KULIAH SENSOR & TRANDUSER II

Ardhi WICAKsono S, S.Kom

Sistem Instrumentasi Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor Akuisisi Data

FOKUS BAHASAN

Sistem Instrumentasi

Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor Akuisisi Data

FOKUS BAHASAN

Apakah sistem instrumentasi dan pengendalian proses itu? Seni dan ilmu pengetahuan Penerapan alat ukur dan sistem

pengendalian pada suatu obyek Mengetahui nilai numerik variabel proses Mengendalikan variabel proses supaya

berada dalam batas nilai tertentu yang diinginkan (set point)

SISTEM INSTRUMENTASI

Dapat menghemat biaya operasi (ekonomis)

Penghematan bahan mentah dan bahan bakar

Peningkatan efisiensi waktu mesin dan pekerja

Pengurangan produksi yang rusak (off spec)

Kualitas produk yang lebih baik dalam waktu pemrosesan yang lebih singkat

Peningkatan keselamatan personil dan peralatan

Pengurangan polusi lingkungan dari bahan limbah hasil proses

KENAPA DIPERLUKAN

INSTRUMENTASI INDUSTRI

PERKEMBANGAN INSTRUMENTASI INDUSTRI

PERKEMBANGAN INSTRUMENTASI INDUSTRI

PERKEMBANGAN SISTEM INSTRUMENTASI

Computer based Automation Distributed

system HMI Advance Process

Control Intelegent

System

DIAGRAM BLOK SISTEM KONTROL

Measurement Device Sensor & Tranducer Transmitter Converter Instrument signal transmission Indicator Controller Recorder Actuator (Final control element - Control

Valve)

ELEMEN SISTEM INSTRUMENTASI & KONTROL

Sistem Instrumentasi Sensor dan Tranduser

Klasifikasi Sensor Akuisisi Data

FOKUS BAHASAN

Apa Itu Sensor

Proses parkir manual

SENSOR & TRANDUSER

sense

Jarak aman minimum (reference value)

Aplikasi Parking sensor

Alarm sensor akan berbunyi ketika mobil mencapai jarak aman minimum

SENSOR & TRANDUSER

Apa Itu Sensor

Sensor adalah sebuah perangkat yang dapat mendeteksi perubahan dalam stimulus/rangsangan fisik dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat diukur atau direkam

Stimulus dapat berbentuk kuantiti (banyak sedikitnya beban), properti (berkurangnya kandungan bahan) atau kondisi (intensitas cahaya)

Adalah elemen yang menghasilkan sinyal yang berhubungan dengan kuantitas yang diamati atau akan diukur.

Memberikan tanggapan thd besaran fisik yang akan diukur atau diamati dengan menghasilkan output suatu sinyal

SENSOR

TRANSDUCER

Transduser adalah sebuah perangkat yang mentransfer daya dari satu sistem ke sistem lain dalam bentuk yang sama maupun berbeda

Adalah elemen atau komponen yang jika diberikan input berupa besaran fisik pada satu sisnya yaitu sisi input akan memberikan response atau memberi output berupa besaran fisik dalam bentuk lainnya (berbeda dengan bentuk inputnya) Aktuator dan Sensor termasuk keluarga

transduser Aktuator merupakan transduser output Sensor merupakan transduser input

TRANSDUCER

Di dalam pembahasan sensor, tranduser bisa jadi adalah bagian dari sebuah sensor yang kompleks

Dalam menanggapi stimulus sensor terkadang tidak dapat secara langsung mengubahnya ke bentuk electric sehingga diperlukan tranduser-tranduser di bagian awal penerima stimulus

SENSOR & TRANSDUCER

Measurement device Instrumentasi Industri

Temperature Flow Level Pressure Relative humidity pH Concentration Chemical content Power

SENSOR & TRANSDUCER

Solar radiation Light intensity PAR Conductivity Speed Position Direction etc

Sensor mendeteksi perubahan dalam stimulus/rangsangan fisik dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat diukur atau direkam Memberikan tanggapan terhadap besaran fisik yang terukur dengan menghasilkan output suatu sinyal

Transduser mentransfer daya dari satu sistem ke sistem lain dalam bentuk yang sama maupun berbeda Adalah elemen atau komponen yang jika diberikan input berupa besaran fisik pada satu sisinya akan memberikan response berupa besaran fisik dalam bentuk lainnya (berbeda dengan bentuk inputnya)

SENSOR & TRANSDUCER

Sistem Instrumentasi Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor Sensor dan Akuisisi Data

