Sensor Tekanan

Sensor Tekanan diciptakan untuk mengukur tekanan suatu zat yang memiliki tekanan sangat kecil sehingga sulit untuk diukur apabila menggunakan alat pengukur biasa. Dalam pelajaran Science, kita mengenal adanya alat pengukur untuk suatu benda. Seperti contoh thermometer sebagai alat untuk mengukur suhu, anemometer untuk mengukur kecepatan angin dan speedometer untuk mengukur kecepatan suatu benda. Tekanan yang dilambangkan dalam huruf (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya, yang dilamabangkan dengan (F) persatuan luas, yang dilambangkan dengan (A). Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan atau tekanan dari unsur zat yaitu berupa cairan dan gas. Fungsi dari sensor tekanan sebenarnya adalah untuk mengubah tekanan menjadi induktasi.

Prinsip Kerja:
Sensor tekanan mempunyai prinsip kerja yang sedikit rumit. Pertama, perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga menyebabkan perubahan induksi magnetic pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT ( center tap). Dengan demikian, apabla inti mengalami pergeseran, maka induktasi pada salah satu kumparan bertambah, namun menyebabkan kumparan yang lain berkurang. Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan dengan rumus (P = d.g.h). Untuk keterangannya, (p) adalah tekanan statis (pascal) sementara (D) adalah kepadatan cairan (km/m3), lalu (G) adalah konstanta gravitasi ( 9,81 m/s2) dan (H) adalah tinggi cairan (M). Prinsip kerja dari sensor tekanan itu sendiri adalah mengubah tegangan mekanik menjadi listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan pada kawat itu sendiri menyebabkan kawat menjadi bengkok. Sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah ketahananya. Ada beberapa fungsi lain dari sensor tekanan.

  Aplikasi Sensor Tekanan:
sebagai pemantau cuaca yang sering berubah-ubah. Digunakan dipesawat terbang untuk mengukur tekanan angin yang berada didalam band pesawat terbang, lalu yang terakhir adalah pengukur tekanan udara pada ruangan tertutup. Tiga fungsi ini adalah fungsi umum dari sendor tekanan yang sering ditemui oleh masyarakat namun masyarakat belum mengetahui cara kerja dari pengukur tekanan tersebut.

 Ide Pengembangan:
Digunakan untuk mendeteksi tekanan dalam tanah ataupun di dalam air untuk mengantisipasi bahaya gempa yang di akibatkan tekanan dari dalam tanah maupun air.

Reverensi :
http://komponenelektronika.biz/sensor-tekanan.html http://muhlidrahman.wordpress.com/2013/11/19/sensor/

Sensor Encoder

Sensor Penyandi (Encoder) digunakan untuk mengubah gerakan linear atau putaran menjadi sinyal digital, dimana sensor putaran memonitor gerakan putar dari suatu alat. Sensor ini biasanya terdiri dari 2 lapis jenis penyandi, yaitu; Pertama, Penyandi rotari tambahan (yang mentransmisikan jumlah tertentu dari pulsa untuk masing-masing putaran) yang akan membangkitkan gelombang kotak pada objek yang diputar. Kedua, Penyandi absolut (yang memperlengkapi kode binary tertentu untuk masing-masing posisi sudut) mempunyai cara kerja sang sama dengan perkecualian, lebih banyak atau lebih rapat pulsa gelombang kotak yang dihasilkan sehingga membentuk suatu pengkodean dalam susunan tertentu.

Prinsip Kerja:

Prinsip Kerja dari sensor ini adalah saat rangkaian sumber cahaya diberi VCC 5 Volt dan menghasilkan cahaya, cahaya masuk pada photodioda tidak terhalangi maka akan menghasilkan tegangan 5V dan begitu juga sebaliknya saat terhalangi maka akan menghasilkan tegangan 0V. Dimana tegangan menjadi inputan untuk mikrokontroler. Berikut ini adalah gambar Rangkaian sensor yang digunakan : Pada gambar diatas Led Inframerah kita gunakan untuk menembakkan cahaya sedangkan disisi kanan light receive dapat kita gunakan sensor cahaya seperti photodiode atau phototransistor.

