CPU (Central Processing Unit) untuk mendapatkan data keberadaan dan pergerakan suatu benda. Secara umum hasil pengukuran kecepatan sudut sebuah benda dengan menggunakan sensor gyroscope pada sumbu horisontal dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

Dari persamaan diatas, dapat diperoleh kecepatan sudut sebenarnya dinyatakan dengan persamaan berikut :

Sinyal keluaran gyroscope rm(t) secara umum mengandung sinyal kecepatan sudut r(t), random noise w(t), dan bias b(t). Gyroscope ADXRS150 dari Analog Device, merupakan gyroscope elektrik yang memiliki skala 150 /s. Gyroscope ADXRS150 ditunjukkan pada gambar berikut.

Sensor Kecepatan Angular Gyroscope ADXRS150 Tegangan masukan untuk ADXRS150 adalah tegangan DC 5 volt sedangkan tegangan keluarannya antara 0,25 volt sampai 4,75 volt. Ketika dalam keadaan diam, sensor gyroscope ADXRS150 memiliki tegangan offset yang nilainya setengah dari tegangan masukannya atau sekitar 2,5 volt. Gyroscope ADXRS150 digunakan untuk mengukur kecepatan sudut atau seberapa cepat suatu benda berputar. Gyroscope ADXRS150 akan mengeluarkan tegangan yang nilainya sebanding dengan nilai kecepatan sudut, nilai tersebut ditentukan oleh nilai kepekaannya. Nilai kepekaan tersebut memiliki satuan milivolt per derajat per detik (mV//s). Gyroscope ADXRS150 memiliki nilai kepekaan 12,5 mV//s.

SENSOR POSISI Linier Variable Differential Transformer (LVDT)

Sensor Linear Variable Differential Transformers (LVDT) adalah suatu sensor yang bekerja berdasarkan prinsip trafo diferensial dengan gandengan variabel antara gandengan variable antara kumparan primer dan kumparan sekunder. Prinsip ini pertama kali dikemukakan oleh Schaevits pada tahun 1940-an. Pada masa sekarang sensor LVDT telah secara luas diunakan. Pada aplikasinya LVDT dapat digunakan sebagai sensor jarak, sensor sudut, dan sensor mekanik lainnya.Untuk kali ini sensor ini diaplikasikan sebagai sensor jarak. Suatu LVDT pada dasarnya terdiri dari sebuah kumparan primer, dua buah kumparan sekunder, dan inti dari bahan feromagnetik. Kumparan-kumparan tersebut dililitkan pada suatu selongsong, sedangkan inti besi ditempatkan didalam rongga selongsong tersebut. Selongsong ini terbuat dari bahan non-magnetik. Kumparan primer dililitkan ditengah selongsong, sedangkan kedua kumparan sekunder dililitkan disetiap sisi kumparan primer. Kedua kumparan sekunder ini dihubungkan seri secara berlawanan dengan jumlah lilitan yang sama. Cara Kerja memanfaatkan perubahan induksi magnit dari kumparan primer ke dua kumparan sekunder dalam keadaan setimbang, inti magnet terletak ditengah dan kedua kumparan sekunder menerima fluks yang sama dalam keadaan tidak setimbang, fluks pada satu kumparan naik dan yang lainnya turun tegangan yang dihasilkan pada sekunder sebading dengan perubahan posisi inti magnetik

hubungan linier bila inti masih disekitar posisi kesetimbangan. LVDTTerdiri dari : Inti besi yang bergerak Kumparan primer: terhubung dengan tegangan AC sebagai tegangan acuan Sepasang kumparan sekunder: berjumlah 2 buah, terletak di samping kiri dan kanan kumparan primer saling terhubung secara seri satu sama lain. Prinsip Kerja LVDT

Inti berada di tengah-tengah maka : Flux S1 = S2Tegangan induksi E1 = E2Enetto = 0 Inti bergerak ke arah S1 maka :Flux S1 > S2tegangan induksi E1 > E2,Enetto = E1 - E2 Inti bergerak ke arah S2 maka :Flux S1 < S2Tegangan induksi E1 < E2Enetto = E2 E1

Rumus Parameter

Tegangan yang dihasilkan pada sekunder sebading dengan perubahan posisi inti magnetik

Vo = Ve K x Hubungan linier bila inti masih disekitar posisi kesetimbangan Skema LVDT

LVDT PADA IC

Contoh Penerapan SensorSensor-sensor (perpindahan, jarak, dan sensor mekanik lainnya): Level fluida Automotive Suspension Mesin ATM Kelebihan dan KekuranganKelebihan Tanpa gesekan antara inti besi dengan transformer Resolusi yang tak terbatas Handal dan tahan lama Dapat diaplikasikan pada lingkungan yang bervariasi Output yang absolut (mutlak)

SENSOR JARAK PINGSensor jarak ultrasonik PING adalah sensor 40 KHz produksi parallax yang banyak digunakan untuk aplikasi atau kontes robot cerdas untuk mendeteksi jarak suatu objek.Gambar 1 Sensor jarak ultrasonik PINGSensor PING mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik ( 40 KHz ) selama t = 200 us kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroller pengendali ( pulsa trigger dengan tout min 2 us ). Spesifikasi sensor ini :a. Kisaran pengukuran 3cm-3m.b. Input trigger positive TTL pulse, 2uS min., 5uS tipikal.c. Echo hold off 750uS dari fall of trigger pulse.d. Delay before next measurement 200uS.e. Burst indicator LED menampilkan aktifitas sensor.

Gambar 2 Diagram waktu sensor PING Prinsip kerja sensor PING Pada dasanya, Sensor PING terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikropon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya. Sensor PING mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik (40 kHz) selama tBURST (200 s) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan tOUT min. 2 s).

Gambar 3 Prinsip kerja sensor PINGGelombang ultrasonik ini melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. PING mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG setelah memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang pantulan terdeteksi PING akan membuat output low pada pin SIG. Lebar pulsa High (tIN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Maka jarak yang diukur adalah

S = (tIN x V) 2

Dimana :S = Jarak antara sensor ultrasonik dengan objek yang dideteksiV = Cepat rambat gelombang ultrasonik di udara (344 m/s)tIN = Selisih waktu pemancaran dan penerimaan pantulan gelombang. Sharp GP2D12 Sensor Jarak Dengan OutputAnalog Deskripsi UmumSharp GP2D12 adalah sensor jarak analog yang menggunakan infrared untuk mendeteksi jarak antara 10 cm sampai 80 cm. GP2D12 mengeluarkan output voltase non-linear dalam hubungannya dengan jarak objek dari sensor dan menggunakan interface analog to digital converter (ADC). Bentuk Fisik

Spesifikasi Teknis Range:10 to 80cm Update frequency / period:25Hz / 40ms Direction of the measured distance:Very directional, due to the IR LED Max admissible angle on flat surface:> 40 Power supply voltage:4.5 to 5.5V Noise on the analog output:< 200mV Mean consumption:35mA Peak consumption:about 200mA

Proses Pengukuran Kelemahan Respon 40ms Error bila Jarak