Thermocouple

Sensor termokopel adalah sensor yang mampu mengukur suhu sangat tinggi sehingga sensor suhu thermocouple ini sering digunakan untuk industri pengolahan minyak atau baja. Sensor suhu termokopel memiliki nilai output yang kecil pada kondisi level noise yang tinggi, sehingga memerlukan pengkondisi sinyal agar nilai output tersebut dapat dibaca. 

Sejarah Thermocouple

 Berasal dari kata “Thermo” yang berarti energi panas dan “Couple”yang berarti pertemuan dari dua buah benda. Thermocouple adalah transduser aktif suhu yang tersusun dari dua buah logam berbeda dengan titik pembacaan pada pertemuan kedua logam dan titik yang lain sebagai outputnya. Thermocouple merupakan salah satu sensor yang paling umum digunakan untuk mengukur suhu karena relatif murah namun akurat yang dapat beroperasi pada suhu panas maupun dingin. Konstruksi Sensor Suhu Thermocouple Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun 1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck. Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Di antara kedua logam tersebut lalu diletakkan jarum kompas. Ketika sisi logam tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata bergerak. Belakangan diketahui, hal ini terjadi karena aliran listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet. Medan magnet inilah yang menggerakkan jarum kompas. Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan efek Seebeck. 

Grafik thermocouple

Penemuan Seebeck ini memberikan inspirasi pada Jean Charles Peltier untuk melihat kebalikan dari fenomena tersebut. Dia mengalirkan listrik pada dua buah logam yang direkatkan dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sambungan yang lainnya. Pelepasan dan penyerapan panas ini saling berbalik begitu arah arus dibalik. Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini kemudian dikenal dengan efek Peltier. Sir William Thomson, menemukan arah arus mengalir dari titik panas ke titik dingin dan sebaliknya. Efek Seebeck, Peltier, dan Thomson inilah yang kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik.Sumber: http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-suhu-thermocouple/

Bimetal ( Sensor Thermal )

Pengertian Bimetal

Bimetal terdiri dua kata yakni “bi” yang artinya dua dan “metal” yang artinya logam. Jadi, bimetal merupakan dua keping logam yang disatukan atau dikeling dan memiliki muai panjang berbeda. Dua logam yang dikeling disebut dengan keping bimetal. 

Misalnya antara besi dan aluminium seperti gambar di atas, di mana besi mempunyai koefisien muai panjang 11 x 10 ^–6 /°C dan aluminium mempunyai koefisien muai panjang 25 x 10 ^–6 /°C. Bagaimana prinsip kerja bimetal?

Prinsip Kerja Bimetal

Prinsip kerja bimetal menggunakan konsep pemuaian, khususnya muai panjang. Jadi, bimetal peka terhadap perubahan suhu. Jika keping bimetal dipanaskan atau dinaikan suhunya, maka akan melengkung ke arah logam yang memiliki angka koefisien muai panjangnya kecil. Bila didinginkan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang angka koefisien muai panjangnya besar.

Berdasarkan prinsip kerja tersebut, bimetal dipakai sebagai termostat. Termostat merupakan alat yang memiliki berfungsi ganda yakni sebagai saklar otomatis dan sebagai pengatur suhu. Sebagai saklar otomatis biasanya digunakan pada setrika listrik, almari es, bel listrik, alarm kebakaran, lampu sen mobil atau motor, rice cooker, oven dan lain-lain. Apabila sudah sampai batas panas yang diinginkan maka bimetal akan melengkung memutuskan aliran arus listrik dan alat kembali dingin bimetal akan lurus menghubungkan arus lagi, seperti gambar di bawah ini. 

Sebagai pengatur suhu atau dikenal dengan nama thermometer logam, dimana melengkungnya logam dapat diberi skala sehingga setiap kenaikan lengkungan dapat digunakan untuk menunjukkan kenaikan suhu.

Selain sebagai saklar otomatis dan pengatur suhu, bimetal digunakan sebagai alat sensor panas otomatis pada alaram kebakaran. Apabila terjadi kebakaran dan suhu di sekitar panas (bimetal panas ) maka bimetal akan melengkung menghubungkan arus listrik yang terhubung pada alarm. Ketika alarm berbunyi petugas segera dapat mengetahui dan dapat segera menangani agar tidak terjadi kebakaran. Skema prinsip kerja sensor panas adalah sebagai berikut.

Demikian pengertian, prinsip kerja dan contoh penerapan bimetal dalam kehidupan sehari-hari.

Sumber : http://mafia.mafiaol.com/2014/03/prinsip-kerja-bimetal.html

Sensor Kelembapan

Pengertian sensor kelembaban

Suatu alat ukur yang digunakan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendifinisian yang suatu kelembaban uap air yang terkandung dalam udara.

Jenis kelembaban

Kelembaban absolut 
bilangan yang menunjukkan berapa gram uap air yang tertampung dalam satu meter kubik udara
Kelembaban relatif

bilangan yang menunjukkan berapa persen perbandingan antara uap air yang ada dalam udara saat pengukuran dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut.

Jenis sensor kelembaban

• Capacitive Sensors
• Electrical Conductivity Sensors
• Thermal Conductivity Sensors
• Optical Hygrometer
• Oscillating Hygrometer

Capasitif sensor

Sebuah kapasitor air-filled/terisi-udara dibuat sebagai suatu sensor kelembaban relative karena uap dalam atmosfer merubah permivitas elektrik udara.

Prinsip kerja

• Memanfaatkan perubahan kapasitif
• perubahan posisi bahan dielektrik diantara kedua keping
• pergeseran posisi salah satu keping dan luas keping yang berhadapan langsung
• Perubahan jarak antara kedua keping

Contoh sensor
Sensor Relative Humidity HS-15P

Aplikasi dalam industri

• Sistem Pengendalian Suhu Dan Kelembaban
• Pada Mesin Pengering Kertas

- Pada prinsipnya cara kerja sensor  ini adalah mendeteksi besarnya kelembaban relatif udara di sekitar sensor tersebut.

- HS15P yang mendeteksi kelembaban di sekitarnya akan merubah frekuensi oscilator dan akan mengirimkan data ke mikrokontroler slave. Dari mikro slave akan dilanjutkan ke mikro master. Selanjutnya mikro akan menganalisa data, mikro melakukan dengan cara membandingkan antara data yang dikirim dan data masukan. Apabila dalam membandingkan tersebut diatas kelambaban yang ditentukan dibawah atau diatas dari data yang dikirim sensor maka alat akan bekerja untuk menyesuaikan kelembaban menjdi sesuai dengan yang diharapkan.
Karakteristik sensor HS15P
1. Bekerja pada rating temperatur 0°C sampai dengan 50°C
2. Bekerja pada rating kelembaban 20 % sampai dengan 100 % RH
3. Tegangan kerja adalah tegangan AC 1 Vrms
4. Frekuensi kerja adalah 50 Hz sampai dengan 1 KHz
5. Konsumsi daya adalah 0,3 mW
6. Dengan perubahan temperatur dengan kenaikan 5°C maka kurva karakteristik Relative Humidity  akan bergeser berbanding  terbalik (logarimatik) dengan perubahan impedansi.

Electrical Conductivity Sensors

sensor kelembaban konduktivitas adalah disebut dengan “Pope  element”, yang terdiri dari polystyrene yang dilakukan/diperlakukan dengan asam sulfur untuk  memperoleh karakteristik surface-resistivitas yang  diinginkan.

Contoh Sensor
Sensor ABS-300

Aplikasi dalam industri
Indikator pengering pada mesin cuci

Prinsip kerja

>> Terdiri dari film tipis polimer / oksida logam antara dua elektroda konduktif.
>> Permukaan penginderaan / sensor dilapisi dengan logam berpori elektroda untuk melindunginya kontaminasi. bahan kaca, keramik, atau silikon.
>> Perubahan dalam konstanta dielektrik sensor kelembaban kapasitif hampir berbanding lurus dengan kelembaban relatif lingkungan sekitarnya

Karakteristik sensor

Perubahan kapasitansi 0,2-0,5 pF untuk RH 1%
Kapasitansi antara 100 dan 500 pF sebesar 50% RH pada 25 ° C.
Rentang waktu respon antara 30 hingga 60 s untuk perubahan RH 63%.

Thermal Conductivity SensorsPenggunaan konduktivitas thermal dari gas untuk  mengukur kelembapan dapat di ukur oleh sebuah sensor thermistor

contoh sensor
Sensor TCG-3880

Aplikasi
Vacuum sensor pada industri misalnya untuk mesin pengeringan

Prinsip kerja

>> terdiri dari dua ruang masing-masing dengan sebuah sensor identik konduktivitas termal.
>> Satu ruang yang ditutup dan diisi dengan gas referensi, dan yang lainnya menerima gas sampel.
>> Perbedaan konduktivitas termal dari sampel gas referensi dan diterjemahkan ke dalam angka konsentrasi oleh sirkuit mikroprosesor dalam unit elektronik.

Sumber : http://kuliah.andifajar.com/sensor-kelembaban/

Sensor Suara

Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya. Salah satu komponen yang termasuk dalam sensor ini adalah Microphone atau Mic. Mic adalah komponen eletronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.

Gambar Sensor Suara

Sumber : 

http://komponenelektronika.biz/sensor-suara.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor_suara

Sensor Kecepatan ( RPM )

Sensor kecepatan atau velocity sensor merupakan suatu sensor yang digunakan untuk mendeteksi kecepatan gerak benda untuk selanjutnya diubah kedalam bentuk sinyal elektrik. Dalam prakteknya ada beberapa sensor yang digunakan untuk berbagai keperluan ini, sensor-sensor tersebut diantaranya:

·         Tachometer dan Stroboscope

·         Kabel Piezoelectric

·         Muzzle velocity

·         Encoder Meter

1.   Tachometer dan Stroboscope

      1.1.   Tachometer

Pada setiap pelatihan audit pengukuran kecepatan misalnya untuk motor, pengukurannya sangat kritis karena kemungkinan terdapat perubahan frekuensi, slip pada belt dan pembebanan. Dalam hal ini ada dua jenis alat pengukur kecepatan yaitu tachometer dan stroboscope.

Tachometer.

Tachometer sederhana adalah jenis alat kontak, yang dapat digunakan untuk mengukur kecepatan yang memungkin kan dapat diakses secara langsung.

            Tachometer biasanya merupakan magnet permanen generator DC kecil. Jika generator berotasi akan menghasilkan tegangan DC yang proporsional langsung terhadap kecepatan.

Padatachometer, roda tachometer dikontakkan dengan badan yang berputar. Karena adanya gesekan diantara keduanya, setelah beberapa detik kecepatan roda tachometer sama dengan kecepatan poros berputar. Kecepatan ini ditampilkan pada panel sebagai putaran per menit (rpm).  Kecepatan dari putaram poros diukur menggunakan magnetik pick up sensor.

            Kumparan kecil yang terletak dekat magnet menerima pulsa setiap kali magnet lewat. Dengan mengukur frekuensi pulsa maka kecepatan poros bisa ditentukan. Tegangan yang keluar adalah sangat kecil dan membutuhkan proses penguatan (amplifikasi) untuk bisa diukur.
Sumber : http://jonielektro.blogspot.com/2012/07/mengenal-sensor-kecepatan.html

Sensor Mekanik

Sensor Mekanik
Merupakan sensor yang memiliki output yang berubah terhadap perubahan gaya atau perubahan jarak (perpindahan). Gaya ataupun perpindahan tersebut bisa linier ataupun rotasi. Beberapa contoh sensor mekanik yang umum digunakan antara lain:
1) Potensiometer
Merupakan sensor yangmemiliki tiga kaki dengan tuas yang bisa digeser. Bila semua kaki pada potensiometer digunakan, maka potensiometer tersebut berfungsi seperti pembagi tegangan. Sedangkan jika hanya dua kaki yang digunakan, maka potensiometer tersebut berfungsi seperti hambatan geser.
2) Strain Gauge
Merupakan sensor yang digunakan untuk mengukur regangan (strain) dari suatu benda. Output dari sensor ini adalah berupa perubahan resistansi yang kemudian dikondisikan dengan menggunakan wheatstone bridge. Sensor ini digunakan dengan cara ditempelkan pada permukaan logam yang akan diukur regangannya.

Sensor Mekanik (Mechanics Sensor) merupakan sensor atau transduser yang digunakan untuk mengetahui, mengukur atau mendeteksi nilai perubahan atau gerakan mekanis dari suatu objek.

Pergerakkan mekanis adalah tindakan yang paling banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti perpindahan suatu benda dari suatu posisi ke posisi lain, kecepatan mobil di jalan raya, dongrak mobil yang dapat mengangkat mobil seberat 10 ton, debit air didalam pipa pesat, tinggi permukaan air dalam tanki. Semua gerak mekanis tersebut pada intinya hanya terdiri dari tiga macam, yaitu gerak lurus, gerak melingkar dan gerak memuntir. Gerak mekanis disebabkan oleh adanya gaya aksi yang dapat menimbulkan gaya reaksi. Banyak cara dilakukan untuk mengetahui atau mengukur gerak mekanis misalnya mengukur jarak atau posisi dengan 30 meter, mengukur kecepatan dengan tachometer, mengukur debit air dengan rotameter dsb. Tetapi jika ditemui gerakan mekanis yang berada dalam suatu sistem yang kompleks maka diperlukan sebuah sensor untuk mendeteksi atau mengimformasikan nilai yang akan diukur. Berikut akan dijabarkan beberapa jenis sensor mekanis yang sering dijumpai di dalam kehidupan sehari-hari.

Pengertian Dan Jenis Sensor Mekanik (Mechanics Sensor)

·         Sensor Posisi Pengukuran

posisi dapat dilakukan dengan cara analog dan digital. Untuk pergeseran yang tidak terlalu jauh pengukuran dapat dilakukan menggunakan cara-cara analog, sedangkan untuk jarak pergeseran yang lebih panjang lebih baik digunakan cara digital. Hasil sensor posisi atau perpindahan dapat digunakan untuk mengukur perpindahan linier atau angular. Teknis perlakuan sensor dapat dilakukan dengan cara terhubung langsung ( kontak ) dan tidak terhubung langsung ( tanpa kontak ).

·         Sensor Kecepatan (Motion Sensor)

Pengukuran kecepatan dapat dilakukan dengan cara analog dan cara digital. Secara umum pengukuran kecepatan terbagi dua cara yaitu: cara angular dan cara translasi. Untuk mengukur kecepatan translasi dapat diturunkan dari cara pengukuran angular. Yang dimaksud dengan pengukuran angular adalah pengukuran kecepatan rotasi (berputar), sedangkan pengukuran kecepatan translasi adalah kecepatan gerak lurus beraturan dan kecepatan gerak lurus tidak beraturan.

·         Sensor Tekanan (Presure Sensor)

·         Transduser tekanan dan gaya (load cell)

1.      terdiri dari bahan elastis dan sensor perpindahan (displacement)

2.      besaran ukur (i) strain atau (ii) displacement

3.      pengelompokan: tipe absolute gauge dan diferensial

·         Sensor tekanan dengan diafragma reliable, sukar dibuat, reproducible

1.      besaran ukur strain dengan strain gauge atau displacement dengan kapasitansi

2.      pengukuran dengan kapasitansi dalam rangkaian jembatan sangat sensitif dan mahal

3.      Penempatan dan rangkaian sensor

·         Rangkaian jembatan untuk kompensasi temperatur

·         Resistor sensitif temperatur baik dalam jembatan maupun pada regulator tegangan

Sensor Aliran Fluida (Flow Sensor)

 Pengukuran aliran mulai dikenal sejak tahun 1732 ketika Henry Pitot mengatur jumlah fluida yang mengalir. Dalam pengukuran fluida perlu ditentukan besaran dan vektor kecepatan aliran pada suatu titik dalam fluida dan bagaimana fluida tersebut berubah dari titik ke titik.

Sensor Level

Pengukuran level dapat dilakukan dengan bermacam cara antara lain dengan: pelampung atau displacer, gelombang udara, resistansi, kapasitif, ultra sonic, optic, thermal, tekanan, sensor permukaan dan radiasi. Pemilihan sensor yang tepat tergantung pada situasi dan kondisi sistem yang akan di sensor.