  Aplikasi Sensor : salah satu aplikasi rotary encoder sebagai sensor posisi digunakan pada Mouse Analog (Mouse yang menggunakan Bola). Bisa anda buka dan anda akan melihat kurang lebih Tiga buah Rangkaian Sensor Posisi menggunakan Rotary Encoder.

  Reverensi : http://muhlidrahman.wordpress.com/2013/11/19/sensor/ http://nyobainnge.blogspot.com/2012/11/sensor-encoder-sensor-penyandi.html

Sensor Magnet

Sensor Magnet atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap.

 

Prinsip Kerja :

Rangkaian diatas menggunakan sensor magnet reed switch untuk menggerakkan LED.Pada rangkaian ini menggunakan prinsip pembagi tegangan antara kaki basis transistor. Cara kerja rangkaian adalah jika pada reed switch didekati medan magnet maka hambatan kontak reed switch akan menghubung. Hal ini menyebabkan arus negatif masuk ke kaki transistor, maka transistor tidak akan mengantar arus. Pada saat reed switch dijauhkan dari medan magnet maka kontak reed switch akan membuka, maka arus listrik posistip akan masuk ke kaki basis. Transisotr akan mengalirkan arus negative yang akan menyalakan LED. Medan magnet dapat menggunakan magnet batang.

  Contoh Aplikasi Sensor Magnet sederhana : indicator atau alarm untuk pintu dibuka atau ditutup.Untuk pengembangan lebih lanjut LED dpat ditambah relay driver untuk mengendalikan alarm atau sirine maupun beban listrik yang lebih besar misalnya lampu AC 220V.

  Ide Pengembangan :
Agar dapat mengantisipasi terjadinya banjir, diperlukan perangkat pendeteksian dini. Salah satunya, menggunakan aplikasi sensor magnet sebagai pendeteksi banjir. Indikator yang digunakan adalah ketinggian air serta intensitas hujan. 

Reverensi: http://kabar-agro.blogspot.com/2011/11/elektronika-dan-instrumentasi-sensor.html http://hamstro.blogspot.com/2013/02/sensor-magnet.html

Sensor Proximity

Sensor proximity adalah sensor atau sakalar yang dapat mendeteksi adanya target jenis logam dengan tanpa adanya kontak fisik. Biasanya sensor ini terdiri dari alat elektronis solid state yang terbungkus rapat untuk melindungi dari pengaruh getaran, cairan, kimiawi, dan korosif yang berlebihan. Sensor proximity dapat diaplikasikan pada objek yang dianggap terlalu kecil atau lunak untuk menggerakkan suatu mekanis saklar.

Prinsip Kerja : Prinsip kerja sensor proximity adalah memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap jika mengenai benda berwarna gelap. Sebagai sumber cahaya kita gunakan LED (Light Emiting Diode) yang akan memancarkan cahaya merah. Dan untuk menangkap pantulan cahaya LED, kita gunakan photodiode. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan. Berikut adalah ilustrasinya :

Sifat dari photodioda adalah jika semakin banyak cahaya yang diterima, maka nilai resistansi diodanya semakin kecil. Dengan melakukan sedikit modifikasi, maka besaran resistansi tersebut dapat diubah menjadi tegangan. Sehingga jika sensor berada diatas garis hitam, maka tegangan keluaran sensor akan kecil, demikian pula sebaliknya.

  Aplikasi sensor proximity : 1. Untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu garis pembimbing gerak robot ( Line Follower Robot / Line TracerRobot ) 2. untuk mendeteksi penghalang berupa dinding atau penghalang lain pada Robot 3. Metal Detector security 4. Sensor pada parkiran mobil

  Ide pengembangan : Di pasang pada alat-alat elektronik yang mudah dicuri,seperti TV. Seperti layaknya robot line follower dia tidak akan bergerak jika tidak ada garis. Apabila sensor ini tidak pada jalurnya maka atau di ambil dari jalur yang ada maka alarm yang di pasang akan berbunyi.

  reverensi: http://kuliah.andifajar.com/sensor-proximity/ http://teguhpati.blogspot.com/2013/01/jenis-jenis-sensor-bagian-i.html

Sensor Gas

Sensor gas merupakan sebuah alat untuk membaca keberadaan bermacam jenis gas dalam suatu tempat, biasanya sensor ini di gunakan dalam sebuah sistem keselamatan. Jenis alat sensor ini di gunakan untuk membaca kebocoran gas dan menghubungkan kepada sebuah sistem pengaturan untuk menutup segala proses yang menyebabkan atau mengalami kebocoran gas tersebut. Sensorgas juga dapat membunyikan alarm agar di ketahui oleh pangawas yang berada di sekitar kebocoran gas tersebut terjadi agar para pekerja yang berada di area tersebut dapat segera mengadakan evakuasi sehingga mencegah sesuatu hal yang lebih buruk. Alat ini sangat penting untuk menghindari kejadian-kejadian yang dapat mengancam nyawa pekerja maupun hewan atau tumbuhan yang berada di sekitar area tersebut, karena beberapa jenis gas bisa sangat membahayakan

Sensor gas dapat membaca segala jenis gas yang mematikan, seperti gas yang mudah terbakar, gas beracun, gas yang dapat menimbulkan ledakan, dn jika adanya gejala pengurangan oksigen. Sensor ini dapat kita temui di berbagai jenis perusahaan dan tempat, seperti tambang minyak dan sebagainya, alat ini juga mungkin terdapat di stasiun pemadam kebakaran. Biasanya alat ini menggunakan batere untuk beroperasi. Alat ini mengirimkan sinyal peringatan menggunakan suara atau gambaran, seperti sinar lampu flashlight ataupun alarm yang bersuara nyaring saat terdapat konsentrasi gas yang dapat membahayakan bagi area tersebut. Saat alat ini merasakan konsentrasi gas yang membahayakan melebihi level yang telah di atur pada alat tersebut, alarm atau sinyal akan diaktifkan. Pada awalnya, detektor diproduksi untuk mendeteksi hanya satu jenis gas, tetapi alat sensor modern dapat mendeteksi beberapa gas beracun atau mudah terbakar, atau bahkan kombinasi dari kedua jenis.

 Prinsip Kerja: Sensor gas terdiri dari elemen sensor, dasar sensor dan tudung sensor. Elemen sensor terdiri dari bahan sensor dan bahan pemanas untuk memanaskan elemen. Elemen sensor menggunakan bahan-bahan seperti timah (IV) oksida SnO2, wolfram (VI) oksida WO3, dan lain-lain, tergantung pada gas yang hendak dideteksi. Gambar berikut menunjukkan susunan (struktur) dasar sensor gas. Bila suatu kristal oksida logam seperti SnO2 dipanaskan pada suhu tinggi tertentu di udara, oksigen akan teradsorpsi pada permukaan kristal dengan muatan negatif . Elektron-elektron donor pada permukaan kristal ditransfer ke oksigen teradsorpsi, sehingga menghasilkan suatu lapisan ruang bermuatan positip. Akibatnya potensial permukaan terbentuk, yang akan menghambat aliran elektron. Di dalam sensor, arus listrik mengalir melalui bagian-bagian penghubung (batas butir) kristal-kristal mikro SnO2. Pada batas-batas antar butir, oksigen yang teradsorpsi membentuk penghalang potensial yang menghambat muatan bebas bergerak. Tahanan listrik sensor disebabkan oleh penghalang potensial ini.

