a. Mengetahui pengertian sensor accelerometer
b. Mengetahui cara kerja sensor accelerometer
c. Mengetahui penggunaan Sensor Accelerometer dalam pengaplikasiannya di kehidupan
2. Alat dan Bahan [Kembali]
1. Sensor Vibrasi SW-420
2. Op - Amp
3. Resistor
4. Potensiometer
5. Battery
6. Buzzer
7. LED
Merupakan sensor yang dapat mendeteksi getaran
2. Op - Amp
op amp di gunakan sebagai penguat
3. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika pasif yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai penghambat arus listrik.
4. Potensiometer
Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat.
5. Battery
Fungsi baterai sebagai sumber tegangan pada rangkaian.
6. Buzzer
Fungsi buzzer/speaker ini adalah mengubah gelombang listrik menjadi getaran suara.
sehingga jika terjadi gempa/getaran maka buzzer akan berbunyi
7. LED
sama seperti buzzer sebagai pengingat jika terjadi gempa maka led akan hidup
A.Pengertian Accelerometer
E. jenis-jenis accelerometer
Pada dasarnya aplikasi utama IC NE555 ini digunakan sebagai Timer (Pewaktu) dengan operasi rangkaian monostable dan Pulse Generator (Pembangkit Pulsa) dengan operasi rangkaian astable. Selain itu, dapat juga digunakan sebagai Time Delay Generator dan Sequential Timing.
Rangkaian lampu LED memiliki cara kerja yang hampir sama dengan dioda yang mempunyai kutub Negatif (N) dan kutup Positif (P).LED memancarkan cahaya bila dialiri tegangan maju atau bias forward dari Anoda menuju ke Katoda.Sewaktu lampu LED dialiri tegangan maju dari Anoda (P) ke Katoda (K). Kelebihan elektron pada N-Type material akan berpindah tempat ke wilayah kelebihan lubang atau Hole, yang merupakan wilayah bermuatan positif (P-Type Material). Sewaktu Elektron bertemu dengan Hole (lubang), akan melepaskan photon dan menciptakan, atau memancarkan cahaya satu warna atau monokromatik.Rangkaian lampu LED berbeda dengan lampu lainnya karena pada penggunaan LED yang tidak sama, dengan lampu neon atau pun lampu pijar, karena LED mempunyai kecenderungan berupa polarisasi dengan kutubnya:positif dan negatif.
Accelerometer adalah sebuah perangkat yang mampu mengukur sebuah kekuatan akselerasi. Kekuatan ini mungkin statis (diam) seperti halnya kekuatan konstan dari gravitasi Bumi, atau bisa juga bersifat dinamis karena gerakan atau getaran dari sebuah alat akselerometer. Accelerometer merupakan sebuah tranduser yang berfungsi untuk mengukur percepatan, mendeteksi dan mengukur getaran, ataupun untuk mengukur percepatan akibat gravitasi bumi. Accelerometer memiliki tipe yaitu, capasitive, piezoelectric,piezoresistive,hall effect,magnetoresistive, heat transfer.
Operasi Dasar Accelerometer
Hukum Gerak Newton Kedua mengatakan bahwa Akselerasi (m / s2) suatu benda berbanding lurus dengan arah yang sama dengan Gaya Bersih (Newton) yang bekerja pada tubuh, dan berbanding terbalik dengan massanya (gram).
Akselerasi = Force (Newton)
(M / s2) Massa (gram)
Akselerasi menciptakan kekuatan yang ditangkap oleh mekanisme pendeteksi gaya accelerometer. Jadi akselerometer benar-benar mengukur kekuatan, bukan akselerasi. Dasarnya mengukur akselerasi secara tidak langsung melalui sebuah gaya yang diterapkan pada salah satu sumbu accelerometer.
Akselerasi = Force (Newton)
(M / s2) Massa (gram)
Akselerasi menciptakan kekuatan yang ditangkap oleh mekanisme pendeteksi gaya accelerometer. Jadi akselerometer benar-benar mengukur kekuatan, bukan akselerasi. Dasarnya mengukur akselerasi secara tidak langsung melalui sebuah gaya yang diterapkan pada salah satu sumbu accelerometer.
