Sensor proximity adalah sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu obyek. Dalam dunia robotika, sensor proximity seringkali digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu garis pembimbing gerak robot atau lebiah dikenal dengan istilah “Line Follower Robot “ atau “ Line Tracer Robot”, juga biasa digunakan untuk mendeteksi penghalang berupa dinding atau penghalang lain pada Robot Avoider.
Jenis-jenis sensor garis :
- Kombinasi IR LED dan Photodiode atau Phototransistor - Kombinasi LED superbright dan LDR - Optosensor: Photoreflektif sensor - Kamera
Prinsip Kerja Sensor Proximity :
Prinsip kerja Sensor proximity adalah memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap jika mengenai benda berwarna gelap. Sebagai sumber cahaya kita gunakan LED (Light Emiting Diode) yang akan memancarkan cahaya merah. Dan untuk menangkap pantulan cahaya LED, kita gunakan photodiode. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan. Berikut adalah ilustrasinya :
sensor proximity Sensor Proximity
Sifat dari photodioda adalah jika semakin banyak cahaya yang diterima, maka nilai resistansidiodanya semakin kecil. Dengan melakukan sedikit modifikasi, maka besaran resistansi tersebut dapat diubah menjadi tegangan. Sehingga jika sensor berada diatas garis hitam, maka tegangan keluaran sensor akan kecil, demikian pula sebaliknya.
Contoh Aplikasinya :
Proximity sensor biasa terdapat di handphone yang menggunakan layar touch-screen. Gunanya untuk mengukur seberapa dekat jarak layar handphone dengan benda lain.
Pada saat menerima telfon atau melakukan panggilan telfon, maka kita akan mendekatkan handphone ke telinga. Pada saat itu secara otomatis fungsi touch-screen akan mati (juga layarnya sekalian dimatikan) sehingga layar tidak merespon kalau terkena telinga atau bagian tubuh yang lain. Lalu jika handphone menjauh dari telinga, fungsi touch-screen hidup kembali (juga layarnya nyala kembali).
Sensor Proximity adalah sebuah sensor jarak yang biasanya digunakan pada ponsel berlayar sentuh dan berada di bagian depan dengan dua lensa mirip kamera. Karakteristik dari sensor ini adalah mendeteksi obyek benda dengan jarak yang cukup dekat, berkisar antara 1 mm sampai beberapa centi meter saja sesuai type sensor yang digunakan.
apa fungsi dari sensor ini ? Pada saat menerima tepon atau melakukan panggilan telpon, maka kita akan mendekatkan handphone ke telinga. Pada saat itu secara otomatis fungsi touch-screen akan mati (juga layarnya) sehingga layar tidak merespon kalau terkena telinga atau bagian tubuh yang lain.
"Sensor
adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis,
panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering
digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian."
"Sensor
adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu
menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik.
Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser
merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai
yang kita inginkan dan dapat langsung dibaca pada keluarannya."
"Sensor
adalah alat untuk mendeteki/mengukur sesuatu, yang digunakan untuk mengubah
variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus
listrik. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan
kesamaan yanag menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan
diolah oleh kontroler sebagai otaknya (Petruzella, 2001)."
Sensor Optic atau Cahaya adalah Sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya,pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruang.
Contoh dari Sensor Optic ialah :
1. Photo Cell;
2. Photo Transistor;
3. Photo Diode;
4. Photo Voltaic;
5. Photo Multiplier;
6. Pyrometer Optic;
dsb.
PHOTO DIODE
Photo Diode adalah Sensor Semikonduktor cahaya yang menghasilkan arus atau tegangan dalam semikonduktor diterangi oleh cahaya. Photo Diode ialah Sebuah Diode apabila dikenai cahaya akan memancarkan cahaya elektron sehingga akan mengalirkan arus listri.
Photo Diode ini dapat digunakan dalam tiga mode :
1. Photo Voltaic sebagai Sel Surya;
2. Reverse-bias sebagai Photo Detektor ;dan
3. Forward-bias seperti LED.
Lensa dari Photo Diode :
– Lensa dimanfaatkan untuk memfokuskan atau menyebarkan cahaya – Lensa detektor cahaya sebaiknya ditempatkan dalam selonsong dengan filter sehingga hanya menerima cahaya pada satu arah dan panjang gelombang tertentu saja (misal menghindari cahaya lampu TL dan sinar matahari) – Gunakan modulasi bila interferensi tinggi dan tidak diperlukan sensitivitas tinggi
Photodioda adalah semikonduktor jenis sambungan PN dimana daerah operasinya adalah pada mode bias terbalik (reverse bias). Rangkaian dasar dari photodioda, konstruksinya, serta simbolnya ditunjukkan pada gambar 5.