  Ide Pengembangan : digunakan pada sensor gunung berapi,pada gunung berapi yang akan meletus akan mengeluarkan gas belerang yang sangat pekat,maka ketika gunung mengeluarkan gas belerang sensor akan membaca dan kemudian di laporkan ke pos setempat.

  Reverensi : http://komponenelektronika.biz/sensor-gas.html http://www.sharemyeyes.com/2013/05/sensor-gas.html

Sensor Ultrasonik

Sensor Ultrasonik adalah alat elektronika yang kemampuannya bisa mengubah dari energy listrik menjadi energy mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonic. Sensor ini terdiri dari rangkaian pemancar Ultrasonic yang dinamakan transmitter dan penerima ultrasonic yang disebut receiver. Alat ini digunakan untuk mengukur gelombang ultrasonic. Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik yang memiliki cirri-ciri longitudinal dan biasanya memiliki frekuensi di atas 20 Khz. Gelombong Utrasonic dapat merambat melalui zat padat, cair maupun gas. Gelombang Ultrasonic adalah gelombang rambatan energi dan momentum mekanik sehingga merambat melalui ketiga element tersebut sebagai interaksi dengan molekul dan sifat enersia medium yang dilaluinya.

Ada beberapa penjelasan mengenai gelombang ultrasonic. Sifat dari gelombang ultrasonik yang melalui medium menyebabkan getaran partikel dengan medium aplitudo sama dengan arah rambat longitudinal sehingga menghasilkan partikel medium yang membentuk suatu rapatan atau biasa disebut Strain dan tegangan yang biasa disebut Strees. Proses lanjut yang menyebabkan terjadinya rapatan dan regangan di dalam medium disebabkan oleh getaran partikel secara periodic selama gelombang ultrasonic lainya. Gelombang ultrasonic merambat melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor ultrasonik. Seperti yang telah umum diketahui, gelombang ultrasonik hanya bisa didengar oleh makhluk tertentu seperti kelelawar dan ikan paus. Kelelawar menggunakan gelombang ultrasonic untuk berburu di malam hari sementara paus menggunakanya untuk berenang di kedalaman laut yang gelap.
  Prinsip Kerja:

Sensor ultrasonik merupakan sensor yang bekerja dengan cara memancarkan suatu gelombang dan kemudian menghitung waktu pantulan gelombang tersebut. Lihat gambar : Gelombang ultrasonik bekerja pada frekuensi mulai 20 kHz hingga sekitar 20 MHz. Frekuensi kerja yang digunakan dalam gelombang ultrasonik bervariasi tergantung pada medium yang dilalui, mulai dari kerapatan rendah pada fasa gas, cair hingga padat.Secara matematis gelombang ultrasonik dapat dirumuskan sebagai : s = v.t/2dimana s adalah jarak dalam satuan meter, v adalah kecepatan suara yaitu 344 m/detik dan t adalah waktu tempuh dalam satuan detik. Ketika gelombang ultrasonik menumbuk suatu penghalang maka sebagian gelombang tersebut akan dipantulkan sebagian diserap dan sebagian yang lain akan diteruskan.Gelombang yang diserap akan dihitung oleh komparator dan diteruskan menjadi bilangan binanry. Secara umum sensor ultrasonik digunakan untuk menghitung jarak dari suatu objek yang berada didepan sensor tersebut. Sehingga dengan fungsinya tersebut, sensor ultrasonik biasa digunakan pada perangkat yang membutuhkan perhitungan jarak. 

