Sensor Tekanan diciptakan untuk mengukur tekanan suatu zat yang memiliki tekanan sangat kecil sehingga sulit untuk diukur apabila menggunakan alat pengukur biasa. Dalam pelajaran Science, kita mengenal adanya alat pengukur untuk suatu benda. Seperti contoh thermometer sebagai alat untuk mengukur suhu, anemometer untuk mengukur kecepatan angin dan speedometer untuk mengukur kecepatan suatu benda. Tekanan yang dilambangkan dalam huruf (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya, yang dilamabangkan dengan (F) persatuan luas, yang dilambangkan dengan (A). Satuan tekanan sering digunakan untuk menguk kekuatan atau tekanan dari unsur zat yaitu berupa cairan dan gas. Fungsi dari sensor tekanan sebenarnya adalah untuk mengubah tekanan menjadi induktasi.
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.
rumus :
A..SENSOR MPX4115
Sensor tekanan mempunyai prinsip kerja yang sedikit rumit. Pertama, perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga menyebabkan perubahan induksi magnetic pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT ( center tap). Dengan demikian, apabla inti mengalami pergeseran, maka induktasi pada salah satu kumparan bertambah, namun menyebabkan kumparan yang lain berkurang. Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan dengan rumus (P = d.g.h). Untuk keterangannya, (p) adalah tekanan statis (pascal) sementara (D) adalah kepadatan cairan (km/m3), lalu (G) adalah konstanta gravitasi ( 9,81 m/s2) dan (H) adalah tinggi cairan (M).
Prinsip Kerja
Prinsip kerja dari sensor tekanan itu sendiri adalah mengubah tegangan mekanik menjadi listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan pada kawat itu sendiri menyebabkan kawat menjadi bengkok. Sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah ketahananya. Ada beberapa fungsi lain dari sensor tekanan. Applikasi sensor tekanan adalah sebagai pemantau cuaca yang sering berubah-ubah. Digunakan dipesawat terbang untuk mengukur tekanan angina yang berada didalam band pesawat terbang, lalu yang terakhir adalah pengukur tekanan udara pada ruangan tertutup. Tiga fungsi ini adalah fungsi umum dari sendor tekanan yang sering ditemui oleh masyarakat namun masyarakat belum mengetahui cara kerja dari pengukur tekanan tersebut.
Peng-aplikasian Sensor Tekanan
1. Rangkaian Sensor MPX4115
Alat dan bahan
Ketika power supply ON, maka rangkaian pendeteksi tekanan Sensor MPX 4115 mendapat tegangan. Output dari sensor tekanan berupa sinyal listrik yang masih lemah untuk menguatkannya maka digunakan rangkaian penguat yang menggunakan ic op-amp tipe CA3140 disini IC dikonfigurasikan sebagai penguat non inferting. Penguat non inferting akan menghasilkan sinyal output yang sefasa dengan singyal input.
singyal input. Besar nilai output adalah AV (penguatan teg dari rangkai penguat itu sendiri)* teg input. Ciri penguat non inverting adalah inputnya menggunakan pin + (positif), sedangkan input inverting akan dihub pada rangkaian unterresistor yang akan membentuk besarnya penguatan rangkaian non inverting atau besarnya penguatan penguat non inverting.
Rfedback =100 kohm yang bisa diatur atur.
Sehingga besarnya penguatan bisa diatur atur yang akan mengubah juga besarnya siyal output karena V output adalah AV *Vin
2.`Rangkaian Adc
1. Rangkaian adc diatas memanfaatkan rangkaian pembanding op-amp sebagai rangkaian dasar. Dimana perbedaan yang sedikit pada kedua terminal input op-amp akan menghasilkan tegangan sebesar Vdd atau Vcc op-amp. Jika tegangan pada terminal positif input lebih besar dari pada terminal negative input maka keluaran adalah 9 volt (sesuai dengan Vdd), sedangkan jika tegangan pada terminal negative input lebih besar maka tegangan keluarannya adalah 0 volt (sesuai dengan Vcc).
2. Menggunakan 3 (tiga) buah op-amp dengan tujuan setiap satu op-amp mewakili satu jangkah pembagian tegangan input.
3. Pada masing-masing terminal negative input op-amp mendapatkan tegangan referensi (penentuan) yang ditentukan oleh pembagian tegangan antara R1, R2, R3 dan R4.
4. R2, R3 dan R4 sengaja dibuat dengan nilai yang sama dengan maksud supaya tegangan pada terminal negative (referensi) masing-masing op-amp membentuk jangkah atau range yang teratur.
5. Masing-masing terminal positif input op-amp digabung dan digunakan sebagai jalur input sinyal analog. Hal ini sengaja diatur supaya posisi sinyal input analog tersebut bisa dibaca oleh masing-masing op-amp yang mana pada masing-masing terminal negative input op-amp tersebut sudah dipasang tegangan penentu.
6. IC3 mewakili range tegangan terendah, kemudian dilanjutkan oleh IC2, IC1 mewakili range tertinggi.
7. Tegangan pada terminal negative input IC3 adalah (R4 / (R1+R2+R3+R4)) x 9 volt.
= (10K / 31,2K) x 9 volt = 2,89 volt.
8. Tegangan pada terminal negative input IC2 adalah ((R3+R4) / (R1+R2+R3+R4)) x 9 volt = (20K / 31,2K) x 9 volt = 5.77 volt
9. Tegangan pada terminal negative input IC1 adalah ((R2+R3+R4) / (R1+R2+R3+R4)) x 9 volt = (30K / 31,2K) x 9 volt = 8,65 volt
10. Jadi dari perhitungan tegangan referensi pada terminal negative input ke-tiga op-amp tersebut adalah mempunyai delta atau jangkah tegangan 2.88 volt.
11. Tegangan 2,88 volt ini yang saya sebut sebagai jangkah tegangan referensi atau penentu. Jadi bisa disimpulkan bahwa rangkaian diatas akan membaca sinyal input analog :
- 0 sd 2,88 volt sebagai angka 0
- > 2,88 volt sd 5,77 volt sebagai angka 1
- > 5,77 volt sd 8,65 volt sebagai angka 2
- > 8,65 volt sebagai angka 3
12. Rangkaian adc diatas hanya menghasilkan 2 (dua) digit keluaran, anda bisa membuat rangkaian adc dengan digit keluaran yang lebih banyak dan lebih rapat sesuai dengan keinginan dan kebutuhan anda.
Rangkaian UAS
Alat dan bahan
-Sensor MPX4115
Rangkaian Sensor MP115 tanpa mikrokontroller
Rangkaian Sensor Dengan Memggunakan Miktrokontroller
Pada kondisi ini, pengukuran dilakukan mulai dari ketinggian 1000 meter dari atas laut dan data tekanan diambil pada perubahan ketinggian 100 meter. Tekanan atmosfir dapat berubah tergantung ketinggiannya dari permukaan laut, semakin tinggi dari permukaan laut maka semakin kecil tekanan atmosfir bumi. Hasil pengukuran sensor tekanan pada ketinggian 1000 meter sampai dengan 2000 meter diatas permukaan laut disajikan pada Tabel 1.
Keterangan:
· P = nilai tekanan dengan satuan kilo pascal (KPa)
Data pada Tabel 1 menunjukkan bahwa semakin tinggi di atas permukaan laut maka tekanan udara semakin kecil. Setiap kenaikan 100 meter, perubahan tekanan udara rata – rata 1.038 Kpa.
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.
rumus :
Ketika power supply ON, maka rangkaian pendeteksi tekanan Sensor MPX 4115 mendapat tegangan. Output dari sensor tekanan berupa sinyal listrik yang masih lemah untuk menguatkannya maka digunakan rangkaian penguat yang menggunakan ic op-amp tipe CA3140 disini IC dikonfigurasikan sebagai penguat non inferting. Penguat non inferting akan menghasilkan sinyal output yang sefasa dengan singyal input.
Pada kondisi ini, pengukuran dilakukan mulai dari ketinggian 1000 meter dari atas laut dan data tekanan diambil pada perubahan ketinggian 100 meter. Tekanan atmosfir dapat berubah tergantung ketinggiannya dari permukaan laut, semakin tinggi dari permukaan laut maka semakin kecil tekanan atmosfir bumi. Hasil pengukuran sensor tekanan pada ketinggian 1000 meter sampai dengan 2000 meter diatas permukaan laut disajikan pada Tabel 1.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar