BAB 1 Pendahuluan

Sensor dan Tranduser

Pembuatan modul ini bertujuan untuk memberikan lebih banyak pengalaman kepada peserta Studi Independen dalam bidang Hardware Engineer. Modul ini juga dirancang untuk memberikan peserta Studi Independen dasar-dasar dalam menganalisis sebuah proses dan memilih solusi yang sesuai dalam pengaplikasiannya.

Berikut merupakan satuan dasar yang digunakan dalam pengukuran dengan system satuan SI. Yang dapat dilihat pada table berikut.

Sensor dan transduser merupakan peralatan atau komponen yang mempunyai peranan penting dalam sebuah sistem pengaturan otomatis. Ketepatan dan kesesuaian dalam memilih sebuah sensor akan sangat menentukan kinerja dari sistem pengaturan secara otomatis. 

1. Sensor

Sensor merupakan alat yang digunakan untuk mendeteksi gejala atau sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi. Sensor mengubah input fisik menjadi sinyal listrik atau optik dan akan dapat diukur, dianalisis, serta digunakan untuk mengontrol sistem. Sensor dapat mendeteksi berbagai jenis jumlah listrik, diantaranya panas, cahaya, tekanan, kelembaban, dan lain-lain.

 2. Transducer

Merupakan alat yang bila digerakkan oleh suatu energi didalam sebuah sistem transmisi akan menyalurkan energi dalam bentuk yang sama atau berbeda ke sistem transmisi berikutnya. Mudahnya, transduser merupakan alat yang dapat mengubah satu bentuk energi menjadi energi lainnya. Transduser biasanya digunakan bersamaan dengan sensor, karena dapat digunakan untuk mengubah input fisik menjadi sinyal listrik yang dibaca oleh perangkat elektronik.

B.    Perbedaan Sensor dan Tranduser

Transduser adalah suatu alat yang fungsinya itu mengubah suatu energi ke energi lain, salah satu contohnya adalah sensor. Transduser juga dibagi dua yaitu transduser aktif dan pasif. Transduser aktif adalah transduser yang dapat bekerja meskipun tidak ada energi dari luar, contohnya adalah potensiometer dia membutuhkan energi listrik untuk mengubah volume (dispeaker aktif), transduser pasif adalah transduser yang bekerja apabila ada energi dari luar contohnya adalah termokopel yang bekerja jika suhu sekitar berbeda dengan suhu pembanding maka termokopel akan langsung menghasilkan arus listrik.

Sensor itu merupakan jenis transduser yang mengubah energi radiasi, mekanik, panas, dll menjadi energi listrik. Contohnya adalah pada termokopel (sensor suhu) yang berfungsi sebagai pembanding antara suhu referensi sama suhu ruangan/suhu yang mau dibandingkan dengan menggunakan sebuah konduktor dan jika suhu referensi dengan suhu yang dibandingkan berbeda akan timbul tegangan listrik.

C.    Persyaratan dan Spesifikasi Pemilihan Sensor

Ada beberapa kriteria yang harus dipenuhi saat menentukan sensor dan tranduser sebagai alat untuk pengukuran dalam sebuah system. Berikut merupakan beberapa kriteria yang harus dipenuhi.

a)    Accuracy and Precision

Akurasi dan Presisi adalah dua hal yang didefinisikan oleh para ilmuwan tentang kesalahan. Akurasi mengacu pada seberapa dekat suatu pengukuran dengan nilai yang benar atau diterima. Sedangkan Presisi mengacu pada seberapa dekat pengukuran yang dilakukan berkali-kali. Presisi tidak bergantung pada akurasi.

b)    Range of Operation

Rentang operasi menentukan batas operasi tinggi dan rendah antara perangkat yang akan beroperasi. Pengoperasian di luar rentang ini dapat mengakibatkan malfungsi peralatan, dan bahkan kerusakan atau kegagalan permanen.

c)    Budget/Cost

Biaya peralatan tentu menjadi pertimbangan pemilihan. Hal ini umumnya ditentukan oleh anggaran yang dialokasikan untuk aplikasi tersebut.

D.    Persyaratan dan Spesifikasi Pemilihan Sensor Lanjutan

Sistem control yang lebih kritis bisa juga dipengaruhi oleh karakteristik respons yang berbeda. Maka dari itu, hal-hal berikut mungkin bisa juga dipertimbangkan.

a)    Hysteresis

Hysteresis adalah ketergantungan sebuah sistem, tidak hanya pada keadaannya sekarang, tetapi juga pada keadaannya sebelumnya. Ketergantungan ini muncul karena sistem tersebut dapat berada di lebih dari satu kondisi internal.

b)    Linearity

Linearitas adalah seberapa dekat kurva dengan garis lurus. Respons suatu instrumen terhadap perubahan media yang diukur dapat digambarkan dalam grafik untuk memberikan kurva respons. Masalah dapat muncul jika respons tidak linier, terutama untuk aplikasi kontrol kontinu.

c)    Repeatability

Tingkat ketidakkonsistenan kurva karakteristik yang diperoleh ketika kuantitas input sensor berubah terus-menerus berkali-kali ke arah yang sama.

Pengulangan menentukan seberapa dekat pengukuran kedua dengan yang pertama di bawah kondisi operasi yang sama, dan untuk input yang sama.

Contoh pengujian repeatability pada sensor tekanan yaitu :

 dalam rentang skala penuh termasuk batas atas dan bawah pengukuran sensor, pilih 6 hingga 11 titik uji yang didistribusikan secara merata, ukur output sensor yang sesuai dengan titik tekanan input, dan ulangi kenaikan dan penurunan sebanyak 3 kali atau lebih.

Simpangan baku sampel S dari sensor pada seluruh rentang pengukuran dihitung dengan rumus berikut:

d)    Response

Response pada sensor menunjukkan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan masukan.