Contoh Aplikasi : smart robot, Kapal laut, kapal selam, dll.
Ide Pengembangan:digunakan pada mobil otomatis, jadi ketika mobil akan menabrak atau pada jarak tertentu maka rem akan secara otomatis. reverensi : http://akucintaelektronika.blogspot.com/2012/10/apa-sih-sensor-ultra-sonic-itu.html http://xsensor232.com/2011/05/sensor-ultrasonik.html

TINJAUAN PUSTAKA

            Gunung berapi atau gunungapi secara umum adalah istilah yang dapat didefinisikan sebagai suatu sistem saluran fluida panas (batuan dalam wujud cair atau lava) yang memanjang dari kedalaman sekitar 10 km di bawah permukaan bumi sampai ke permukaan bumi, termasuk endapan hasil akumulasi material yang dikeluarkan pada saat meletus.
Apabila gunung berapi meletus, magma yang terkandung di dalam kamar magmar di bawah gunung berapi meletus keluar sebagai lahar atau lava. Selain daripada aliran lava, kehancuran oleh gunung berapi disebabkan melalui berbagai cara seperti berikut:

a.       Aliran lava

b.      Letusan gunung berapi

c.       Aliran lumpur

d.      Abu

e.       Kebakaran hutan.

f.       Gas beracun

g.      Gelombang tsunami

h.      Gempa bumi

·         Penyebab Terjadinya Gunung Meletus

                        Hampir semua kegiatan gunung api berkaitan dengan zona kegempaan aktif sebab berhubungan dengan batas lempeng. Pada batas lempeng inilah terjadi perubahan tekanan dan suhu yang sangat tinggi sehingga mampu melelehkan material sekitarnya yang merupakan cairan pijar (magma).

Magma akan mengintrusi batuan atau tanah di sekitarnya melalui rekahan- rekahan mendekati permukaan bumi. Gunung berapi terbentuk dari magma, yaitu batuan cair yang terdalam di dalam bumi. Magma terbentuk akibat panasnya suhu di dalam interior bumi. Pada kedalaman tertentu, suhu panas ini sangat tinggi sehingga mampu melelehkan batu-batuan di dalam bumi. Saat batuan ini meleleh, dihasilkanlah gas yang kemudian bercampur dengan magma. Sebagian besar magma terbentuk pada kedalaman 60 hingga 160 km di bawah permukaan bumi. Sebagian lainnya terbentuk pada kedalaman 24 hingga 48 km.

Magma yang mengandung gas, sedikit demi sedikit naik ke permukaan karena massanya yang lebih ringan dibanding batu-batuan padat di sekelilingnya. Saat magma naik, magma tersebut melelehkan batu-batuan di dekatnya sehingga terbentuklah kabin yang besar pada kedalaman sekitar 3 km dari permukaan. Kabin magma (magma chamber) inilah yang merupakan gudang (reservoir) darimana letusan material-material vulkanik berasal.

Magma yang mengandung gas dalam kabin magma berada dalam kondisi di bawah tekanan batu-batuan berat yang mengelilinginya. Tekanan ini menyebabkan magma meletus atau melelehkan conduit (saluran) pada bagian batuan yang rapuh atau retak. Magma bergerak keluar melalui saluran ini menuju ke permukaan. Saat magma mendekati permukaan, kandungan gas di dalamnya terlepas. Gas dan magma ini bersama-sama meledak dan membentuk lubang yang disebut lubang utama (central vent). Sebagian besar magma dan material vulkanik lainnya kemudian menyembur keluar melalui lubang ini. Setelah semburan berhenti, kawah (crater) yang menyerupai mangkuk biasanya terbentuk pada bagian puncak gunung berapi. Sementara lubang utama terdapat di dasar kawah tersebut.

Setelah gunung berapi terbentuk, tidak semua magma yang muncul pada letusan berikutnya naik sampai ke permukaan melalui lubang utama. Saat magma naik, sebagian mungkin terpecah melalui retakan dinding atau bercabang melalui saluran yang lebih kecil. Magma yang melalui saluran ini mungkin akan keluar melalui lubang lain yang terbentuk pada sisi gunung, atau mungkin juga tetap berada di bawah permukaan.

