SENSORSensor atau transduser adalah komponen elektronika yang dapat memberikan perubahan output besaran listrik dari perubahan fisik yang diterimanya. Stimulus sensor merupakan besaran fisik yang dapat mempengaruhi output sensor. Sensor bekerja dengan cara mengubah entitas menjadi besaran listrik. Suatu sensor akan memberikan perubahan output apabila sensor tersebut menerima perubahan besaran fifik (stimulus) yang sesuai dengan jenis sensor tersebut. 1. Sensor CahayaSensor cahaya adalah komponen elektronika yang berfungsi mengubah suatu besaran optik (cahaya) menjadi besaran elektrik. Sensor cahaya berdasarkan perubahan elektrik yang dihasilkan dibagi menjadi 2 jenis yaitu : i. Photovoltaic : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran optik (cahaya) menjadi perubahan tegangan. ii. Photoconductive : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran optik (cahaya) menjadi perubahan nilai konduktansi (dalam hal ini nilai resistansi). Beberapa contoh sensor cahaya, antara lain:a. LDR (Light Dependent Resistor)Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 M, dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 . Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa. Simbol LDR dapat dilihat seperti pada gambar berikut.
Prinsip Kerja Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor): Resistansi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) akan berubah seiring den-gan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR seki-tar 10M dan dalam keadaan terang sebe-sar 1K atau kurang. LDR terbuat dari ba-han semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak mua-tan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.b. Solar CellSolar cell merupakan jenis sensor cahaya photovoltaic, solar cell dapat mengubah cahaya yang diterima menjadi tegangan. Apabiola solar cell menerima pancaran cahaya maka pada kedua kaki solar cell akan muncul tegangan DC sebesar 0,5 Vdc sampai 0,6 Vdc untuk tiap cell. Aplikasi solar cell yang paling sering kita jumpai adalah pada calculator.
c. Photo DiodePhoto diode adalah sensor cahaya yang mengadopsi prinsip dioda, yaitu hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. Sama seperti LDR, photo diode juaga akan mengubah besaran cahaya yang diterima menjadi perubahan konduktansi pada kedua kakinya, semakin besar cahaya yang diterima semakin tinggi juga nilai konduktansinya dan sebaliknya. Pada photo diode walaupun nilai konduktansi tinggi (resistansi rendah) tetapi arus listrik hanya dapat dialirkan satu arah saja dari kaki Anoda ke kaki Katoda.
d. Photo TransitorPhoto transistor adalah sensor cahaya yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran konduktansi. Photo transistor prinsip kerjanya sama halnya dengan transistor pada umum, fungsi bias tegangan basis pada transistor biasa digantikan dengan besaran cahaya yang diterima photo transistor. Pada saat photo transistor menerima cahaya maka nilai konduktansi kaki kolektor dan emitor akan naik (resistansi kaki kolektor-emitor turun).
2. Sensor SuhuSensor Suhu adalah komponen yang biasanya digunakan untuk merubah panas menjadi listrik untuk mempermudah dalam menganalisa besarannya. Untuk membuatnya ada dua cara yaitu dengan menggunakan bahan logam dan bahan semikonduktor. Cara ini digunakan karena logam dan bahan semikonduktor bisa berubah hambatannya terhadap arus listrik tergantung pada suhunya. Pada logam semakin besar suhu maka nilai hambatan akan semakin naik, berbeda pada bahan semikonduktor, semakin besar suhu maka nilai hambatan akan semakin turun.a. Sensor Suhu IC LM 35Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 A dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92 seperti terlihat pada gambar dibawah.
Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.
