Tugas Makalah
SISTEM INSTRUMENTASI
TRANDUCER
OLEH
KELOMPOK IX
1.
FITRIANI
S H211 12 005
2.
MONALISA
TANDILAYUK H211 12 009
3.
LILIS
SULIANI H211 12 011
JURUSA FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi,
sistem pengukuran dan
pengendalian atau instrummentasi semakin berperan penting dalam kehiduan manusia. Sistem tersebut amat membantu pekerjaan manuasia, baik
pekerjaan yang bersifat menonton dan kontiniu
maupun pekerjaan yang bersifat dinamis dan sensitive. Sebagai contoh, penerapan sistem
pengendali dalam sistem pengemudi pesawat terbang, pengendali pesawat ruang angkasa, pesawat satelit,
dan sistem persenjataan peluru
kendali. Dalam bidang industri, sistem kendali diterapkan sebagai pengendali mesin-mesin
produksi dan pengendali proses yang mengubah masukan berupa energi nonlistrik menjadi besaran listrik
agar dapat diolah, baik secara analog maupun digital.
Beberapa proses industri yang membutuhkan sistem pengendali
multi input-multi output
serta permasalahan yang kompleks dapat diatasi dengan kemajuan system instrummentasi atau sistem
pengendali didukung oleh kemajuan teknologi komputer. Salah satu elemen penting sistem
instrumentasi dan pengendali adalah tranduser. Tanduser akan mengubah energi nonlistrik menjadi energi
listrik sehingga proses pengendalian
dapat dilkukan baik secara otomatik maupun manual.
1.2.
Rumusan Masalah
1.
Pengertian Transducer.
2.
Jenis-jenis Transducer
3.
Contoh Aplikasi Transduser
dalam Kehidupan sehari-hari
1.3. Tujuan
1.
Dapat menyebutkan definisi dan perbedaan dari sensor
dan transduser.
2.
Mengerti
tentang jenis-jenis transduser secara umum.
3.
Memahami
berbagai contoh aplikasi transduser dalam kehidupan sehari-hari
BAB II
PEMBAHASAN
11.1.
Pengertian Transducer
Transducer berasal dari kata “traducere” dalam bahasa Latin yang
berarti mengubah. Bagian masukan dari transduser disebut “sensor ”, karena
bagian ini dapat mengindera suatu fisik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk
energi yang lain. William D.C, (1993), mengatakan transduser adalah sebuah
alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi,
akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang
berlainan ke sistem transmisi berikutnya”. Transmisi energi ini bisa berupa listrik,
mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas).
Sehingga
definisi transducer adalah alat yang biasa pada elektonika, kelistrikan,
mekanik elektronik, elektromagnetik, digunakan mengubah energi dari satu energi
ke bentuk energi yang lain untuk berbagai pengukuran atau transfer informasi.
Contoh umum termasuk mikrofon, pengeras suara, termometer, posisi dan sensor
tekanan, dan antena. Meskipun umumnya tidak dianggap sebagai transduser,
fotosel, LED (dioda pemancar cahaya), dan bahkan bola lampu umum adalah
transduser.
Suatu definisai
mengatakan “transducer adalah sebuah alat yang bila digerakkan oleh energi di
dalam sebuah sitem transmisi, menyalurkan energi dalam bentuk yang sama atau
dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi kedua”. Transmisi kedua ini
bisa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau termal (panas).
Sebagai contoh, definisi transducer
yang luas ini mencakup alat-alat yang mengubah gaya atau perpindahan mekanis
menjadi sinyal listrik. Alat-alat ini membentuk kelompok transducer yang sangat
besar dan sangat penting yang lazim ditemukan dalam instrumentasi industri; dan
ahli instrumentasi terutama berurusan dengan jenis pengubahan energi ini.
Banyak parameter fisis lainnya (seperti panas, intensitas cahaya, kelembaban)
juga dapt diubah menjadi energi listrik dengan menggunakan transducer.
Transducer-transducer ini memberikan sebuah sinyal keluaran bila diransang oleh
sebuah masukan yang bukan mekanis; sebuah transmistor bereaksi terhadap variasi
temperatur; sebuah fotosel bereaksi terhadap perubahan intensitas cahaya;
sebuah berkas elektron terhadap efek-efek maknetik, dan lain-lain. Namun dalam
semua hal, keluaran elektris yang diukur menurut metoda standar memberikan
besarnya besaran masukan dalam bentuk ukuran elektris analog.
11.2.
Jenis-Jenis Transduser
Transducer dapat dikelompokan berdasakan
pemakaiannya, metoda pengubahan energi, sifat dasar sinyal keluaran dan
lain-lain. Tabel dibawah menunjukan suatu pengelompokan transducer berdasarkan
prinsip listrik yang tersangkut. Bagian pertama tabel tersebut memberi daftar
transducer yang memberikan daya luar. Ini adalah transducer pasif, yang memberi
tambahan dalam sebuah parameter listrik seperti halnya tahanan, kapasitansi dan
lain-lain yang dapat diukur sebagai suatu perubahan tegangan atau kuat arus.
Kategori berikutnya adalah transducer jenis pembangkit sendiri, yang
menghasilkan suatu tegangan atau arus analog bila dirangsang dengan suatu
bentuk fisis energi. Transducer pembangkit sendiri tidak memerlukan daya dari
luar.
Tabel
pengelompokan transducer, yaitu:
a.
Transduser Pasif (daya dari luar)
Transduser
pasif yaitu transduser yang dapat bekerja bila mendapat energi
tambahan dari luar. contohnya adalah thermistor. Untuk mengubah energi panas
menjadi energi listrik yaitu tegangan listrik, maka thermistor harus dialiri
arus listrik. Ketika hambatan thermistor berubah karena pengaruh panas, maka
tegangan listrik dari thermistor juga berubah. Adapun
pengelompokan dari transduser ini yaitu:
Parameter listrik dan kelas transduser
|
Prinsip kerja dan sifat alat
|
Pemakaian alat
|
Potensiometer
|
Perubahan nilai tahanan karena
posisi kontak bergeser
|
Tekanan, pergeseran/posisi
|
Strain gage
|
Perubahan nilai tahanan akibat
perubahan panjang kawat oleh tekanan dari luar
|
Gaya, torsi, posisi
|
Transformator selisih (LVDT)
|
Tegangan selisih dua kumparan
primer akibat pergeseran inti trafo
|
Tekanan, gaya, pergeseran
|
Gage arus pusar
|
Perubahan induktansi kumparan
akibat perubahan jarak plat
|
Pergeseran, ketebalan
|
b.
Transduser Aktif (tanpa daya luar)
Transduser
aktif yaitu transduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi
menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri. Adapun pengelompokan dari
transduser ini, yaitu:
Parameter listrik dan kelas transduser
|
Prinsip kerja dan sifat alat
|
Pemakaian alat
|
Sel fotoemisif
|
Emisi elektron akibat radiasi
yang masuk pada permukaan fotemisif
|
Cahaya dan radiasi
|
Photomultiplier
|
Emisi elektron sekunder akibat radiasi
yang masuk ke katode sensitif cahaya
|
Cahaya, radiasi dan relay
sensitif cahaya
|
Termokopel
|
Pembangkitan ggl pada titik
sambung dua logam yang berbeda akibat dipanasi
|
Temperatur, aliran panas,
radiasi
|
Generator kumparan putar
(tachogenerator)
|
Perputaran sebuah kumparan di
dalam medan magnet yang membangkitkan tegangan || Kecepatan, getaran
|
|
Piezoelektrik
|
Pembangkitan ggl bahan kristal
piezo akibat gaya dari luar
|
Suara, getaran, percepatan,
tekanan
|
Sel foto tegangan
|
Terbangkitnya tegangan pada sel
foto akibat rangsangan energi dari luar
|
Cahaya matahari
|
Termometer tahanan (RTD)
|
Perubahan nilai tahanan kawat
akibat perubahan temperatur || Temperatur, panas
|
|
Hygrometer tahanan
|
Tahanan sebuah strip konduktif
berubah terhadap kandungan uap air
|
Kelembaban relatif
|
Penurunan nilai tahanan logam
akibat kenaikan temperatur
|
Suhu
|
11.3.
Contoh Tranduser
Contoh-contoh transducer, yaitu:
1. Mikrofon
Microphone atau dalam dalam bahasa Indonesia disebut dengan
Mikrofon adalah suatu alat atau komponen Elektronika yang dapat mengubah atau
mengkonversikan energi akustik ke energi listrik.
v Macam-Macam Microphone
1. Dynamic Microphone, yaitu Microphone yang bekerja berdasarkan prinsip
Induksi Elektromagnetik.
2. Condenser Microphone, yaitu Microphone yang diafragmanya terbuat dari
bahan logam dan digantungkan pada pelat logam statis dengan jarak yang sangat
dekat sehingga keduanya terisolasi menyerupai sebuah Kapasitor.
3. Electret Microphone, yaitu Microphone jenis Condenser yang memiliki
muatan listrik sendiri sehingga tidak memerlukan pencatu daya dari luar
4. Ribbon Microphone, yaitu Microphone
yang menggunakan pita tipis dan sensitif yang digantungkan pada medan magnet.
5.
Crystal
Microphone atau Piezoelektris
Microphone, yaitu Microphone yang terbuat dari Kristal Aktif
yang dapat menimbulkan tegangan sendiri ketika menangkap getaran sehingga tidak
memerlukan pencatu daya dari luar.
Prinsip
Kerja Mikrofon :
1.
Saat kita berbicara, suara kita akan
membentuk gelombang suara dan menuju ke Microphone.
2.
Dalam Microphone, Gelombang suara
tersebut akan menabrak diafragma (diaphragm) yang terdiri dari membran plastik
yang sangat tipis. Diafragma akan bergetar sesuai dengan gelombang suara yang
diterimanya.
3.
Sebuah Coil atau kumpuran kawat
(Voice Coil) yang terdapat di bagian belakang diafragma akan ikut bergetar
sesuai dengan getaran diafragma.
4.
Sebuah Magnet kecil yang permanen
(tetap) yang dikelilingi oleh Coil atau Kumparan tersebut akan menciptakan
medan magnet seiring dengan gerakan Coil.
5.
Pergerakan Voice Coil di Medan
Magnet ini akan menimbulkan sinyal listrik.
Gambar II.2.1 Prinsip
Kerja Mikrofon
2. Loudspeaker
Speaker
(Pengeras Suara) adalah perangkat elektronika yang berfungsi sebagai tranduser
untuk mengubah gelombang listrik menjadi gelombang suara melalui getaran
membran. Membran pada speaker bergetar akibat induksi elektromagnetik yang
dihasilkan sebuah magnet dan kumparan (induktor) karena dialiri arus listrik.
Getaran suara yang dihasilkan speaker akan seiring dengan sinyal elektrik yang
diberikan pada kumparan yang ada di dalamnya. Prinsip kerja speaker ini
kebalikan dari prinsip kerja microphone yang mengubah gelombang suara menjadi
gelombang listrik.
Gambar II.2.2 Prinsip Kerja Loudspeaker
3. Tabung sinar katoda
Tabung sinar katode (bahasa Inggris: cathode
ray tube atau CRT), ditemukan oleh Karl
Ferdinand Braun,
merupakan sebuah tabung penampilan yang banyak digunakan dalam layar komputer, monitor video, televisi dan oskiloskop. CRT dikembangkan dari hasil kerja Philo Farnsworth yang dipakai dalam seluruh pesawat televisi sampai
akhir abad 20, dan merupakan dasar perkembangan dari layar plasma, LCD dan bentuk
teknologi TV lainnya.
Gambar
II.2.3 Contoh Tabung Sinar Katoda USG (Ultrasonografi)
Prinsip Kerja USG (Ultrasonografi)
Prinsip kerjanya
menggunakan Gelombang Ultrasonik yang dibangkitkan oleh kristal yang diberikan
gelombang listrik. Transducer bekerja sebagai pemancar dan sekaligus penerima
gelombang suara. Pulsa listrik yang dihasilkan oleh generator diubah menjadi
energi akustik oleh transducer yang dipancarkan dengan arah tertentu pada
bagian tubuh yang akan dipelajari. Sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi
akan merambat terus menembus jaringan yang akan menimbulkan bermacam-macam
pantulan sesuai dengan jaringan yang dilaluinya.
Pantulan yang berasal dari jaringan-jaringan tersebut akan membentur transducer, dan kemudian diubah menjadi pulsa listrik lalu diperkuat dan selanjutnya diperlihatkan dalam bentuk cahaya pada layar oscilloscope.
Pantulan yang berasal dari jaringan-jaringan tersebut akan membentur transducer, dan kemudian diubah menjadi pulsa listrik lalu diperkuat dan selanjutnya diperlihatkan dalam bentuk cahaya pada layar oscilloscope.
4.
Foto sel
atau
Photo Resisitor
Fotosel juga dikenal sebagai photoresistor adalah perangkat yang mengubah nya konduktivitaslistrik ketika cahaya bersinar di atasnya. Dalam gambar, listrik
mengalir melalui bagian kemerahan. Biasanya,ketika cahaya bersinar di atasnya,
maka lebih banyak listrik mengalir melalui. Ketika gelap, hampir tidak
adalistrik mengalir melalui. Seleniumdapat
digunakan untuk membuat photocells, meskipun beberapa bahan kimia lain dapat
digunakan.Semikonduktor digunakan untuk membuat photocells. Ketika cahaya
bersinar ke fotosel, itu "melonggarkan" selektron, yang memungkinkan
mereka untuk mengalir dan membuat arus listrik.
Gambar II.2.4 Contoh Gambar Photo Resistor
Prinsip Kerja LDR (Light Dependent
Resistor)
LDR (Light Dependent Resistor)
adalah jenis resistor yang biasa digunakan sebagai detector cahaya atau
pengukur besaran konversi cahaya. Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah
cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elekrtroda pada permukaannya.
Pada saat gelap atau cahaya redup,
bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang
relative kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan
elektrit. Artinya pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor yang buruk,
atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau
cahaya redup. Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak
elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan lebih
banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrit. Artinya pada saat cahaya
terang, LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki
resistansi kecil pada saat cahaya terang
BAB III
PENUTUP
111.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari makalah ini, yaitu:
1.
Transduser adalah alat yang biasa pada elektonika,
kelistrikan, mekanik elektronik, elektromagnetik, digunakan mengubah energi
dari satu energi ke bentuk energi yang lain untuk berbagai pengukuran atau
transfer informasi.
2.
Transduser
terbagi atas dua yaitu Transduser Pasif (daya dari luar) dan Transduser Aktif
(tanpa daya luar).
3.
111.2.
Saran
Adapun saran dari penulis mengenai makalah ini yaitu semoga dapat
bermanfaat bagi kita semua.
DAFTAR PUSTAKA
ilmuinstrumentasi.blogspot.com/2013/ldr-light-dependent-resistor.htm
Rahim
Abdl.Ruzairi, 1999. Pengukuran dan Transduser. Malaysia. UTM.