·         Tanda-tanda Gunung Akan Meletus

             Alam kadang memang tak bersahabat dengan kita, apalagi saat terjadinya bencana alam, terkadang alam tidak dapat di prediksikan. Namun, sesungguhnya alam memberikan tanda-tanda yang mungkin tidak diketahui oleh sebagian orang. Seperti bencana alam gunung meletus, sebenarnya sebelum gunung yang aktif itu akan meletus, gunung tersebut akan memberikan beberapa tanda agar manusia lebih waspada.

Tapi, terkadang manusia tidak menyadari hal itu sebagai tanda yang diberikan oleh alam saat gunung aktif akan meletus. Oleh karena itu kita harus mengetahui tanda-tanda tersebut agar kita lebih berhati-hati lagi. Apalagi orang yang tinggal dekat dengan gunung yang aktif, itu akan sangat membahayakan nyawa.

Berikut ini ada beberapa tanda gunung berapi ketika akan meletus :

1.      Suhu di sekitar gunung meningkat

2.      Mata air menjadi kering

3.      Ada gemuruh dan getaran.

4.      Tumbuhan mulai layu

5.      Migrasi hewan

·         Dampak Letusan Gunung Berapi

Dampak Negative Akibat Gunung Merapi :

1. Dampak dari abu gunung merapi yaitu berbagai jenis gas seperti Sulfur Dioksida (SO2), gas Hidrogen Sulfida (H2S), Nitrogen Dioksida (NO2), serta debu dalam bentuk partikel debu (Total Suspended Particulate atau Particulate Matter).

2. Kecelakaan lalu lintas akibat jalan berdebu licin, jatuh karena panik, serta makanan yang terkontaminasi, dan lain-lain.

3. Banyak dari penduduk, terutama sekitar Gunung Merapi yang kehilangan pekerjaan rutin kesehariannya.

4. timbulnya penyakit pada korban seperti ISPA

5. 64 desa di Sleman dan puluhan desa di Magelang serta Klaten porak poranda. Bahkan, desa tersebut dinyatakan tertutup karena berada di zona yang tidak aman. Sebagian desa sudah tertutup debu vulkanik dengan ketebalan hingga satu meter.

6. Hujan debu dari Merapi juga meluas dan membatasi jarak pandang. Lalu lintas, baik darat maupun udara, mulai terganggu. Bahkan, penerbangan dari dan ke Yogyakarta ditutup sementara waktu dan terjadi pula kebakaran hutan karena terkena laharnya.

7. Banyak dalam sektor pertanian terganggu akibat bencana ini yang menyebabkan pendapatan bisnis para petani menurun drastis.

8. Di sektor perikanan terjadi kerugian sekitar 1.272 ton.

9. Di sektor pariwisata, kunjungan wisatawan berkurang sehingga menyebabkan tingkat hunian hotel yang tadinya 70 persen turun menjadi 30 persen. Sehingga dapat dikatakan Meletusnya Merapi ini mengakibatkan dampak yang sangat besar bagi Indonesia.

 Dari sini untuk mengantisipasi adanya korban yang lebih banyak maka di gunakan sensor-sensor untuk mendeteksi gejala gunung berapi yang akan meletus diantaranya ada sensor suhu yaitu thermokopel, sensor ultrasonik,sensor getaran,sensor gas dan juga sensor kelembaban.

sumber : 

http://tutorial-elektronika.blogspot.com/2009/03/cara-kerja-rangkaian-sensor-getaran.html

http://insentif.ristek.go.id/new_insinas/detail_penelitian.php?&id=731&id_form=FORM__8b480c0b5f9182aabdfe8c8702b7ab75e177155b
http://edisicetak.joglosemar.co/berita/antisipasi-bencana-dengan-sensor-gunung-api-25387.html
http://sains.kompas.com/read/2014/02/14/1903323/Mendeteksi.Abu.Letusan.Gunung.Berapi.dengan.AVOID
http://all-thewin.blogspot.com/2011/11/rangkaian-sensor-suhu-sensor-suhu.html