BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Sistem teknologi informasi merupakan salah satu sistem yang sangat pesat perkembangannya dalam dunia telekomunikasi. Dari tahun ke tahun sistem ini mampu melahirkan peralatan yang semakin canggih, seiring dengan kebutuhan manusia yang mendasar, modern, dan serba otomatis diharapkan mampu memberikan informasi secara jelas, akurat, dan cepat. Salah satu peralatan tersebut adalah sistem pendetaksi level getaran secara otomatis. Sistem ini mampu memberikan informasi berupa parameter level getaran yang direspon oleh sensor. Melalui informasi ini orang dapat menghindari terjadinya kerusakan atau kerugian materil yang sangat fatal. Getaran merupakan suatu gerak bolak balik disekitar kesetimbangan. Pengukuran parameter getaran mekanis tersebut sangat penting dalam berbagai penerapan. Parameter ini dapat berupa amplitudo, kecepatan, dan percepatan getaran. Pada perkembangannya pendeteksi level getaran dapat menggunakan barbagai sensor maupun alat lainnya lainn ya dalam merespon suatu getaran. Diantaranya menggunakan sensor geofon, piezoelectrik, akselerometer, sensor UGN 3503 yang di-cover menggunakan bahan osilator dengan sebuah pegas didalamnya sebagai indikator, dan lainnya. Sensor geofon misalnya, sensor ini mampu mendeteksi segala aktifitas seismik, dari struktur bentuknya yang semakin meruncing pada bagian bawahnya sensor ini dapat terhubung secara otomatis, selain bentuknya kecil. Getaran sering dijumpai pada kehidupan sehari-hari, maka dari itu sistem pendeteksi level getaran mempunyai peranan yang sangat penting dalam berbagai penerapan, seperti alat untuk pendeteksi gempa bumi, analisa kerja mesin, analisa struktur bangunan gedung bertingkat, pengeboran tambang minyak, analisa kekuatan getaran jembatan, dan lain sebagainya yang tentunya segala penerapan yang berhubungan dengan getaran.
Maka hal tersebut di atas yang melatar belakangi pembuatan makalah agar lebih memahami mengenai sensor getaran.
B. Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan sensor getaran? 2. Apa jenis-jenis sensor getaran? 3. Bagaimana prinsip kerja sensor getaran? 4. Bagaimana aplikasi sensor getaran?
C. Tujuan 1. Untuk mengetahui dan memahami mengenai sensor getaran. 2. Untuk mengetahui jenis-jenis sensor getaran. 3. Untuk mengetahui prinsip kerja dari sensor getaran. 4. Untuk mengetahui aplikasi sensor getaran.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengertian sensor dan Transduser Sensor adalah komponen yang digunakan untuk mendeteksi suatu besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu. Hampir seluruh peralatan elektronika yang ada mempunyai sensor didalamnya. Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran sangat kecil. Ukuran yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian dan menghemat energi. Sensor merupakan bagian dari transducer yang berfungsi untuk melakukan sensing
atau “merasakan dan menangkap” adanya perubahan
energi eksternal yang akan masuk ke bagian input ke transducer, sehingga perubahan kapasitas energi yang ditangkap segera dikirim kepada bagian konvertor dari transducer untuk dirubah menjadi energi listrik. Transducer adalah alat yang berufngsi untuk mengubah suatu bentuk energi tertentu ke dalam bentuk energi lain, dalam hal ini biasanya selalu diubah ke dalam bentuk energi lain.
B. Sensor Getaran Sensor getar adalah sensor untuk mendeteksi sinyal getaran yang biasa digunakan untuk mendeteksi gempa bumi, tanah longsor, eksplorasi minyak dan gas bumi, analisis kekuatan jalan, analisa kekuatan jembatan, analisa kekuatan struktur bangunan gedung bertingkat. Macam-macam sensor getar adalah sensor geophone, piezoelectrik, akselerometer, sensor UGN 3503 dan lain sebagiannya.
