MATERI KELAS 9 SISTEM PENGENDALI (SENSOR DAN TRANDUSER)

 

a.       Rangkaian Pengendali

Dengan kemajuan dibidang teknologi yang sangat canggih sekarang ini, rangkaian pengendali mempuntai peranan yang sangat penting. Peranan sistem pengendali otomatis sangat diperlukan di era digital saat ini, dimana segala sesuatu dapat dikendalikan dari jarak jauh. Misalnya sistem pengendali pesawat luar angkasa, kendali otomatis pesawat terbang, peluru kendali, mobil tanpa sopir, juga mesin-mesin produksi dalam bidang industri, peralatan rumah tangga, pengatur lalu lintas, dan lain sebagainya.

Sebuah rangkaian pengendali terdiri dari sensor dan tranduser. Sensor dan tranduser merupakan peralatan atau komponen yang mempunyai peranan penting dalam sebuah sistem pengaturan otomatis. Ketepatan dan kesesuaian dalam memilih sebuah sensor akan sangat menentukan kinerjadari sistem pengaturan secara otomatis.

1.       Sensor

Sensor adalah suatu peralatan yang berfunsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyak yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanis dan sebagainya. Contohnya antara lain kamera sebagai sensor penglihatan, telinga sebagai sensor pendengaran, kulit sebagai sensor peraba, LDR (light dependent resistor) sebagai sensor cahaya dan lainnya. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran dan pengendalian.

Gambar Macam-macam Sensor

Gambar Macam-macam Sensor

Beberapa sensor yang banyak digunakan dalam sistem rangkaian elektronika antara lain sensor cahaya, sensor suhu dan sensor tekanan.

a.       Sensor cahaya

Sensor cahaya adalah sensor yang cara kerjanya yaitu mengubah cahaya menjadi besaran listrik. Sensor cahaya terdiri dari fotovoltaik dan fotokonduktif.

-          Fotovoltaik atau sel solar adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel fotovoltaik adalah jenis tranduser sinar/cahaya.

-          Fotokonduktif adalah alat sensor sinar yang mempengaruhi perubahan tahanan pada sensor tersebut. Energi yang jatuh pada sel fotokonduktif menyebabkan perubahan tahanan sel. Apabila permukaan alat ini gelap maka tahanan alat menjadi tinggi. Ketika menyala dengan terang tahanan turun pada tingkat nilai terendah.

b.       Sensor suhu

Ada empat jenis utama sensor suhu yang biasa digunaka yaitu thermocouple, detector suhu, thermistor dan sensor suhu rangkaian terpadu (IC).

-          Thermocouple pada prinsipnya terdiri dari spasang penghantar yang berbeda disambung las dilebur salah satu sisinya sehungga menyatu. Dan sisi yang lain dibiarkan terbuka dengan jarak tertentu.

-          Detector suhu konsep utama yang mendasari pengukuran suhu dengan detector suhu tahanan (Resistance Temperatur Detector- RTD) adalah tahanan listrik dari logam yang bervariasi dengan suhu. Bahan yang digunakan untuk detector suhu adalah platina.

-          Thermistor adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu yang negatif. Karena suhu meningkat tahanan turun dan sebaliknya jika suhu turun maka tahanan naik. Thermistor sangat peka terhadap perubahan tahanan oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil di dalam suhu.

-          Sensor suhu rangkaian terpadu, sensor suhu dengan IC ini menggunakan chips silikon untuk elemen sensor.

c.       Sensor tekanan

Prinsip kerja sensor tekanan adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Ukuran tegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan penghantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan pada kawat menyebabkan kawat bengkok, sehingga ukuran kawat berubah dan akan mengubah tahanannya.

2.       Tranduser

Tranduser berasal dari bahasa latin “tranducere” yang berarti mengubah, sehingga tranduser dapat dideefinisikan sebagai suatu piranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan ukuran atau informasi ( misalnya sensor tekanan). Tranduser bisa berupa peralatan listrik, elektronik, elektromekanik, elektromagnetik, fotonik atau fotovoltaik.