b. Sensor Suhu RTD (Resistance Thermal Detector)RTD (Resistance Thermal Detector) adalah salah satu dari beberapa jenis sensor suhu yang sering digunakan. RTD dibuat dari bahan kawat tahan korosi, kawat tersebut dililitkan pada bahan keramik isolator. Bahan kawat untuk RTD tersebut antara lain; platina, emas, perak, nikel dan tembaga, dan yang terbaik adalah bahan platina karena dapat digunakan menyensor suhu sampai 1500o C. Tembaga dapat digunakan untuk sensor suhu yang lebih rendah dan lebih murah, tetapi tembaga mudah terserang korosi. Bentuk konstruksi RTD secara umum dapat dilihat pada gambar berikut :
c. Sensor Suhu TermistorTermistor atau tahanan thermal adalah komponen semikonduktor yang memiliki karakter sebagai tahanan dengan koefisien tahanan temperatur yang tinggi, yang biasanya negatif. Ada 2 jenis termistor yang sering dijumpai dalam perangkat elektronika yaitu NTC (Negative Thermal Coeffisien) dan PTC (Positive Thermal Coeffisien). Umumnya tahanan termistor pada temperatur ruang dapat berkurang 6% untuk setiap kenaikan temperatur sebesar 1oC. Kepekaan yang tinggi terhadap perubahan temperatur ini membuat termistor sangat sesuai untuk pengukuran, pengontrolan dan kompensasi temperatur secara presisi. Termistor terbuat dari campuran oksida-oksida logam yang diendapkan seperti: mangan (Mn), nikel (Ni), cobalt (Co), tembaga (Cu), besi (Fe) dan uranium (U). Rangkuman tahanannya adalah dari 0,5 W sampai 75 W dan tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran. Ukuran paling kecil berbentuk mani-manik (beads) dengan diameter 0,15 mm sampai 1,25 mm, bentuk piringan (disk) atau cincin (washer) dengan ukuran 2,5 mm sampai 25 mm. Cincin-cincin dapat ditumpukan dan di tempatkan secara seri atau paralel guna memperbesar disipasi daya.
d. Sensor Suhu BimetalBimetal adalah sensor suhu atau sensor temperatur yang sangat populer digunakan karena kesederhanaan yang dimilikinya. Bimetal biasa dijumpai pada peralatan listrik seperti setrika listrik dan lampu dimer atau lampu penerangan daya besar. Bimetal adalah sensor suhu yang terbuat dari dua buah lempengan logam yang berbeda koefisien muainya () yang direkatkan menjadi satu. Bila suatu logam dipanaskan maka akan terjadi pemuaian, besarnya pemuaian tergantung dari jenis logam dan tingginya temperatur kerja logam tersebut. Bila dua lempeng logam saling direkatkan dan dipanaskan, maka logam yang memiliki koefisien muai lebih tinggi akan memuai lebih panjang sedangkan yang memiliki koefisien muai lebih rendah memuai lebih pendek. Oleh karena perbedaan reaksi muai tersebut maka bimetal akan melengkung kearah logam yang muainya lebih rendah. Dalam aplikasinya bimetal dapat dibentuk menjadi saklar Normally Closed (NC) atau Normally Open (NO).
e. Sensor Suhu SHT 11SHT11 adalah sebuahsingle chipsensor suhu dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang outputnya telah dikalibrasi secara digital.Dibagian dalamnya terdapat kapasitas polimer sebagai eleman untuk sensor kelembaban relatif dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor temperatur. Output kedua sensor digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit dan sebuah interface serial pada satu chip yang sama. Sensor ini mengahasilkan sinyal keluaran yang baik dengan waktu respon yang cepat.SHT11 ini dikalibrasi pada ruangan denagn kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya.Koefisien kalibrasinya telah diprogramkan kedalam OTP memory. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengaklibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran. Bentuk data yang dikeluarkan SHT11 ini adalah output digital yang telah terkalibrasi.
3. Sensor KelembabanSensor kelembaban merupakan alat yang digunakan untuk mendeteksi kelembaban uap air yang terkandung di udara.a. Electrical Conductivity SensorSensor kelembabankonduktivitas adalah disebut dengan Pope element, yang terdiri dari polystyrene yangdilakukan/diperlakukan dengan asamsulfuruntuk memperoleh karakteristik surface-resistivitas yang diinginkan. Prinsip kerjanya yaitu terdiri dari film tipis polimer / oksida logam antara dua elektroda konduktif.Permukaan penginderaan / sensor dilapisi dengan logam berpori elektroda untuk melindunginya kontaminasi.Bahan kaca, keramik, atau silikon.Perubahan dalam konstanta dielektrik sensor kelembaban kapasitif hampir berbanding lurus dengan kelembaban relatif lingkungan sekitarnya.
b. Thermal Conductivity SensorPenggunaan konduktivitas thermal darigasuntuk mengukur kelembapan dapat di ukur oleh sebuah sensorthermistor. Prinsip kerjanya yaitu terdiri dari dua ruang masing-masing dengan sebuah sensor identik konduktivitas termal. Satu ruang yang ditutup dan diisi dengangasreferensi, dan yang lainnya menerimagassampel. Perbedaan konduktivitas termal dari sampelgasreferensi dan diterjemahkan ke dalam angka konsentrasi oleh sirkuit mikroprosesor dalam unit elektronik.
c. Capacitive SensorSebuah kapasitor air-filled/terisi-udara dibuat sebagai suatusensor kelembabanrelativekarena uap dalamatmosfermerubah permitivitas elektrik udara.Prinsip kerjanya yaitu perubahan kapasitif, perubahan posisi bahan dielektrik diantara kedua keping, pergeseran posisi salah satu keping dan luas keping yang berhadapan langsung, dan perubahan jarak antara kedua keping.
4. Sensor Gasa. Sensor Gas LPG TDS 2610Sensor gas LPG TGS 2610 adalah sebuah sensor gas yang dapat mendeteksi adanya konsentrasi gas LPG disekitar sensor tersebut. Sensor gas LPG TGS 2610 akan memberikan perubahan resistansi pada saat terdeteksi adanya gas LPG disekitar sensor, dimana semakin kuat konsenstrasi gas LPG yang terdeteksi maka semakin rendah resistansi output sensor gas LPG TGS 2610 dan sebaliknya (resistansi membesar) apabila tidak terdeteksi adanya gas LPG disekitar sensor. Sensor gas LPG TGS 2610 adalah suatu jenis semikonduktor oksida logam film tebal yang dapat mendeteksi adanya kebocoran gas LPG, beroperasi dengan konsumsi arus yang rendah dan memiliki daya tahan yang lama dalam penggunaannya. Sensitifitas dari sensor gas LPG TGS 2610 sangat bagus sehingga sesuai untuk keperluan pendeteksian kebocoran gas LPG.
b. Sensor Gas TDS 2611Sensor gas TGS 2611 adalah sensor gas yang memiliki sensitifitas tinggi terhadap adanya konsentrasi gas methane disekitar sensor tersebut. Sensor gas TGS 2611 ini akan memberikan perubahan resistansi apabila mendeteksi adanya gas methane disekitar sensor. Sensor gas TGS2611 memiliki konsumsi arus yang rendah sehinga dapat digunakan dalam waktu yang lama. Konsumsi arus utama dari sensor gas TGS 2611 adalah pada bagian heater sensor yaitu 56 mA. Sensor gas TGS 2611 ini memiliki bentuk fisik yang kecil sehingga dapat digunakan dalam perlatan detektor gas yang praktis. Sensor gas TGS 2611 ini membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt yang digunakan untuk mengoperasikan heater pada sensor gas dan memberikan output perubahan tegangan dari perubahan resistansi pada sensor gas TGS2611 tersebut.
c. HS133HS 133 yang sangat peka terhadap LPG dibandingkan dengan gas-gas lainya seperti CO, alkohol, methana, dan asap rokok. Jika molekul gas menyentuh permukaan sensor maka satuan resistanssinya akan mengecil sesuai dengan konsentrasi gas. Sebaliknya, jika konsentrasi gas menurun akan diikuti dengan semakin tingginya resistansi maka tegangan keluarannya akan menurun. Dengan demikian perubahan konsentrasi gas dapat mengubah nilai resistansi sensor dan juga akan mempengaruhi tegangan keluarannya juga, perbedaan inilah yang dijadikan acuan bagi pendeteksi gas berebahaya ini.
d. HS134HS 134 yang sangat peka terhadap gas CO dibandingkan dengan gas lainnya.
e. TGS2442
Prinsip kerja sensor ini yaitu jika molekul gas karbon monoksida mengenai permukaan sensor yang terbuat dari SnO2 maka satuan resistansinya akan mengecil sesuai dengan konsentrasi gas sehingga besar tegangan keluarannya akan naik Selanjutnya besar tegangan keluaran akan dikonversi menjadi satuan ppm (part per million).
5. Sensor JarakSensor jarak merupakan alat yang digunakan untuk mengukur dan mengetahui suatu objek yang memiliki perbedaaan jarak.a. PINGSensor jarak ultrasonic PING ialah sensor yang mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik (40 khz) selama tburst (200 us) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor ping memancarkan gelombang ultrasonic sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan tout min 2 us).
b. SRF 05SRF05merupakansensor pengukur jarakyang menggunakan ultrasonik. Dimana prinsip kerja sensor ultrasonik ini adalah Pemancar(transmitter) mengirimkan seberkas gelombang ultrasonik, lalu diukur waktu yang dibutuhkan hingga datangnya pantulan dari obyek. Lamanya waktu ini sebanding dengan dua kali jarak sensor dengan obyek.
c. HC SR-04Ultrasonic modul ini bekerja dengan cara menghasilkan gelombang suara pada frekuensi tinggi, yang kemudian dipancarkan oleh bagian transmitter. Pantulan gelombang suara yang mengenai benda di depannya akan ditangkap oleh bagian receiver. Dengan mengetahui lamanya waktu antara dipancarkannya gelombang suara sampai ditangkap kembali, dapat menghitung jarakbenda yang ada di depan modul tersebut. Kita mengetahui kecepatan suara adalah 340m/detik
d. SRF08Dalam pendeteksian jaraknya sensor ini menggunakan gelombang ultrasonic yang dihasilkan oleh sensor ini. Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Sinyal yang dipancarkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal / gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi yang berkisar 340 m/s.Cara kerja dari sensor ini adalah sensor ini menggunakan prinsip time of flight, artinya sensor tersebut akan mengukur waktu semenjak suara dipancarkan hingga terdengar suara pantulnya.
e. Sensor GP2D15Sensor ini termasuk pada sensor jarak kategori optik.Sensor Sharp GP2D12 dapat mengukur jarak halangan pada daerah 10 80 cm dengan memanfaatkan pemancaran dan penerimaan gelombang infra merah sebagai media untuk mengestimasi jarak.Penggunaan sperktrum infra merah menyebabkan sensor ini tidak mudah terganggu dengan keberadaan cahaya tampak dari lingkungan karena memiliki daerah spektrum yang berbeda.Prinsip kerja pada sensor ini adalah bagian transmitter akan memancarkan sinyal IR yang telah dimodulasi, sedangkan pantulan dari IR (apabila mengenai sebuah objek) akan ditangkap oleh bagian detektor yang terdiri dari lensa pemfokus dan sebuah position-sensitive detector.
6. Sensor Percepatan dan NavigasiSensor percepatan adalah alat yang digunakan untuk mengukur percepatan, dan mengukur percepatan akibat gravitasi.Sedangkan sensor navigasi adalah sebuah navigasi yang menggunakan sensor komputer, gerak dan sensor rotasi untuk terus menghitung melalui perhitungan mati posisi, orientasi, dan kecepatan yang bergerak pada objek tanpa perlu referensi eksternal. a. CMPS03
CMPS03 adalah sensor kompas yang dapat mengetahui posisi sudut. Sensor produksi Devantech ini menggunakan dua buah sensor medan magnet KMZ51 buatan Philips yang cukup peka untuk mendeteksi medan magnet bumi, dimana pemasangan dua buah sensor ini saling bersilanganb. ADXL330
ADXL330 adalah accelerometer yang kecil tipis, berdaya rendah, 3-axis, lengkap dengan sinyal output tegangan AC, semua pada IC monolithic. Produk ini mengukur percepatan dengan skala penuh minimal 3 g. Ia dapat mengukur percepatan gravitasi statis dalam aplikasi tilt-sensing, serta akselerasi dinamis yang dihasilkan dari gerak, shock, atau getaran.
c. ADXRS300
ADXRS300 adalah sensor percepatan angular (giroskop) yang menggunakan proses Analog Devicess surface-micromachining untuk membuat sensor percepatan angular yang lengkap, dengan biaya rendah, dan fungsional yang lengkap terintegrasi dengan semua elektronik dibutuhkan pada satu chip. Teknik manufaktur untuk perangkat ini adalah volume yang sama proses BIMOS tinggi yang digunakan untuk accelerometers airbag otomotif berkeandalan tinggi. Sinyal keluaran, RATEOUT (1B, 2A), adalah tegangan proporsional untuk menilai sudut tentang sumbu normal terhadap permukaan atas dari paket.1