Sumber :
http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/pengertian-dan-jenis-sensor-mekanik-mechanics-sensor/
http://lo-livyanda.blogspot.com/2011/01/sensor-mekanik_20.html

Sensor Proximity

Secara bahasa Proximity switch berarti, proximity artinya jarak atau kedekatan, sedangkan switch artinya saklar jadi definisinya adalah sensor atau saklar otomatis yang mendeteksilogam berdasarkan jarak yang diperolehnya, artinya sejauhmana kedekatan object yangdideteksinya dengan sensor, sebab karakter dari sensor ini, mendeteksi object yang cukupdekat dengan satuan mili meter, umumnya sensor ini mempunyai jarak deteksi yangbermacam-macam seperti 5,7,10,12, dan 20 mm tergantung dari type sensor yang digunakan,semakin besar angka yang tercantum pada typenya,maka semakin besar pula jarak deteksinya, selain itu sensor ini mempunyai tegangan kerja antara 10-30 Vdc atau ada jugayang menggunakan tegangan AC 100-200Vac

Jenis sensor proximity: limit switch, ultrasonic proximity, proximity(infra merah), kamera dan lain sebagainya.
Cara kerjanya, bila cahaya dari proximity memantul pada suatu benda (mis garis), maka cahaya tersebut akan memantul dan diterima oleh basis phototransistor,maka phototransistor menjadi saturasi(on)sehingga tegangan output akan mendekati 0 volt. Sebaliknya jika tidak terdapat pantulan maka basis phototransistor tidak mendapat arus bias sehingga menjadi cut-off, dengan demikian tegangan output sama dengan tegangan Induk (Vcc).

Proximity Sensor terbagi dua macam, yaitu:

• Proximity Inductive
• Proximity Capacitive

Proximity Inductive berfungsi untuk mendeteksi obyek besi/metal. Meskipun terhalang oleh benda non-metal, sensor akan tetap dapat mendeteksi selama dalam jarak (nilai) normal sensing atau jangkauannya. Jika sensor mendeteksi adanya besi di area sensingnya, maka kondisi output sensor akan berubah nilainya.

Proximity Capacitive akan mendeteksi semua obyek yang ada dalam jarak sensingnya baik metal maupun non-metal.

Jarak Diteksi

Jarak diteksi adalah jarak dari posisi yang terbaca dan tidak terbaca sensor untuk operasi kerjanya, ketika obyek benda digerakkan oleh metode tertentu.

Pengaturan jarak 

Mengatur jarak dari permukaan sensor memungkinkan penggunaan sensor lebih stabil dalam operasi kerjanya, termasuk pengaruh suhu dan tegangan. Posisi objek (standar) sensing transit ini adalah sekitar 70% sampai 80% dari jarak (nilai) normal sensing.

Nilai output dari Proximity Switch ini ada 3 macam, dan bisa diklasifikasikan juga sebagai nilai NO(Normally Open) dan NC (Normally Close). Persis seperti fungsi pada tombol, atau secara spesifik menyerupai fungsi limit switch dalam suatu sistem kerja rangkaian yang membutuhkan suatu perangkat pembaca dalam sistem kerja kontinue mesin.

Tiga macam ouput Proximity Switch ini bisa dilihat pada gambar dibawah.

Output 2 kabel VDC

Output 3 dan 4 kabel VDC

Output 2 kabel VAC

Dengan melihat gambar diatas kita dapat mengenali type sensor Proximity Switch ini, yaitu type NPN dan type PNP. Type inilah yang nanti bisa dikoneksikan dengan berbagai macam peralatan kontrol semi digital yang membutuhkan nilai nilai logika sebagai input untuk proses kerjanya.

Beberapa jenis Proximity Switch ini hanya bisa dikoneksikan dengan perangkat PLC tergantung type dan jenisnya. Sensor ini juga bisa dikoneksikan langsung dengan berbagai macam peralatan kontrol semi digital, dan counter relay digital adalah salah satunya.

Pada prinsipnya fungsi Proximity Switch ini dalam suatu rangkaian pengendali adalah sebagai kontrol untuk memati hidupkan suatu sistem interlock dengan bantuan peralatan semi digital untuk sistem kerja berurutan dalam rangkaian kontrol.

Sumber : 

http://www.scribd.com/doc/116434840/Prinsip-Kerja-Proximity-Sensor

http://www.migas-indonesia.com/2012/12/prinsip-kerja-proximity.html

http://electric-mechanic.blogspot.com/2012/09/proximity-switch-sensor-jarak.html