Output yang dihasilkan biasanya berupa sinyal listrik yang proporsional dengan input yang diterapkan. Output ini digunakan untuk mengkalibrasi input atau sinyal output ditransmisikan lewat jaringan untuk diproses lebih lanjut.
Berdasarkan input yang hendak diukur ada aneka macam jenis sensor. Termometer berbasis merkuri bertindak selaku sensor suhu, sensor Oksigen dalam metode kendali emisi kendaraan beroda empat mendeteksi oksigen, Sensor foto mendeteksi eksistensi cahaya tampak.
Pada postingan ini, kami akan menerangkan Piezoelektrik Sensor. Silakan merujuk tautan untuk mengenali lebih lanjut wacana Efek Piezoelektrik.
Definisi Piezoelektrik Sensor
Sensor yang melakukan pekerjaan menurut prinsip piezoelektrik dimengerti selaku Piezoelektrik Sensor. Dimana piezoelektrik yakni fenomena di mana listrik dihasilkan jikalau tekanan mekanik dipraktekkan pada sebuah material. Tidak semua materi memiliki karakteristik piezoelektrik.
Ada aneka macam jenis materi piezoelektrik. Contoh bahan (material) piezoelektrik yakni kuarsa kristal tunggal, tulang, dll yang tersedia secara alami. Dibuat secara bikinan menyerupai keramik PZT dll…
Prinsip Kerja dari Piezoelektrik Sensor
Kuantitas fisik yang biasa diukur oleh Piezoelektrik Sensor yakni Akselerasi dan Tekanan. Baik sensor tekanan dan akselerasi melakukan pekerjaan pada prinsip piezoelektrik yang serupa tapi perbedaan utama di antara keduanya yakni cara gaya dipraktekkan pada unsur penginderaan mereka.Pada sensor tekanan, selaput tipis diposisikan pada dasar yang masif untuk mentransfer gaya yang diberikan ke unsur piezoelektrik. Setelah menerapkan tekanan pada membran tipis ini, materi piezoelektrik diangkut dan mulai menciptakan tegangan listrik. Tegangan yang dihasilkan seimbang dengan jumlah tekanan yang diberikan.
Dalam akselerometer, massa seismik menempel pada unsur kristal untuk mentransfer gaya yang dipraktekkan ke materi piezoelektrik. Ketika gerak diterapkan, beban massa seismik yakni materi piezoelektrik menurut aturan gerak kedua Newton. Bahan piezoelektrik menciptakan muatan yang digunakan untuk kalibrasi gerak.
Elemen kompensasi akselerasi digunakan bareng dengan sensor tekanan lantaran sensor ini sanggup menangkap getaran yang tidak diharapkan dan berbincang bacaan yang salah.
Rangkaian Piezoelektrik Sensor
Rangkaian internal Piezoelektrik Sensor diberikan di atas. Resistansi Ri yakni resistansi internal atau resistansi isolator. Induktansi ini disebabkan oleh inersia sensor. Kapasitansi C berbanding terbalik dengan elastisitas materi sensor.Untuk respons sensor yang tepat, resistansi beban dan kebocoran mesti cukup besar sehingga frekuensi rendah dipertahankan. Sensor sanggup disebut transduser tekanan dalam sinyal listrik. Sensor juga dimengerti selaku transduser primer.
Spesifikasi Piezoelektrik Sensor
Beberapa karakteristik dasar dari Piezoelektrik Sensor adalah- Rentang pengukuran: Rentang ini tunduk pada batas pengukuran.
- Sensitivitas S: Rasio pergantian sinyal output ∆y kepada sinyal yang memicu pergantian ∆x.
S = ∆y/∆x. - Keandalan: Kemampuan sensor ini untuk mempertahankan karakteristik dalam batas tertentu di bawah keadaan operasional yang ditetapkan.
- Sensor ini mengandung nilai Impedansi ≤500Ω.
- Sensor-sensor ini lazimnya beroperasi dalam kisaran suhu sekitar -20°C sampai + 60°C.
- Sensor-sensor ini mesti dijaga pada suhu antara -30°C sampai +70°C untuk mencegahnya dari degradasi.
- Sensor-sensor ini memiliki suhu solder yang sungguh rendah.
- Sensitivitas regangan Piezoelektrik Sensor yakni 5V/Ɛ.
- Karena fleksibilitasnya yang tinggi, Quartz yakni materi yang paling digemari selaku Piezoelektrik Sensor.
Piezoelektrik Sensor menggunakan Arduino
Karena kita mesti tahu apa itu Piezoelektrik Sensor, mari kita lihat aplikasi sederhana sensor ini menggunakan Arduino. Di sini kami menjajal untuk mengaktifkan LED saat sensor tekanan mendeteksi kekuatan yang cukup.Perangkat Keras yang Diperlukan
Diagram Rangkaian:
- Di sini ujung nyata sensor yang ditunjukkan dengan kabel merah terhubung ke pin analog A0 dari papan Arduino sedangkan timah negatif yang ditunjukkan dengan kabel hitam terhubung ke ground.
- Sebuah resistor 1 MΩ dihubungkan secara paralel ke unsur piezo untuk menghambat tegangan dan arus yang dihasilkan oleh unsur piezoelektrik dan untuk melindungi input analog dari getaran yang tidak diinginkan.
- Anoda LED terhubung ke pin digital D13 dari Arduino dan katoda terhubung ke ground.
Cara Kerja
Nilai ambang 100 dikontrol ke rangkaian sehingga sensor tidak diaktifkan untuk getaran kurang dari ambang. Dengan ini, kita sanggup menetralisir getaran kecil yang tidak diinginkan. Ketika tegangan output yang dihasilkan oleh unsur sensor lebih besar dari nilai ambang, LED merubah statusnya yakni jikalau berada dalam status TINGGI, ia pergi ke RENDAH. Jika nilainya lebih rendah dari ambang LED tidak merubah statusnya dan tetap dalam keadaan sebelumnya.Kode
const int ledPin = 13; //LED connected to digital pin 13const int Sensor = A0; // Sensor connected to analog pin A0
const int threshold = 100; // Threshold is set to 100
int sensorReading = 0; // variable to store the value read from the sensor pin
int ledState = LOW; // variable used to store the last LED status, to toggle the light
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // declare the ledPin as OUTPUT
}
void loop()
{
// read the sensor and store it in the variable sensorReading:
sensorReading = analogRead(Sensor);
// if the sensor reading is greater than the threshold:
if (sensorReading >= threshold)
{
// toggle the status of the ledPin:
ledState = !ledState;
// update the LED pin :
digitalWrite(ledPin, ledState);
delay(10000); // delay
}
else
{
digitalWrite (ledPin, ledState); // the initial state of LED i.e. LOW.
}
}
Aplikasi Piezoelektrik Sensor
- Piezoelektrik Sensor digunakan untuk deteksi guncangan.
- Piezoelektrik Sensor aktif digunakan untuk mengukur ketebalan, sensor aliran.
- Piezoelektrik Sensor pasif digunakan mikrofon, akselerometer, pickup musik dll...
- Piezoelektrik Sensor juga digunakan untuk pencitraan ultrasound.
- Sensor ini digunakan untuk pengukuran optik, pengukuran gerakan mikro, akustik elektronik dll.
