BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dari masa ke masa berkembang cepat terutama dibidang otomasi industri. Perkembangan ini tampak jelas di industri pemabrikan, dimana sebelumnya banyak pekerjaan menggunakan tangan manusia, kemudian beralih menggunakan mesin, berikutnya dengan electro-mechanic (semi otomatis) dan sekarang sudah menggunakan robotic (full automatic) seperti penggunaan Flexible Manufacturing Systems (FMS) dan Computerized Integrated Manufacture (CIM) dan sebagainya. Model apapun yang digunakan dalam sistem otomasi pemabrikan sangat tergantung kepada keandalan sistem kendali yang dipakai. Hasil penelitian menunjukan secanggih apapun sistem kendali yang dipakai akan sangat tergantung kepada sensor maupun transduser yang digunakan. 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. Besaran masukan pada kebanyakan sistem kendali adalah bukan besaran listrik, seperti besaran fisika, kimia, mekanis dan sebagainya. Untuk memakaikan besaran listrik pada sistem pengukuran, atau sistem manipulasi atau sistem pengontrolan, maka biasanya besaran yang bukan listrik diubah terlebih dahulu menjadi suatu sinyal listrik melalui sebuah alat yang disebut transduser. Dalam kaitannya dengan sistem elektronis, Sensor dan transduser pada dasarnya dapat dipandang sebagai sebuah perangkat atau device yang berfungsi mengubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik, sehingga keluarannya dapat diolah dengan rangkaian listrik atau sistem digital (lihat Gambar 1.1). Dewasa ini, hampir seluruh peralatan modern memiliki sensor di dalamnya.

2 Gambar 1.1 Blok fungsional Sensor/Transduser Kebutuhan sensor pada sistem uji terus meningkat dan semakin rumit sejalan dengan kemajuan teknologi pengujian dan semakin bertambahnya jenis uji yang dibutuhkan industri. Jenis-jenis sensor yang sering dibutuhkan dalam pengujian antara lain sensor gaya muatan dan berat. 1.2 Rumusan masalah Berdasarkan latar belakang, maka dapat dirumuskan permasalahan yaitu : Apa pengertian atau definisi tentang sensor gaya muatan dan berat dan bagaimana aplikasi dari sensor tersebut.? 1.3 Tujuan dan manfaat Tujuan Tujuan dari makalah ini adalah : 1. Menjelaskan pengertian sensor gaya muatan dan berat 2. Memberikan contoh aplikasi sensor gaya muatan Manfaat 1.hasil dari makalah ini dapat berguna bagi masyarakat luas dan semua yang ingin mengetahui tentang sensor gaya muatan dan berat.

3 2.sebagai sumbangan pikiran bagi kalangan mahasiswa, juga untuk menambah daftar kepustakaan yang ada agar dapat meningkatkan kualitas dasi para penerus lainnya. BAB 2 ISI 2.1 Pengertian Sensor gaya muatan Sensor gaya muatan Berfungsi untuk mengubah gaya, beban, torsi dan regangan menjadi resistansi/hambatan. Sensor ini terbuat dari kawat tahanan tipis berdiameter sekitar 1 mm. Kawat tahanan yang biasa digunakan adalah campuran dari bahan konstantan (60 % Cu dan 40 % Ni). Kawat tahanan ini dilekatkan pada papan penyangga membentuk strain gage dengan tipe-tipe: a. Bonded strain gage

4 Susunan kawat tahanan di dalamnya berliku-liku sehingga memudahkan pendeteksian terhadap gaya tekanan yang tegak lurus dengan arah panjang lipatan kawat, karena tekanan akan menarik kabel sehingga meregang. Dengan meregannya starin gage, maka terjadi perubahan resistansi kawat. b. Unbonded strain gage Jenis strain gage yang dibentuk dengan kawat tahanan yang terpasang lurus dan simetris. Jika papan atau rangka mendapat tekanan dari luar, maka resistansinya akan bertambah. Konstruksi strain gage :