Gambar 5 (a) Cara melakukan bias pada photodioda. (b) Simbol photodioda
PRINSIP KERJA Photo Diode :
prinsip kerja pada dioda bahwa arus saturasi dalam mode bias terbalik terbatas hanya beberapa mikro ampere. Arus tersebut disebabkan aliran dari pembawa minoritas yang terdapat pada meterial tipe P dan tipe N. Apabila ada cahaya yang mengenai sambungan PN nya, maka akan dihasilkan transfer energi dari rambatan gelombang cahaya (dalam bentuk foton) menjadi struktur atomik, menghasilkan peningkatan jumlah pembawa minoritas (minority carriers) dan meningkatkan level dari arus balik. Perhatikan grafik pada gambar 6 menujukkan hubungan antara arus dan tegangan photo dioda dalam mode bias terbalik untuk berbagai level intensitas cahaya. Arus gelap (dark current) adalah arus yang mengalir pada saat tidak ada cahaya yang mengenai photodioda. Perhatikan bahwa arus yang mengalir pada photodioda akan benar-benar menjadi nol hanya ketika photodioda tersebut diberi tegangan positif sebesar VT. Perhatikan juga gambar 5a, lensa cembung digunakan untuk mengkonsentrasikan cahaya agar jatuh pada daerah pemisah. Bentuk fisik dari photodioda yang dijual di pasaran ditunjukkan pada gambar 7.
Gambar 6 Hubungan arus dan tegangan pada photodioda dalam beberapa level intensitas cahayaGambar 7 Bentuk fisik photodioda yang dijual di pasaran
Salah satu penggunaan dari photodioda adalah pada sistem alarm sebagai keamanan, ditunjukkan pada gambar 8. Rangkaian tersebut terdiri dari sumber cahaya sebagai pemnacar (Tx) dan photodioda sebagai penerima (Rx). Arus balik (reverse current) sebesar Iλ akan dihasilkan oleh photodioda selama cahaya yang dipancarkan oleh Tx mengenai photodioda. Tetapi arus yang mengalir pada photodioda akan menjadi minimum mendekati nol apabila ada penghalang diantara Tx dan Rx sehingga photodioda tidak bisa menangkap cahaya dari Tx. Begitu arus yang mengalir pada photodioda mendekati nol, maka sinyal ini akan diproses oleh suatu rangkaian (misalkan rangkaian yang terdiri dari gerbang logika) untuk menyalakan alarm. Sehingga, apabila ada orang yang berjalan melewati pintu tersebut, alarm akan berbunyi. Model rangkaian seperti ini juga bisa diletakkan pada sabuk konveyor yang banyak digunakan di pabrik-pabrik untuk menghitung jumlah barang yang lewat.
Gambar 8 (a) Photodioda digunakan sebagai sensor pada sistem keamanan. (b) Photodioda digunakan sebagai sensor pada alat pencacah jumlah barang
Photodioda digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh Infrared. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodioda tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared.
Photodiodes dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalah silicon (Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencakup: 2500 Å – 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs. Jika ada cahaya dengan energi photon yang cukup megenai semikonduktor, maka photon akan diserap sehingga menghasilkan elektron bebas dan hole. Apabila absorpsi terjadi pada daerah depletion, carrier ini akan terbawa dari junction oleh medan yang tercipta dari daerah tersebut dan menghasilkan arus. Pada photo diode, arus bergantung linier pada intensitas cahaya. Respons frekuensi bergantung pada bahan (Si 900nm, GaAs 1500nm, Ge 2000nm).
Ide Pengembangan dari Sensor Optic :
Mouse jenis lain adalah jenis mouse optical, yang dibuat oleh Steve Kirsch dari Mouse System Corporation Mouse ini menggunakan LED (Light Emitting Diode) dan photo dioda untuk mendeteksi gerakan mouse. Saat ini, mouse optic menggunakan sensor optik yang menggunakan LED sebagai sumber penerangan untuk mengambil beribu-ribu frame gambar selama mouse bergerak. Perubahan dari frame-frame gambar tersebut diterjemahkan oleh chip khusus menjadi posisi X dan Y yang kemudian dikirim ke komputer.Mouse ini lebih unggul daripada mouse trackball karena lebih akurat dan perawatannya lebih mudah karena mouse ini tidak perlu dibersihkan seperti mouse trackball yang harus sring dibersihkan untuk menghilangkan debu yang menempel pada bolanya yang dapat menghambat putaran pada roda-roda sensornya, sehingga membuat mouse tidak dapat bekerja dengan baik dalam merespon gerakan user.
