Sensor Tekanan [PDF]

Citation preview

TUGAS MEKATRONIKA “ SENSOR TEKANAN “



OLEH : MORESA DEVEGA 1010443010



JURUSAN FISIKA UNIVERSITAS ANDALAS 2014



SENSOR TEKANAN



Gambar 1 : Sensor Tekanan



Sensor tekanan - sensor ini memiliki transduser yang mengukur ketegangan kawat, dimana mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Dasar penginderaannya pada perubahan tahanan pengantar (transduser) yang berubah akibat perubahan panjang dan luas penampangnya. Sensor tekanan adalah sensor untuk mengukur tekanan suatu zat. Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. P =F/A Satuan tekanan (Pa = Pascal) dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi. Akan tetapi pernyataan ini tidak selamanya benar atau terkecuali untuk uap air, uap air jika tekanan ditingkatkan maka akan terjadi perubahan dari gas kembali menjadi cair. (dikutip dari wikipedia : kondensasi). Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk



menerangkan mengapa pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan, dengan gaya yang sama akan dapatkan tekanan yang lebih tinggi.



Prinsip Kerja Sensor Tekanan Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Ukuran Tegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Kurangnya tegangan didasarkan pd prinsip kerja bila pengantar beubah panjang serta luas penampang. Perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga mengakibatkan perubahan induksi magnetik pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT (center tap), dengan demikian apabila inti mengalami pergeseran maka induktansi pada salah satu kumparan bertambah sementara induktansi pada kumparan yang lain berkurang. Kemudian pengubah sinyal berfungsi untuk mengubah induktansi magnetik yang timbul pada kumparan menjadi tegangan yang sebanding. Faktor lingkungan yang mempengaruhi kinerja sensor:  Keadaan cuaca yang tidak menentu  Keadaan Suhu pada suatu lingkungan  Tekanan sekitar sensor  Umur dari komponen sensor tersebut



Gambar 2 : Sensor Tekanan



Aplikasi Sensor Tekanan Sensor tekanan dapat diaplikasikan pada:  Motor bensin  Pesawat terbang  Pengukur tekanan ban  Pengukur tinggi suatu cairan  ketinggian, pesawat terbang, roket, satelit, balon udara dll



Ide pengembangan



Alat ini kelak akan saya namai "PSB" alias Pressure Sensor Bag. Sensor ini akan diintegrasikan dengan tas, sehingga sensor akan mendeteksi berapa berat tas yang sedang dibawa. Apabila melebihi batas angka yang sudah diset sebelumnya maka tas akan memunculkan kode pada LCD mini yang dipasang ditas bahwa tas tersebut tidak layak



dibawa, harus ada beberapa beban yang dikeluarkan agar tas memiliki berat yang wajar untuk dibawa oleh orang.



SENSOR TEKANAN MPX4100 Sensor tekanan MPX4100 merupakan seri Manifold Absolute Pressure (MAP) yaitu sensor tekanan yang dapat membaca tekanan udara dalam suatu manifold. Pada dasarnya sensor tekanan MPX4100 adalah sebuah sensor tekanan yang sudah dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal dan temperatur kalibrator yang membuat sensor ini stabil terhadap perubahan suhu. Untuk akurasi pengukuran sensor ini menggunakan teknik micro machine, thin film metalization dan proses bipolar semiconductor. Bentuk fisik sensor tekanan MPX4100 cukup kecil seperti terlihat pada gambar berikut. Bentuk Fisik Sensor Tekanan MPX4100



Bentuk fisik dari sensor tekanan MPX4100 cukup kecil sehingga dapat digunakan dengan lebih praktis dan efisien tempat peletakan sensor tekanan MPX4100 tersebut. Dengan adanya rangkaian pengkondisi sinyal, sensor ini dapat terhubung langsung pada Analog to Digital Converter. Rangkaian pengkondisi sinyal menghasilkan tegangan analog dengan Skala Penuh (Full Scale) hingga 5 Volt.



Feature Sensor tekanan MPX4100 Sesuai datasheet dari sensor tekanan, feature yang dimiliki oleh sensor tekanan tipe MPX4100 ini adalah sebagai berikut :  1.8% Maximum Error Over 0° to 85°C  Specifically Designed for Intake Manifold Absolute Pressure Sensing in Engine Control Systems  Ideally Suited for Microprocessor Interfacing



 Temperature Compensated Over -40°C to +125°C  Durable Epoxy Unibody Element  Ideal for Non-Automotive Applications



Diagram Blok Internal Sensor Tekanan MPX4100



Sensor ini mempunyai kemampuan untuk mendeteksi tekanan 15 hingga 115 kilo Pascal dan bekerja berdasarkan perbedaan tekanan antara P1 dan P2. P1 atau Pressure Side terdiri dari fluorisilicone gel yang melindunginya dari benda-benda keras. Grafik Tegangan Output Sensor Tekanan MPX4100



Gambar diatas menunjukkan perubahan tekanan terhadap tegangan output dari sensor di mana perubahan bergerak linear setelah 20 kPa. Tampak 3 buah garis pada grafik tersebut yang menunjukkan batas maksimum dan minimum error dari hasil pengukuran sensor. Sensor tekanan pada aplikasi robotik seringkali digunakan sebagai feedback mechanic di mana sistem mikrokontroler dapat mendeteksi kondisi mekanik pada saat itu. Contohnya untuk mendeteksi kuat lemah cengkeraman robot atau menghitung beban yang diletakkan pada robot. Selain itu pengukuran tekanan kompresi pada manifold mesin (otomotif) sering menggunakan sensor tekanan MPX4100 ini karena tetap stabil dalam perubahan suhu yang tinggi.



Referensi : http://www.alatuji.com/kategori/302/sensor-tekanan dwisudarnoputra.files.wordpress.com Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-tekanan/ Copyright © Elektronika Dasar