C. Sensor Geophone Geophone berasal dari bahasa yunani yaitu "geo" yang berarti "bumi" dan
“Phone" yang berarti "suara“.Jadi, GEOPHONE adalah sensor yang berfungsi mengubah gerakan atau getaran bumi (getaran seismik) menjadi sinyal listrik
Gambar 2.1 Sensor Geophone
yang dapat direkam di sebuah stasiun rekaman. Sensor Geofone biasa digunakan dalam industri Pertambangan Minyak dan Gas. Sensor digunakan untuk mengetahui bagaimana struktur tanah dan batuan yang ada di bawah permukaan bumi sebelum dilakukan pengeboran. Komponen Utama Sensor Geophone 1. Magnet permanen
Magnet permanen diletakkan menyatu dengan permukaan bumi, sehingga akan mengikuti getaran vertikal bumi bila ada gelombang seismik yang menjalar di permukaan bumi. 2. Lilitan Kawat
Lilitan kawat tergantung pada pegas, dan akan bergerak ketika ada gelombang seismik yang datang.
Pri nsip Kerj a
Prinsip kerja Geophone adalah saat terdapat getaran sensor geophone akan mulai bekerja. Getaran seismik dari vertikal bumi yang mengenai
geophone
menyebabkan pegas yang ada di dalamnya berosilasi. Gerak osilasi pegas tersebut menyebabkan terjadinya fluks karena lilitan yang berubah posisi terhadap magnet ataupun sebaliknya. Karena adanya fluks muncul GGL induksi. Tegangan induksi yang terdeteksi pada lilitan kawat sebanding dengan besarnya getaran yang ditangkap oleh sensor.
Gambar2.2 Skema perubahan getaran menjadi sinyal listrik pada geophone
Output berupa tegangan ini yang bisa divisualisasikan dalam bentuk sinyal sinusoidal. Gambarnya nanti akan jadi seperti ini hasilnya:
Gambar 2.3 Bentuk gelombang sinyal keluaran yang ditangkap sensor geophone
Geophone bekerja berdasarkan “hukum Faraday”, di mana pada sebuah kumparan akan terjadi arus listrik apabila pada kumparan tersebut terjadi perubahan fluk magnet terhadap waktu. Besarnya tegangan yang terjadi berbanding lurus dengan besarnya perubahan fluk terhadap waktu tersebut. Yang dinyatakan dalam persamaan :
Dimana: V = tegangan output
∂Φ = perubahan fluks magnet ∂t = perubahan waktu G = konstanta transducer
Ў = pergerakan relativ An alisis Rangkaian
Gambar 2.4 Rangkaian sensor Geophone
Sinyal yang dihasilkan oleh sensor geophone umumnya adalah dalam kisaran beberapa milivolt, dengan tingkat noise yang cukup tinggi. Oleh karena itu, agar dapat diproses dengan baik, sinyal tersebut harus disaring dan diperkuat terlebih dahulu. Yaitu dengan menggunakan signal conditioning. Sinyal dari geophone diteruskan ke LM6462 yang berfungsi sebagai Op-Amp setelah sebelumnya disaring dengan rangkaian filter untuk meminimalisir noise.
Kemudian sinyal output dari Op-Amp disearahkan oleh dioda sebelum akhirnya diteruskan ke Pemroses Data.
D. Sensor Piezoelektrik Piezoelektrisitas adalah sebuah fenomena saat sebuah gaya yang diterapkan pada suatu segment bahan menimbulkan muatan listrik pada permukaan segmen tersebut. Sumber fenomena ini adalah adanya distribusi muatan listrik pada sel sel kristal. Nilai koefisien muatan piezoelektrik berada pada rentang 1 – 100 pico coloumb/Newton. Sedangkan alat yang digunakan pada fenomena di atas disebut dengan “Vibration Sensor ”
Piezoelektrik.
Gambar 2.5 Piezo Vibration Sensor
Sensor ini dirancang dengan bahan yang disebut PVDF ( Polyvinylidene Fluoride) film / plastic polymer dan conductive rubber sebagai bahan utama sensor untuk pengukuran beban, tegangan, regangan ataupun deformasi dari suatu struktur. Sedangkan bahan-bahan lain yang digunakan untuk sensor Piezoelectric ini adalah kristal turmalin, kuarsa, ratna cempaka, dan garam rossel, karena dengan kemampuan bahan-bahan tertentu tersebut dapat menghasilkan sebuah potensial listrik saat bahan-bahan itu dipanaskan atau didinginkan, serta sensor ini memiliki
Gambar 1.6
Struktur Film pada Vibration Sensor
ukuran dan bentuk sangat fleksibel, dengan kata lain dapat dibuat sesuai dengan kebutuhan. Spesifikasi Sensor
Lebar range frekuensi 0.001 Hz – 109 Hz.