Sensor Mekanik (Mechanics Sensor) merupakan sensor atau transduser yang digunakan untuk mengetahui, mengukur atau mendeteksi nilai perubahan atau gerakan mekanis dari suatu objek atau pergeseran posisi,gerak lurus dan melingkar,tekanan,aliran,level dsb.
Contoh-contoh dari aplikasi sensor mekanik yaitu;
1. strain gage;
2. linear variable deferential transformer (LVDT);
3. Proximity;
4. Potensiometer;
5. Load Cell;
6. Bourdon tube,dsb
LVDT (Linear Variabel Differential Transformer)
LVDT (Linear Variabel differential Transformer) adalah sensor yang membaca tekanan melalui pergeseran inti magnet.
LVDT (Linear Variabel differential Transformer) adalah transformer diferensial yang mempunyai prinsip kerja berbasiskan prinsip variable induktansi. Sebuah LVDT diilustrasikan dalam gambar berikut, terdiri dari tiga buah lilitan kumparan yang simetris pada sebuah kumparan berisolasi.
Konstruksi LVDT (Linear Variabel Differential Transformer)
LVDT (Linear Variabel differential Transformer) terdiri dari sebuah kumparan primer dan dua buah kumparan sekunder yang identik, kumparan diberi jarak secara aksial dan digulung pada kerangka kumparan berbentuk silinder, inti magnet berbentuk.
Memanfaatkan perubahan induksi magnet dari kumparan primer ke dua kumparan sekunder
Dalam keadaan seimbang, inti magnet terletak ditengah dan kedua kumparan sekunder menerima fluks yang
sama .Dalam keadaan tidak seimbang, fluks pada satu kumparan naik dan yang lainnya turun.
Prinsip Kerja LVDT (Linear Variabel Differential Transformer)
•Terdiri dari :
–Inti besi yang bergerak
–Kumparan primer
–Sepasang kumparan sekunder
•Kumparan Primer
–terhubung dengan tegangan AC sebagai tegangan acuan
•Kumparan Sekunder
–Berjumlah 2 buah, terletak di samping kiri dan kanan kumparan primer saling terhubung secara seri satu sama lain.
SKEMA DAN GAMBAR LVDT(Linear Variabel Differential Transformer)
Contoh Aplikasi dari LVDT yaitu :
- Untuk pengukur tekanan darah ( blood pressure )
- Mengukur volume paru-paru berdasarkan pernafasan
Ide Pengembangan :
Biodesel hasil dari proses esterifikasi alkalin masih mengandung berbagai pengotor seperti sisa katalis alkalin, gliserol, methanol dan sabun-sabun (soaps). Untuk melarutkan pengotor tersebut, biodiesel di aduk dengan air pencuci (suhu 60 der Celcius). Setelah agitasi, campuran ini didiamkan sehingga air pencuci terkumpul di dasar tangki. Pemisahan biodesel dari air pencuci beserta pengotor-pengotornya di perlukan untuk meningkatkan kemurnian biodesel.Selama ini proses pemisahan cairan untuk skala laboratorium di Indonesia dilakukan secara manual berdasarkan pengamatan visual oleh operator. Adanya otomasi pada proses pemisahan biodesel dengan air pencuci ini meningkatkan efisiensi produksi secara keseluruhan.
Sistem plant ini didukung oleh 2 jenis sensor, yaitu sensor optik dan elektromagnetik, yang dapat mendeteksi permukaan batas cairan biodesel dengan air pencuci. Sensor optik merupakan sensor diskrit yang yang bekerja berdasarkan perbedaan tingkat absorbsi cahaya dalam biodiesel dan dalam air. Sementara itu, sensor elektromagnetik merupakan sensor analog yang direalisasikan dalam bentuk LVDT (Linear Variable Differential Transformator). Inti transformator ini adalah pelampung yang selalu berada pada batas antara kedua jenis cairan. Sinyal dari kedua sensor ini digunakan oleh algoritma kontrol Berbasis Petri-Net maupun Fuzzy pada PLC untuk mengendalikan pengoperasian sistem pencucian dan pemisahan cairan dalam plant ini. Plant ini mendukung pengembangan kemampuan pengembangan strategi otomasi dan kontrol baik untuk kalangan perguruan tinggi maupun industri.
Mini plant flow + interface sensor optics and LVDT yangdapat mengotomatiskan proses pemisahan 2 jenis cairan atau lebih. Selama ini proses pemisahan cairan untuk skala laboratorium di Indonesia dilakukan secara manual berdasarkan pengamatan visual oleh operator. Adanya otomasi pada proses pencucian biodesel dapat meningkatkan efektivitas dan efisiensi.
ContohPenerapan Sensor Mekanis :
• Sensor-sensor (perpindahan, jarak, dan sensor mekanik lainnya)
.jpg)