5 Strain gage dipasang/ditempelkan pada logam yang lentur yang dengan permukaan yang rata agar saat logam meregang strain gage juga ikut meregang tetapi tidak bergeser dar posisinya. Dengan melengkungnya besi/logam membuat strain gage melengkung juga/meregang sehingga resistansinya berubah. Gambar proses peregangan strain gage yang ditempelkan pada logam :

6 Karakteristik strain gage dihitung dengan rumus : 2.2 Pengertian Sensor berat Sensor berat adalah suatu alat yangdapat mendeteksi berat dan kemudiandiubah menjadi sinyal-sinyal listrik.sensor berat ini termasuk bagian darisensor mekanis. Prinsip kerja Sensor berat (STRAINGAUGE) Didasarkan pada efek piezoresistive dari bahan semikonduktor, seperti silikon dan germanium.strain adalah jumlah deformasi

7 dari suatu bagian dalamkaitannya dengan gaya. Secara rinci strain (e)digambarkan sebagai perubahan panjang, seperti yangterlihat pada gambar dibawah ini Secara prinsip apabila strain gauge diberi tekanan maka tahanan listrik straingauge akan berubah karena proses deformasi pada strain gauge. denganbesar perubahan tahanan listrikberbanding lurus dengan besarnya perubahan tekanan yang diterima straingauge Pengukuran strain gauge Pengukuran ketegangan menggunakan strain gauge dilakukan dengan menempatkan strain gauge pada rangkaian jembatan. Dalam prakteknya, orde pengukuran strain tidak lebih dari milistrain (e x 10-3), oleh karena itu pengukuran ketegangan memerlukan pengukuran yang sangat akurat dari perubahan yang sangat kecil dari resistansinya. Nilai perubahan tahanan pada strain gauge yang mengalami perubahan tekanan tidak signifikan,sehingga untuk dapat memberikan perubahan nilai elektrik maka

8 perubahan tahanan pada strain gauge ini dimasukan ke dalam rangkaian jembatan wheatstone seperti gambar berikut. 2.3 aplikasi Sensor gaya muatan dan berat Salah satu contoh aplikasi adalah timbangan digital berbasis sensor flexiforce. Sensor flexiforce merupakan sebuah sensor gaya (force) atau beban (load), sensor ini berbentuk printed circuit yang sangat tipis dan fleksibel. Sensor flexiforce sangat mudah diimplementasikan untuk mengukur gaya tekan antara 2 permukaan dalam berbagai aplikasi. Sensor flexiforce bersifat resistif dan nilai konduktansinya berbanding lurus dengan gaya/beban yang diterimanya. Semakin besar beban yang diterima sensor flexiforce maka nilai hambatan output-nya akan semakin menurun. Pada keadaan tanpa beban, resistansi sensor ini sebesar kurang lebih 20M ohm. Ketika diberi beban maksimum, resistansi sensor akan turun hingga kurang lebih 20K ohm. Rating beban maksimum sensor flexiforce bermacam-macam, yaitu 1 lb. (4,4 N), 25 lb. (110 N) dan 100 lb. (440 N). Aplikasi ini membutuhkan modul dan komponen berikut: - 1 DT-51 Minimum System Ver 3.0 (atau versi yang lebih tinggi), - 1 DT-I/O Graphic LCD GM24644,

9 - 1 DT-I/O I2C ADDA Ver 2.0 (atau versi yang lebih tinggi), - 1 Sensor Flexiforce A (0-25 lb.), - 1 LM324, - 2 Resistor variabel 10K, - 1 Resistor variabel 100K, - 2 Resistor 200K 0,25W 5%, - 2 Resistor 100K 0,25W 5%, - 1 Resistor 20K 0,25W 5%, - 1 Kapasitor 1μF/16V. Adapun blok diagram sistem secara keseluruhan adalah sebagai berikut: BAB III PENUTUP 1. Kesimpulan Sensor gaya muatan dan berat merupakan sensor fisika yang mengubah gaya, beban, torsi dan regangan menjadi resistansi/hambatan. Contoh aplikasinya bias diterapkan pada timbangan.

10 DAFTAR PUSTAKA pdf