FOKUS BAHASAN

Dalam hubungannya dengan tranduser, sensor dapat dibagi menjadi dua yaitu

a) Sensor Langsung (Direct Sensor) langsung diamati multimeter

b) Sensor Kompleks (Complex Sensor) perlu tranduser ADC

KLASIFIKASI SENSOR

berdasarkan fungsi dan penggunaannya dikelompokan menjadi 3 bagian:a. sensor thermal (panas)

digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas/temperature/suhu

bimetal, termistor, termokopel, RTD, photo transistor, photo dioda, photo multiplier, photovoltaik, infrared pyrometer, hygrometer

KLASIFIKASI SENSOR

b. sensor mekanis mendeteksi perubahan gerak mekanis,

seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level

strain gage, linear variable deferential transformer (LVDT), proximity, potensiometer, load cell, bourdon tube, dsb

KLASIFIKASI SENSOR

c. sensor optik (cahaya) mendeteksi perubahan cahaya dari

sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan.

photo cell, photo transistor, photo diode, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer optic, dsb.

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan kebutuhan sumber energi dalam merespon stimulus

a) Sensor Aktif (Self generating transduser)Membutuhkan energi dari luar untuk dapat beroperasi (misalnya thermistor, resistive strain gauge).

b) Sensor Pasif (External power transduser)Langsung mengubah stimulus menjadi sinyal elektrik (misalnya thermocouple, photodioda dan piezoelectric)

KLASIFIKASI SENSOR

KLASIFIKASI SENSOR

KLASIFIKASI SENSOR

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan pemilihan referensi pengukuran

Absolute sensor Sensor menggunakan referensi absolut dalam mendeteksi stimulus

range ukuran pasti meter, Ohm

Relative sensor Dalam mendeteksi stimulus, Sensor menggunakan referensi relatif terhadap kondisi tertentu

range ukuran relatif terang gelap

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan Spesifikasi• Sensitifitas Akurasi Waktu

(kecepatan) respon• Histeresis (ketergantungan pada

sistem)• Waktu Operasi• Harga• Ukuran• Berat

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan Spesifikasi• Jangkauan Resolusi• Selektifitas• Kondisi Lingkungan• Linearitas• Dead Band• Output Format

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan Cara Pendeteksian

• Biologi• Kimia• Elektrik• Panas• Mechanic• Radiasi

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan Fenomena Konversi

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan Bidang Kerjanya (pemanfaatan)

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan stimulus yang diterima

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan stimulus yang diterima

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan stimulus yang diterima

KLASIFIKASI SENSOR

Berdasarkan stimulus yang diterima

KLASIFIKASI SENSOR

a. Apakah ukuran fisik sensor cukup memenuhi untuk dipasang pada tempat yang diperlukan?

b. Apakah ia cukup akurat?c. Apakah ia bekerja pada jangkauan yang

sesuai?d. Apakah ia akan mempengaruhi kuantitas yang

sedang diukur?Sebagai contoh, bila sebuah sensor panas yang besar dicelupkan kedalam jumlah air air yang kecil, malah menimbulkan efek memanaskan air tersebut, bukan menyensornya.

e. Apakah ia tidak mudah rusak dalam pemakaiannya?.

f. Apakah ia dapat menyesuaikan diri dengan lingkungannya?

g. Apakah biayanya terlalu mahal?

PEMILIHAN SENSOR

Sistem Instrumentasi Sensor dan Tranduser Klasifikasi Sensor Sensor dan Akuisisi Data

FOKUS BAHASAN

Apa itu akuisisi data?Adalah suatu proses untuk mengambil, mengumpulkan dan menyiapkan data, hingga memprosesnya untuk menghasilkan data yang dikehendaki

Pada sebuah proses sistem sensing apa sebenarnya yang ingin diketahui?

AKUISISI DATA

Sistem berasal dari bahasa Latin (systēma) dan bahasa Yunani (sustēma) adalah suatu kesatuan yang terdiri komponen atau elemen yang dihubungkan bersama untuk memudahkan aliran informasi, materi atau energi.

Sinyal adalah suatu isyarat untuk melanjutkan atau meneruskan suatu kegiatan.

Isyarat adalah besaran yang berubah dalam waktu dan atau dalam ruang, dan membawa suatu informasi

AKUISISI DATA

sense

Jarak aman minimum (reference value)

Aplikasi Parking sensor

Alarm sensor akan berbunyi ketika mobil mencapai jarak aman minimum

Dari sistem sensing parkir Akuisisi datanya

Pada proses sistem sensor parkir tersebut data apa sebenarnya yang ingin diketahui?

JARAK (DISTANCE)

AKUISISI DATA

Contoh lain

AKUISISI DATA

MATURSUWUNTERIMAKASIH

Semoga bermanfaat.