B.Prinsip Kerja Accelerometer
Sesuai dengan prinsip kerja dari accelerometer adalah prinsip percepatan (akselerasi). Sebuah per dengan beban dan dilepaskan, beban bergerak dengan percepatan sampai beberapa waktu lalu berhenti. Bila ada sesuatu yang menggoncangkannya maka beban akan berayun kembali.Pengukuran kapasitansi inilah yang umumnya menjadi hasil pengukuran chip. Agar sensor dapat mengkonversi 3 dimensi, maka dibutuhkan 3 pasang plat yang dipasang tegak lurus masing-masing.
C.Fungsi Accelerometer
- Pada Kamera video juga memanfaatkan accelerometer untuk menstabilkan tangkapan gambar (image stabilization), untuk dapat meminimalisir blur saat mengumpulkan gambar.
- Untuk mengontrol antarmuka pengguna, accelerometer yang biasa digunakan untuk menyajikan pandangan landscape atau potret layar perangkat, berdasarkan cara perangkat yang digunakan. Misalnya mengganti tampilan layar dari vertikal (potret) menjadi horizontal (mendatar).
- Pada accelerometer ponsel yang disebut fungsi shake control, dengan fungsi ini maka dengan hanya menggoyangkan ponsel kita bisa mengubah fitur, misalnya mengubah lagu yang sedang diputar di putar ke lagu selanjutnya atau lagu sebelumnya.
- Penggunaan lain dari accelerometer adalah sebagai pedometer, atau penghitung langkah. Dipakai di banyak gadget sebagai monitor banyak langkah saat berolah raga. Apple dan Nike mengeluarkan produk sepatu yang dapat memiliki fungsi seperti berkomunikasi dengan pemutar lagu pada Ipod, mengirimkan data tentang banyak langkah yang telah dilakukan, jumlah kalori yang terbakar, dan waktu bergerak.
Sensor getar dan sensor accelerometer mendeteksi getaran dan pergerakan tanah,data tersebut akan diolah menggunakan rumus British Geological Survey untuk menjadi satuan Skala Richter. Setelah data sensor selesai diolah dan dihitung,lalu hasil data tersebut dibaca apakah alat tersebut mendeteksiadanya gempa atau tidak, jika alat tersebut mendeteksi maka buzzer akan aktif dan lcd akan menampilkan besar gempa, jika tidak maka alat akan membaca ulang datasensor.
Berikut merupakan bentuk grafik dari tiga sensor pada daerah kerja menunjukkan bahwa pada jarak getaran gempa yang semakin dekat, kurva mendekati linier, sehingga sensitivitas sensor semakin besar, sedangkan pada jarak maksimum sensitivitas sensor sangat kecil
Berikut merupakan bentuk grafik dari tiga sensor pada daerah kerja menunjukkan bahwa pada jarak getaran gempa yang semakin dekat, kurva mendekati linier, sehingga sensitivitas sensor semakin besar, sedangkan pada jarak maksimum sensitivitas sensor sangat kecil
Gambar Grafik dari tiga sensor pada daerah kerja
D.Aplikasi Penggunaan Accelerometer :
1. Transportasi
2. Bidang Medis
3. Science and Engineering
4.Peralatan Elektronik
2. Bidang Medis
3. Science and Engineering
4.Peralatan Elektronik
5.dan lain-lain
E. jenis-jenis accelerometer
- Capacitive, dengan lempengan logam pada sensor menghasilkan sejumlah kapasitansi yang dipengaruhi oleh besarnya percepatan yang terjadi
- Piezoelectric, dengan kristal piezoelectric yang terdapat pada accelerometer jenis ini mengeluarkan tegangan yang selanjutnya dapat dijadikan referensi untuk mengukur nilai percepatan
- Piezoresistive, dengan lempengan yang memiliki nilai hambatan yang akan berubah sesuai dengan perubahan tingkat percepatan
- Hall effect, perubahan nilai percepatan diubah menjadi signal listrik berdasarkan pada setiap perubahan pergerakan yang terjadi pada daerah yang terinduksi magnet
- Magnetoresistive, perubahan percepatan diketahui berdasarkan besarnya nilai hambatan material karena adanya daerah yang terinduksi oleh magnet
- Heat transfer, nilai percepatan dapat diketahui dari lokasi sebuah benda yang dipanaskan dan diukur ketika terjadi percepatan dengan sensor suhu
Teori komponen yang digunakan
1. Sensor Vibration
Gambar sensor vibration
Sensor Vibration sw420 memiliki fungsi yang sama dengan sensor Accelerometer yaitu untuk mendeteksi getaran dengan tegangan output 3V-5V.
2. IC NE 555
Internal ICNE555 :
Gambar internal IC NE555
Fungsi Setiap Kaki IC NE555:
Gambar Fungsi Setiap Kaki IC NE555
Gambar rangkaian IC NE555
Berikut gelombang output IC NE555 :
Gambar gelombang output IC NE555
Pada dasarnya aplikasi utama IC NE555 ini digunakan sebagai Timer (Pewaktu) dengan operasi rangkaian monostable dan Pulse Generator (Pembangkit Pulsa) dengan operasi rangkaian astable. Selain itu, dapat juga digunakan sebagai Time Delay Generator dan Sequential Timing.
Rangkaian ini paling sering digunakan sebagai osilator gelombang kotak / pembangkit pulsa, terdapat perhitungan untuk nilai frekuensi output yang kita inginkan :
f = 1 / { ln (2) . (R1 + 2.R2) . C }
T = 1/f
Duty cycle ialah perbandingan pulsa high dan pulsa low pada satu gelombang.rumus duty cycle :
D = 1 - R2 / (R1 + 2.R2)
Duty cycle dapat dihitung : (t1/T) x 100 % = (t1 / {t1+t2}) x 100 %
3. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Pada rangkaian ini resistor juga berfungsi untuk mencari frekuensi pada IC.
4. Kapasitor
Kapasitor adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu. Kapasitor pada rangkaian ini berfungsi untuk menyeimbangkan tegangan referensi pada kaki negatif komparator.
5. Dioda LED dan LED-Green
Gambar Dioda LED dan LED-Green
Rangkaian lampu LED memiliki cara kerja yang hampir sama dengan dioda yang mempunyai kutub Negatif (N) dan kutup Positif (P).LED memancarkan cahaya bila dialiri tegangan maju atau bias forward dari Anoda menuju ke Katoda.Sewaktu lampu LED dialiri tegangan maju dari Anoda (P) ke Katoda (K). Kelebihan elektron pada N-Type material akan berpindah tempat ke wilayah kelebihan lubang atau Hole, yang merupakan wilayah bermuatan positif (P-Type Material). Sewaktu Elektron bertemu dengan Hole (lubang), akan melepaskan photon dan menciptakan, atau memancarkan cahaya satu warna atau monokromatik.Rangkaian lampu LED berbeda dengan lampu lainnya karena pada penggunaan LED yang tidak sama, dengan lampu neon atau pun lampu pijar, karena LED mempunyai kecenderungan berupa polarisasi dengan kutubnya:positif dan negatif.
Grafik respon sensor :
Berikut merupakan grafik respose sensor vibration sw420 dimana pada sumbu x terdapat frekuesi dan pada sumbu y merupakan output daya. Ketika frekuensi semakin besar maka, daya akan semakin rendah.
Pendeteksi gempa menggunakan sensor vibrasi
Sensor ketika tidak mendeteksi adanya getaran (berlogika 0)
Ketika logicstate bernilai 0 maka tidak terjadi getaran dan arus tidak ada mengalir pada rangkaian sehingga LED tidak menyala.
Sensor ketika mendeteksi adanya getaran (berlogika 1)
Ketika sensor menerima adanya getaran dari gempa atau logic state bernilai satu maka arus akan mengalir menuju resistor dan masuk ke kaki inverting pada op amp. Buzzer memiliki tegangan kerja sebesar 12V maka tegangan output dari sensor vibrasi harus diperkuat terlebih dahulu sampai minimal 12V agar buzzer bisa bekerja. Untuk menguatkan tegangan tersebut maka menggunakan op-amp. Op-amp yang digunakan adalah op-amp inverting dengan tambahan vref 12V sehingga besar tegangan yang keluar adalah 15V. Karena tegangan sudah melebihi tegangan kerja buzzer maka buzzer bisa berbunyi dan LED juga menyala sebagai tambahan peringatan gempa. Ketika sensor tidak menerima adanya getaran dari gempa atau logicstate bernilai 0 maka arus tidak mengalir sehingga buzzer dan LED pun mati.
6. Link Download [Kembali]
Rangkaian Simulasi : Klik Disini !!
Video Simulasi : Klik Disini !!
Data Sheet : Klik Disini !!
HTML : Klik Disini !!
Tidak ada komentar:
Posting Komentar