Velocity Sensor

Sensor kecepatan atau velocity sensor merupakan suatu sensor yang digunakan untuk mendeteksi kecepatan gerak benda untuk selanjutnya diubah kedalam bentuk sinyal elektrik. Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatui generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi. Contohnya pada alat pengukur kecepatan speedometer. Alat tersebut mengukur kecepatan laju motor dalam kilometer perjam.

Prinsip Kerja Sensor Kecepatan

Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatui generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi. Lalu tegangan ini di kirim ke ECM.

Sinyal Output

Sensor kecepatan yang digunakan ini adalah enkoder. Output enkoder berupa sinyal pulsa yang frekuensinya berbanding lurus dengan kecepatan motor, agar data kecepatan dapat dibaca oleh ADC mikrokontroller, maka output encoder terlebih dahulu harus dikonversi menjadi tegangan. Oleh karena itu ouput encoder dihubungkan ke rangkaian FtoV (frekuensi ke tegangan) dimana rangkaian ini akan mengubah besaran frekuensi (sinyal dari encoder) yang masuk menjadi besaran tegangan yang dalam hal ini digunakan sebagai umpan balik dari kecepatan motor. Adapun rangkaian encoder dapat dilihat sebagai berikut:

Rangkaian Encoder

Pada rangkaian ini IC yang dipakai adalah LM2917 ,dimana input didapat dari pulsa output encoder. Rangkaian F to V dapat dilihat pada gbr dibawah ini :

Rangkaian F to V

Voutput yang diinginkan pada saat motor berputar dengan kecepatan maksimum yaitu 5,1V. Melalui pengukuran yang dilakukan terhadap motor DC, didapatkan frekuensi keluaran dari enkoder pada kecepatan maksimum adalah 4348 HZ. Nilai tegangan pada Vo1 saat motor berputar dengan kecepatan maksimum ditentukan 2,1V. untuk mendapatkan Vo1 tersebut diperlukan kombinasi R1 dan C1.

Fungsi dan Pengaplikasian Sensor Kecepatan (Spedometer)

• Mekanis perangkat pengukur kecepatan yang dhubungkan langsung dengan roda depan ataupun transmisi menggunakan suatu kabel yang ikut berputar saat kendaraan bergerak. kemudian diuabah untuk menggerakkan jarum kecepatan.

• Electronic pengukur kecepatan yang bekerja atas dasar sensor pada poros penggerak kendaraan yang mendeteksi jumlah putaran kecepatan poros lalu mengirim data kespedometer dengan prinsip arus Eddy yang menggerakkan jarum kecepatan secara digital.

• GPS merupakan perangkat pengukur kecepatan yang menggunakan perubahan data posisi koordinat bumi yang diperoleh dari satelit GPS yang diolah oleh prosesor menjadi kecepatan putaran.

• Dibagian as (poros) roda dipasang piringan yang mempunyai lubang diujungnya, dipasang optocoupler yang terdiri dari LED dan photodetector.

• Ketika roda berjalan maka piringan akan mempunyai kecepatan sudut yang sama dengan roda urusan sensing, akan dilakukan oleh photodetector, pada saat LED, lubang pada piringan dan photodetector berada pada satu garis, maka akan ter-generated pulse, yang akan dihitung oleh konter.

Skema Sensor Kecepatan

• Dengan dibantu lempeng lingkaran yang dilubangi, sensor kecepatan akan menghasilkan pulsa high jika terdapat lubang.
• perlu diingat bahwa jumlah lubang yang buat akan mempengaruhi hasil tampilan di DT-51 KND.

Makin banyak lubang maka pembacaan akan makin sering dan jika dikonversi ke RPM akan didapat hasil yang makin mendekati kondisi asli.

Rangkaian Sensor mendeteksi jumlah putaran per satuan waktu. Hal ini telah diakomondasikan oleh de KITS SPC DC Motor pada IN1 untuk mendeteksi pulsa kecepatan motor.

DT-51 KND

• Sebagai input transmisi (top. breake, up, down,neutral) pada keypad dan output display pada 7 segment. Penekanan TOP memutar motor pada kecepatan maksimum. Penekanan Up atau Down mengurangi atau menambah nilai PWM sebesar 10d. Penekanan N menghentikan putaran motor. Penekanan Breke menghentikan putaran motor secara cepat.

• Untuk menampilkan hasil perhitungan pulsa kecepatan motor. Setiap 1 detik tampilan pada 7 segment akan di update

Megnhitung RPM dengan rumusan sebagai berikut:

RPM = Hasil Tampilan/jumlah lubang kali dengan 60 detik/ gate time

Sumber :

http://macam-sensor.blogspot.com/2014/05/sensor-kecepatan.html

http://elektronikakontrol.blogspot.co.id/2014/09/macam-macam-sensor-serta-penjelasannya.html

http://cardyarliani.blogspot.com/2014/06/sensor.html

http://fajarsetiawan1994.blogspot.co.id/2014/03/sensor-kecepatan.html

Sensor Gerak

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Gambar Sensor PIR

Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.

Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

- Lensa Fresnel

- Penyaring Infra Merah

- Sensor Pyroelektrik

- Penguat Amplifier

- Komparator

Prinsip Kerja Sensor PIR

Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Sensor pyroelektrik terbuat dari bahan galium nitrida (GaN), cesium nitrat (CsNo3) dan litium tantalate (LiTaO3). Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu (keluaran berupa sinyal 1-bit). Jadi sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1, 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya pancaran infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah. Sensor PIR didesain dan dirancang hanya mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Diluar panjang gelombang tersebut sensor tidak akan mendeteksinya. Untuk manusia sendiri memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR. (Secara umum sensor PIR memang dirancang untuk mendeteksi manusia).

Jarak pancar sensor PIR

Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:

Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detector.

Fungsi / Penerapan Sensor Gerak

Contoh penerapan Sensor Gerak biasanya diterapkan pada Pintu-Pintu masuk Mall, Supermarket, Bandara atau pun hotel yang terbuka secara otomatis. Sensor akan aktif setelah ada objek yang mendekat dan dalam jangkauan sensor dan nantinya sensor akan mendeteksi adanya pancaran inframerah dari objek yang mendekat, yang nantinya akan mengaktifkan sensor tersebut.

Skema Sensor Gerak

Rangkaian diatas buat mendeteksi kalo ada orang yang datang. Sensor gerak yang digunakan DI-PIR Motion Detector.

DI-PIR Motion Detector adalah modul sensor yang memiliki 1 bit data keluaran, logika “0” dan “1”. Keluaran akan berlogika “0” saat mendeteksi perubahan kondisi penyulutnya (trigger) yang dalam hal ini adalah motion atau pergerakkan manusia.

Cara kerja rangkaian kira2 begini:

saat tdk ada orang keluaran sensor bernilai 5 v TR1 tdk aktif , Tegangan emitornya nol sehingga tegangan transistor kedua tdk aktif.

saat ada orang, keluaran sensor menjadi 0 volt, trasistor pertama aktif , tegangan emiternya mendekati 5 volt , tegangan tsb mengisi capasitor dan mengaktifkan transitor ke 2 (relay on). tegangan capacitor ini akan bertahan beberapa saat (delay) tergantung nilai capacitor.

Lamanya delay bisa diatur dengan merubah2 nilai capacitor.

Sumber :

http://sainsdanteknologiku.blogspot.co.id/2011/07/sensor-pir-passive-infra-red.html

http://agastyadarma.blogspot.co.id/2012/08/rangkaianskematik-sederhana-untuk.html

Sensor Magnet

Disebut juga Relai Buluh adalah Alat yang akan terpengaruh Medan Magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran, seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet disekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap maupun uap.

Prinsip Kerja Sensor Magnet

berdasarkan Hukum Faraday dimana apabila sebuah penghantar memotong suatu medan magnet maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan menimbulkan Gaya Gerak Listrik (GGL)) atau Electromagnetic Force (Emf). Besaran Emf tersebut adalah tergantung kepada kuat medan magnet dan kecepatan pemotongan. Contoh Sensor yang menggunakan Prinsip Kerja Electrromagnetic ini adalah Speed Detector/Tacho Generator, Sensor Vibrasi, dan Microphone/Sensor Suara. Apabila Sensor tersebut menerima getaran maka batang magnet tersebut akan ikut bergetar dan medan magnet tersebut akan terpotong-potong oleh gulungan kawat sehingga kedua ujung gulungan kawat tersebut akan menimbulkan tegangan.

Fungsi / Penerapan Sensor Magnet

Alat yang populer saat ini adalah Maglev (Magnet Letivation), Alat ini diterapkan pada pintu mobil maupun pintu hotel karena alat ini berfungsi sebagai sensor maka akan mendeteksi penghantar yang sedang mendekat. Apakah cocok atau tidak, jika tidak tentu tidak akan membuka pintunya.

Skema Sensor Magnet

Skema Sensor magnet Pintu

Rangkaian diatas menggunakan sensor magnet reed switch untuk menggerakkan LED.Pada rangkaian ini menggunakan prinsip pembagi tegangan antara kaki basis transistor. Cara kerja rangkaian adalah jika pada reed switch didekati medan magnet maka hambatan kontak reed switch akan menghubung. Hal ini menyebabkan arus negatif masuk ke kaki transistor, maka transistor tidak akan mengantar arus. Pada saat reed switch dijauhkan dari medan magnet maka kontak reed switch akan membuka, maka arus listrik posistip akan masuk ke kaki basis. Transisotr akan mengalirkan arus negative yang akan menyalakan LED. Medan magnet dapat menggunakan magnet batang. Contoh aplikasi sederhana adalah indicator atau alarm untuk pintu dibuka atau ditutup.Untuk pengembangan lebih lanjut LED dpat ditambah relay driver untuk mengendalikan alarm atau sirine maupun beban listrik yang lebih besar misalnya lampu AC 220V.


Sumber :

http://cardyarliani.blogspot.co.id/2014/04/sensor-magnet-sensor-magnet-adalah.html

http://fajarsetiawan1994.blogspot.co.id/2014/03/sensor-magnet.html

Sensor Proximity

Sensor Proximity adalah rangkaian elektronika yang mampu merasakan atau mendeteksi suatu benda tanpa harus ada kontak fisik dengan benda tersebut. Biasanya sensor proximity menggunakan radiasi gelombang elektromagnetik atau sinar elektromagnetik seperti infrared. Target dari sensor proximity ini disebut target sensor, yang biasanya dikalkulasikan secara otomatis oleh bagian penerima dari sensor proximity dengan menggunakan pantulan dari sinar atau gelombang elektromagnetik yang telah dipancarkan.

Prinsip Kerja Sensor Proximity

Sensor ini memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap apabila mengenai benda berwarna gelap. Sumber cahaya yang digunakan adalah LED yang akan memancarkan cahaya merah dan yang bertindak sebagai penangkap cahaya LED adalah photodioda. Jika sensor berada di garis hitam maka photodioda akan sedikit menerima pantulan cahaya, sebaliknya jika sensor berada di garis putih maka photodioda akan banyak menerima pantulan cahaya.

Jarak deteksi adalah jarak dari posisi yang terbaca dan tidak terbaca sensor untuk operasi kerjanya. Mengatur jarak dari permukaan sensor memungkinkan sensor lebih stabil dalam pengoperasiannya. Posisi objek sensing transit ini adalah sekitar 70% – 80% dari jarak normal sensing.

Sementara itu untuk nilai output dari proximity switch ada 3, yaitu seperti gambar dibawah ini :

Output 2 Kabel VDC

Output 3 dan 4 Kabel VDC

Output 2 Kabel VAC

Fungsi Sensor Proximity

Contoh penggunaan biasanya pada metal detector di tempat - tempat tertentu, seperti bandara, mall, dll. Pada pintu masuk pasti dipasang proximity sensor yang hanya sensitif ( berfungsi / aktif ) ketika sinyal pantulnya dihalangi oleh benda logam.

Skema Sensor Proximity (metal detector)

Skema Rangkaian Pendeteksi Logam

Ini adalah rangkaian detektor logam yang digunakan IC CS209A. Sebuah kumparan 100uH digunakan untuk merasakan kehadiran logam. IC CS209A telah dibangun di sirkuit osilator dan kumparan L1 merupakan bagian dari rangkaian LC eksternal yang menentukan frekuensi osilasi. Induktansi dari perubahan kumparan di hadapan logam dan perubahan yang dihasilkan di osilasi didemodulasi untuk membuat alarm. LED memberikan indikasi visual juga. Sirkuit ini dapat merasakan logam hingga jarak beberapa inci.

Catatan: 

Saklar S1 dapat menjadi tipe geser ON / OFF. 

POT R1 dapat digunakan untuk mengatur sensitivitas sirkuit.

IC CS209A Deskripsi 

CS209A adalah sirkuit terpadu monolitik bipolar untuk digunakan dalam deteksi logam (Pendeteksi Logam) / kedekatan aplikasi penginderaan. IC (lihat diagram blok) berisi dua on-chip regulator saat ini, osilator dan umpan balik tingkat rendah sirkuit, puncak rangkaian deteksi / demodulasi, komparator dan dua tahap output komplementer. 

Osilator, bersama dengan jaringan LC eksternal, menyediakan dikendalikan osilasi mana amplitudo sangat tergantung pada Q dari tangki LC. Selama kondisi Q rendah, tingkat rendah umpan balik rangkaian variabel memberikan dorongan untuk mempertahankan osilasi. Puncak demodulator indra bagian negatif dari osilator menyelimuti dan menyediakan bentuk gelombang didemodulasi sebagai masukan untuk komparator.Pembanding yang menetapkan negara bagian output komplementer dengan membandingkan input dari demodulator ke referensi internal. Beban eksternal yang diperlukan untuk pin output. Sebuah rangkaian penindasan transien disertakan untuk menyerap transien negatif.

Lay out IC CS209A dan diagram blog IC CS209A

Sumber :

https://rayendente.wordpress.com/2015/06/22/sensor-proximity/

http://electrozone94.blogspot.co.id/2013/10/rangkaian-pendeteksi-logam.html

Sensor LDR

LDR adalah singkatakan dari Light Dependent Resistor yang merupakan salah satu jenis komponen elektronika resistor. Komponen ini merupakan resistor yang nilai tahanan atau hambatannya sangat peka terhadap intensitas cahaya. Komponen LDR biasanya juga disebut dengan photo resistor, atau photocell.

Perlu diketahui bahwa nilai resistansi LDR sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka semakin menurun nilai resitansinya. Sebaliknya, jika cahaya yang mengenainya sedikit (gelap), maka nilai hambatannya menjadi semakin besar, sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

Pada umumnya sebuah LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm saat berada di kondisi minim cahaya (gelap), dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi terkena cahaya. Tak heran jika komponen yang satu ini banyak diaplikasikan pada rangkaian dengan tema saklar otomatis dari cahaya.

Prinsip Kerja LDR

Prinsip kerja LDR bisa dibilang sangat sederhana, tak jauh berbeda dari variabel resistor pada umumnya. LDR dipasang pada sebuah rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambung aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya, jika cahaya yang mengenainya sedikit (gelap), maka nilai hambatannya menjadi semakin besar.

Fungsi LDR

Dari penjabaran mengenai arti LDR tadi, fungsi LDR adalah sebagai saklar otomatis berdasarkan cahaya. Jika cahaya yang diterima oleh LDR banyak, maka nilai resistansi LDR akan menurun, dan listrik dapat mengalir (ON). Sebaliknya, jika cahaya yang diterima LDR sedikit, maka nilai resistansi LDR akan menguat, dan aliran listrik terhambat (OFF).

LDR kerap difungsikan sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti lampu penerangan jalan otomatis, lampu kamar tidur otomatis, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, shutter kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya.

Skema LDR

Cara kerja skema sakelar cahaya di atas yaitu : ketika cahaya terang, maka resistansi pada LDR akan berkurang sehingga tegangan antara basis dan emitor yang diwakili oleh resistor 330, sebagian resistansi VR, dan resistansi LDR lebih kecil daripada resistansi pada VR sebelah atas (antara basis ke positif). Sehingga transistor dalam keadaan tidak bekerja dan relay dalam kondisi terbuka.

Tapi ketika cahaya berkurang, maka resistansi meningkat dan sekaligus meningkat pula tegangan antara basis dan emitor. Kondisi ini membuat transistor aktif dan mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Karena arus yang mengalir melalui kolektor di seri dengan relay, maka relay akan ikut aktif. Aktifnya relay bisa kita manfaatkan untuk menghidupkan lampu dari PLN, atau dalam simulasi yang kami lakukan yaitu untuk menghidupkan led dengan baterai. Berikut adalah komponen yang siap dirakit + (baterai, led merah, dan resistor 1K untuk simulasi).

Untuk membuat lampu otomatis, setidaknya kita butuh 5 komponen sebagai berikut:

• · LDR, berfungsi untuk mendeteksi cahaya. Rencananya : jika siang maka lampu mati, jika malam lampu menyala. 
• Potensiometer, berfungsi untuk kalibrasi intensitas cahaya untuk menyalakan atau mematikan lampu. 
• Transistor jenis NPN, berfungsi sebagai sakelar elektrik untuk menghidupkan relay. 
• Resistor, sebagai pengaman arus yang masuk ke transistor. 
• Relay, berfungsi sebagai sakelar untuk menghidupkan lampu. 

Setidaknya, kita hanya butuh 5 komponen untuk membuat sakelar cahaya untuk menghidupkan lampu. Kelima komponen tersebut belum termasuk kabel dan peralatan tambahan seperti tang untuk memotong, selotip (jika perlu), serta solder dan timahnya. Dalam percobaan kali ini, kami akan men-simulasikan rangkaian sakelar cahaya atau sensor cahaya untuk menghidupkan led dengan sumber daya dari baterai. 

Hasil rakitan komponen tersebut dalam project board ditambah dengan simulasi lampu led dengan baterai.

Kondisi terang, relay mati, led mati

LDR terhalangi (agak gelap), relay nyala, dan led nyala.

Sumber : 

http://www.elangsakti.com/2015/06/rangkaian-sensor-cahaya-ldr-lampu-otomatis.html

http://belajarelektronika.net/pengertian-ldr-fungsi-dan-prinsip-kerjanya/