Sensor Pendeteksi
Banjir (Sensor LVDT)
- Dapat memahami prinsip kerja
sensor LVDT dan pengaplikasiannya pada sensor pendeteksi bahaya banjir.
- Dapat membuat rangkaian
aplikasi dari sensor LVDT
1.
Resistor
Resistor
berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam
suatu rangkaian elektronika. Cara
menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor
tersebut. Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.
2.
Transformer
2 primer 2 sekunder
Transformer merupakan alat elektronika yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan tanpa menurunkan daya yang digunakan. perubahan ini disebabkan oleh adanya induksi pada inti trafo.
3.
Buzzer
Buzzer adalah sebuah
komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm.
4.
Dioda
Dioda
fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus
listrik dari arah sebaliknya.
5.
Kapasitor
Kapasitor berfungsi
sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik
6.
Vsine
Vsine berfungsi sebagai sumber arus AC
7.
Potensiometer
Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan
sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua
terminal yang digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser),
potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat. Potensiometer
biasanya digunakan untuk mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali
suara pada penguat.
8.
Lampu
Lampu berfungsi sebagai indicator.
9.
Ground
Ground
berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.
10.
IC 7812
Suplai daya atau tegangan catu suatu
rangkaian elektronik yang berubah-ubah besarnya dapat menyebabkan pengaruh yang
sifatnya merusak fungsi kerja rangkaian elektronik yang dicatunya. Catu daya
yang stabil dan dapat diatur sering disebut dengan regulated power supply. Catu
daya ini menggunakan komponen aktif sehingga harganya cukup mahal. Maka dari
itu, saat ini banyak digunakan catu daya dalam bentuk IC yaitu IC regulator
tegangan. IC regulator tegangan secara garis besar dapat dibagi menjadi dua
yakni regulator tegangan tetap (3 kaki) dan regulator tegangan yang dapat
diatur (3 kaki atau lebih).
3.
Dasar Teori [KEMBALI]
Sensor Linear Variable Differential Transformers (LVDT) adalah suatu sensor
yang bekerja berdasarkan prinsip trafo diferensial dengan gandengan variabel
antara gandengan variabel antara kumparan primer dan kumparan sekunder. Sensor
linear variabel diferential transformer (LVDT) merupakan sensor yang dapat
membaca tekanan atau perubahan melalui pergerakan atau perubahan posisi inti
magnet. Prinsip ini pertama kali digunakan pada tahun 1940-an. Pada saat ini
LVDT digunakan sebagai sensor jarak, sensor sudut, dan sensor mekanik lainnya.
Namun saat ini lebih sering digunakan sebagai sensor jarak.
Sensor ini umumnya terdiri dari sebuah
kumparan primer, dua kumpara sekunder, dan inti yang dapat bergerak. Kedua
kumparan sekunder akan terpasang secara seri dan inti itu sendiri terbuat dari
bahan feromagnetik.Bisa dikatakan bahwa sensor ini memungkinkan inti dapat naik
turun secara bebas pada pengooperasian nya.
Struktur Internal LVDT:
·
Dua
lilitan skunder kiri dan kanan dipisahkan oleh sebuah lilitan primer yang
menjadi pusatnya dan jarak lilitan primer ke masing-masing lilitan sekunder adalah
simetris
·
Core
adalah elemen yang bergerak pada LVDT, berbentuk pipa yang terpisah yang
terbuat dari bahan yang memiliki permeabilitas magnetik. Core bebas bergerak
secara aksial terhadap coil dan secara
mekanik dikopelkan pada objek yang akan diukur posisinya.
·
Pipa
yang digunakan terbuat dari bahan non feromagnetik, kemudian kedua kumparan
tersebut dihubungkan dengan seri dalam jumlah lilitan yang sama tapi secara
berlawanan.
·
Coil
adalah lilitankan pada satu potong bentuk cekungan yang terbuat dari polymer
bertulang kaca yang memiliki kestabilan suhu tinggi.
·
Diamankan
dalam sebuah rumahan silinder yang terbuat dari stainless stell.
Dalam aplikasinya, output
terhubung dalam bentuk yang berlawanan, seperti yang ditunjukkan pada gambar
.tegangan output individu sekunder v1 dan v2 pada posisi nol diilustrasikan
pada gambar. Namun, dalam hubungan yang berlawanan, setiap perpindahan dalam
posisi inti x dari titik nol menyebabkan amplitudo output tegangan dan
perbedaan fasa α berubah. Bentuk gelombang keluaran v berhubungan dengan posisi
inti ditunjukkan pada Gambar. Ketika inti diposisikan di tengah, ada dalam
pasangan yang sama antara gulungan primer dan sekunder, sehingga memberikan
titik nol atau titik referensi dari sensor. Selama inti tetap dekat pusat
pengaturan kumparan, output sangat linier. Rentang linier transformator
diferensial komersial jelas ditentukan, dan perangkat jarang digunakan di luar
rentang linier ini.
Prinsip Kerja LVDT
Inti berada di
tengah-tengah maka:
Flux S1 = S2
Tegangan induksi E1 = E2
Enetto = 0
Inti bergerak ke arah S1
maka:
Flux S1 > S2
tegangan induksi E1 >
E2,
Enetto = E1 - E2
Inti bergerak ke arah S2
maka:
Flux S1 < S2
Tegangan induksi E1 < E2
Enetto = E2 – E1
Sensor LVDT adalah suatu
sensor yang bekerja berdasarkan prinsip trafo diferensial dengan gandengan
variabel antara kumparan primer dan kumparan sekunder. Prinsip ini pertama kali
dikemukakan oleh Schaevits pada tahun 1940-an.Pada masa sekarang sensor LVDT
telah secara luas diunakan. Pada aplikasinya LVDT dapat digunakan sebagai
sensor jarak, sensor sudut, dan sensor mekanik lainnya.Untuk kali ini sensor
ini diaplikasikan sebagai sensor jarak. Suatu LVDT pada dasarnya terdiri dari
sebuah kumparan primer, dua buah kumparan sekunder dan inti dari bahan feromagnetik.
Kumparan-kumparan tersebut dililitkan pada suatu selongsong, sedangkan inti
besi ditempatkan didalam rongga selongsong tersebut. Selongsong ini terbuat
dari bahan non-magnetik. Kumparan primer dililitkan ditengah selongsong,
sedangkan kedua kumparan sekunder dililitkan disetiap sisi kumparan primer.
Kedua kumparan sekunder ini dihubungkan seri secara berlawanan dengan jumlah
lilitan yang sama.
Secara skematik LVDT dapat
digambarkan seperti pada Gambar di atas Pada ujung-ujung kumparan primer
diberikan tegangan eksitasi yang berupa sinyal yang dihasilkan oleh oscilator
Keluaran dari sensor ini diambil dari ujung-ujung kumparan sekunder. Besar tegangan
keluaran LVDT bergantung kepada posisi inti. Pada saat posisi inti. Pada saat
posisi inti besi ditengah, GGL yang diinduksi oleh kumparan sekunder 1 dan 2
sama besar. Tetapi karena kedua kumparan sekunder dihubungkan seri secara
berlawanan maka tegangan keluaran akan sama dengan nol. Jika inti besi kita
geser kearah kiri maka kumparan sekunder 1 akan mendapat rapat fluks yang lebih
tinggi dibandingkan dengan kumparan sekunder 2. Akibatnya GGl induksi pada
kumparan sekunder 1 akan lebih besar daripada kumparan sekunder 2. Tegangan
keluaran yang dihasilkan merupakan selisih tegangan kedua kumparan sekunder.