Dalam pengertian yang lebih luas, tranduser kadang-kadang juga didefinisikan sebagai suatu peralatan yang mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal lainnya. Contoh yang umum adalah pengeras suara (audio speaker), yang mengubah beragam voltase listrik yang berupa musik atau pidato menjadi vibrasi mekanis. Contoh lain adalah mikrofon yang mengubah suara, bunyi atau energi akustik menjadi sinyal atau energi listrik.

Tranduser bisa berupa peralatan listrik, elektronik, elektromekanik, elektromagnetik, fotonik atau fotovoltaik. Dalam pengertian yang lebih luas, tranduser kadang-kadang juga didefinisikan sebagai suatu peralatan yang mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal lainnya. Contoh yang umum adalah pengeras suara (audio amplifier), yang mengubah beragam voltase listrik yang berupa musik atau pidato menjadi getaran mekanik. Contoh lainnya adalah mikrofon, yang mengubah suara kita, bunyi atau energi akustik menjadi sinyal atau energi listrik.

Gambar Macam-macam Tranduser

Bagian masukan tranduser disebut sensor karena bagian ini dapat mengindra suatu kuantitas fisik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk energi lain. Dari sisi pola aktifnya tranduser dibagi menjadi 2 yaitu:

a.       Tranduser pasif, yaitu tranduser yang dapat bekerja bila mendapat tambahan energi dari luar. Contoh tranduser pasif adalah thermistor. Untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik yaitu tegangan listrik, maka thermistor harus dialiri listrik. Ketika hambatan thermistor berubah karena penngaruh panas, maka tegangan listrik dari thermistor juga berubah.

b.       Tranduser aktif, yaitu tranduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri. Adapun contoh dari tranduser aktif adalah thermokopel. Ketika menerima panas, thermokopel langsung mennghasilkan tegangan listrik tanpa membutuhkan energi dari luar.

Soal latihan

1.       Jelaskan pengertian dari sensor dan tranduser!

2.       Sebutkan macam-macam sensor!

3.       Sebutkan macam-macam tranduser!

4.       Jelaskan macam-macam sensor suhu!

5.       Jelaskan cara kerja sensor cahaya!

 

b.      MEMANIPULASI DAN MEMBUAT PRODUK SISTEM PENGENDALI ELEKTRONIKA

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

 

Anggota Kelompok

1.

2.

3.

4.

1.       Tujuan Pembelajaran

Setelah melaksanakan kegiatan proyek ini, peserta didik mampu membuat desain rangkaian listrik flip flop 4 lampu dengan pengendali/saklar transistor

2.       Alat dan Bahan

-          Kertas                                                                -  spidol

-          Pensil                                                                  -  penghapus

-          Penggaris                                                        

3.       Sumber Belajar

-          Modul pemblajaran prakarya

-          Buku paket prakarya

4.       Langkah Kerja

-          Membuat rancangan rangkaian flip flop 4 lampu dengan pengendali transistor.

-          Menggambar rancangan rangkaian flip flop 4 lampu dengan pengendali transistor pada kertas.

-          Gambarkan diagram pengawatannya

-          Tuliskan kebutuhan komponen untuk rangkaian lampu flip flop tersebut.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

 

Anggota Kelompok

1.

2.

3.

4.

5.       Tujuan Pembelajaran

Setelah melaksanakan kegiatan projek ini, peserta didik mampu membuat rangkaian listrik flip flop 4 lampu dengan pengendali/saklar transistor

6.       Alat dan Bahan

Alat :

-          Solder                                                                 

-          Atraktor                                                            

-          Tang potong

Bahan :

-          Transistor

-          LED

-          Resisor

-          Elektrolit kondensator

-          Baterai

-          Tinol/timah patri

-          Kabel                                                                

7.       Sumber Belajar

-          Modul pemblajaran prakarya

-          Buku paket prakarya

8.       Langkah Kerja

-          Pelajari kembali rancangan rangkaian flip flop 4 lampu dengan pengendali transistor yang telah dibuat.

-          Persiapkan alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat rangkaian flip flop 4 lampu dengan pengendali transistor.

-          Rakitlah sesuai dengan rencana yang dibuat.

-          Pastikan keselamatan kerja pada saat praktik.

-          Setelah selesai merakit, ujilah hasil praktik dengan monitoring dari guru mapel.