Merupakan daerah kerja frekuensi getaran yang mampu menghasilkan perubahan tegangan output.
Input impedansi kecil.
Elastisitas tinggi.
Luas rentang dinamis(10-8 - 106 psi)
Tegangan -Regangan maksimum yang mampu menghasilkan tegangan
Output tegangan rendah- 10 kali lebih tinggi dari Piezo keramik.
Dapat di desain secara manual
Piezo
Sensor
memiliki
2
macam
jenis
bahan
yaitu
PVDF
dan
Copolymer(Keramik) berikut adalah perbedaan antara kedua bahan tersebut .Pada percobaan kali ini Piezo Vibration yang digunakan adalah Piezo yang berbahan PVDF .
Pri nsip Kerj a
Sensor ini memiliki cara kerja yang sebanding dengan inputnya atau sebanding dengan seberapa besar sensor ini terdeformasi, cara kerja sensor ini dapat di lihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 2.7 Cara Kerja Vibration Sensor
Semakin besar tekanan atau deformasi yang diterima sensor tersebut, dapat menghasilkan output tegangan yang berubah-ubah, namun sayangnya output sensor ini sangat kecil sehingga sulit untuk dibaca apabila ingin kita jadikan input ke suatu sistem tertentu. Piezo Vibration bekerja seperti kapasitor yang mampu menyimpan daya. Berikut adalah rumus besar nilai kapasitansinya :
Besar kapasitansi bergantung pada permisitivitas bahan , Luas film PVDF dan ketebalan PVDF .
Gambar 2.8 Skema rangkaian instalasi sensor piezoelektrik jenis piezoceramic pada benda uji berupa material dengan bentuk pelat
An alisis Rangkaian
Gambar 2. rangkaian ekivalen dari Piezo Vibration Sensor
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan 1.
Sensor getar adalah sensor untuk mendeteksi sinyal getaran yang biasa digunakan untuk mendeteksi gempa bumi, tanah longsor, eksplorasi minyak dan gas bumi, analisis kekuatan jalan, analisa kekuatan jembatan, analisa kekuatan struktur bangunan gedung bertingkat. Macam-macam sensor getar adalah sensor geophone, piezoelectrik, akselerometer, sensor UGN 3503 dan lain sebagiannya.
2.
Terdapat perbedaan prinsip kerja dari berbagai jenis sensor getaran, sesuai dengan spesifikasi dan rangkaian masing-masing jenis sensor.
3.
Sensor getaran mempunyai peranan yang sangat penting dalam berbagai penerapan, seperti alat untuk pendeteksi gempa bumi, analisa kerja mesin, analisa struktur bangunan gedung bertingkat, pengeboran tambang minyak, analisa kekuatan getaran jembatan, dan lain sebagainya yang tentunya segala penerapan yang berhubungan dengan getaran.
B. Saran Harapan penulis melalui makalah ini adalah semoga dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pemabaca pada umumnya. Serta mampu memahami isi dari makalah dan memberikan kritik yang membangun untuk kesempurnaan makalah ini.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2011. Sensor Getar. http://www.scribd.com/doc/70957135/SensorGetar#download. Diakses pada tanggal 27 Desember 2013 Anonim, 2011. Sensor Geophone. http://www.scribd.com/doc/121418169/SensorGeophone-FISTER-3-docx. Diakses pada tanggal 27 Desember 2013 Anonim, 2012. Sensor Phyzoelektrik. http://www.academia.edu/5272207/8_piezoelektrik_2. Diakses pada tanggal 27 Desember 2013 Dedi, Rusmandi. 2001. Mengenal Komponen Elektronika. Bandung: Penerbit Pionir Jaya. Rahman, Fatkhur. 2007. Rancangan Bangun Sistem Pendeteksi Level Getaran. Semarang : Universitas Diponegoro.