Hubungan antara tegagan keluaran dan pergesaran inti LVDT adalah linier pada
selang jarak tertentu. Hubungan antara tegangan keluaran U dengan posisi inti
besi x linier saat inti berada ditengah selongsong, dan tidak linier saat inti
berada di pinggirpinggir selongsong. LVDT dapat digunakan untuk mengukur pergeseran/perubahan jarak. Untuk keperluan
ini kita hubungkan pegangan inti LVDT ke bagian yang akan diukur pergerakannya.
Kelebihan dan kekurangan
sensor LVDT
·
Kelebihan
1. Bebas Gesekan.Pada sensor
LVDT memungkinkan inti bergerak tanpa gesekan atau tidak bersentuhan dengan
kumparan LVDT sehingga tidak ada gesekan. Fitur ini memungkinkan pada pengujian
bahan, pengukuran getaran perpindahan dan resolusi yang tinggi.
2. Resolusi Tak Terbatas.
3. Sensor LVDT mempunyai resolusi takterbatas. Sensor ini hanya
dibatasi oleh kebisingan di sinyal kondisioner dan output resolusi layar.
4. Masa Jangka Yang Tak
Terbatas.
5. Karena tidak ada kontak
langsung antara inti dan kumparan maka tidak ada aus atau bergesekan. aplikasi
ini sangat berguna pada aplikasi pesawat tebang, satelit dan kendaraan luar
angkasa.
6. Tahan Kerusakan Overtravel.
7. inti dari LVDT memungkinkan
untuk lulus sepenuhnya melalui sensor perakitan koil tanpa menyebabkan
kerusakan.
8. Respon Cepat dan Dinamis.
9. karena tidak adanya gesekan
selama operasi memungkinkan sensor LVDT untuk merespn secara sangat cepat
terhadap posisi inti terhadap kumparan.
10. Output Bersifat Absolut.
11. jika terjadi kehilangan
daya secara mendadak pada sensor, maka data posisi yang dikirim dari sensor
tidak akan hilang.
·
Kekurangan
LVDT
Harga sensor itu sendiri
relatif mahal. oleh sebab itu untuk menggunakan sensor ini membutuhkan biaya
yang lumayan menguras keuangan dibandingkan dengan sensor sejenis lainnya.
Prosedur percobaan:
- Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan dalam percobaan
- Baca setiap datasheet program
- Pasangkan semua kompenen didalam rangkaian percobaan
- Beri tegangan pada rangkaian
- Atur posisi ground
- Jalankan rangkaian
Prinsip Kerja Rangkaian:
Terdapat 3 kondisi yaitu
Kondisi 1:
Pada saat potensiometer
menunjukan 100% artinya jarak permukaan
air dan pinggiran sungai masih 100% dari jarak normal, maka arus yang
dihasilkan minimum karena hambatan pada
potensi maksimum. Sehingga tegangan suplay tidak dapat menghidupkan lamp dan
buzzer yang berarti ketinggian air dalam keadaan sangat aman dan tidak
berpotensi banjir.
Kondisi 2:
Pada saat potensiometer
bernilai 50% yang artinya jarak permukaan air dan pinggiran sungai adalah 50%
dari jarak normal, maka arus yang dihasilkan yaitu sebesar Vsumber/70% hambatan
potensio. Sehingga arus yang dihasilkan
belum sudah dapat menhidupkan lampu dengan nyala redup namun tidak menghidupkan
buzzer yang artinya sedikit berpotensi banjir namun masih dalam tahap aman.
Kondisi 3:
Pada saat potensiometer
telah bergeser ke 2% yang artinya jarak permukaan air dan pinggiran sungai
adalah 2% dari jarak normal, maka arus yang dihasilkan yaitu sebesar Vsumber/2%
hambatan potensio. Sehingga arus yang
dihasilkan sudah dapat menhidupkan lampu dengan nyala terang dan menghidupkan
buzzer yang artinya sudah berpotensi banjir dalam status siaga banjir.
Link
Video : klik disini
Link
Rangkaian : klik disini
Link
HTML : klik disini
Link
Datasheet : klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar