Tugas Transduser Dan Komponen Elektronika

Transduser

Pengertian

            Transduser adalah perangkat elektronik yang berfungsi untuk mengubah bentuk dari suatu energi ke bentuk energi lainya. Bentuk energi tersebut antara lain: energi gerak (mekanik), energi panas, energi listrik, energi bunyi, energi cahaya, energi kimai, dsb. Contoh alat yang menggunakan transduser diantaranya: mikrofon yang mengubah energi bunyi menjadi sinyal listrik, speaker yang mengubah sinyal listrik menjadi energi bunyi.

Jenis-jenis transduser

          jenis-jenis transduser yang sering dijumpai antara lain:

            1.Transduser Input (Input Transducer)

                        Transduser Input merupakan Transduser yang dapat mengubah energi fisik (physical energy) menjadi sinyal listrik ataupun Resistansi (yang kemudian juga dikonversikan ke tegangan atau sinyal listrik). Energi fisik tersebut dapat berbentuk Cahaya, Tekanan, Suhu maupun gelombang suara. Seperti contohnya Mikropon (Microphone), Mikropon dapat mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik yang dapat dihantarkan melalui kabel listrik. Transduser Input sering disebut juga dengan Sensor.

                        Berikut ini beberapa Komponen Elektronika ataupun perangkat Elektronika yang digolongkan sebagai Transduser Input.

– LDR (Light Dependent Resistor) mengubah Cahaya menjadi Resistansi (Hambatan)
– Thermistor (NTC/PTC) mengubah suhu menjadi Resistansi (Hambatan)
– Variable Resistor (Potensiometer) mengubah posisi menjadi Resistansi (Hambatan)
– Mikropon (Microphone) mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik

2. Transduser Output (Output Transducer)

                        Transduser Output merupakan Transduser yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi bentuk energi fisik (Physical Energy). Seperti contohnya Loudspeaker, Loudspeaker mengubah sinyal listrik menjadi Suara yang dapat di dengar oleh manusia. Transduser Output sering disebut juga dengan istilah Actuator.

                        Beberapa Komponen Elektronika atau Perangkat Elektronika yang digolongkan sebagai Transduser Output diantaranya adalah sebagai berikut :

– LED (Light Emitting Diode) mengubah listrik menjadi Energi Cahaya
– Lampu mengubah listrik menjadi Energi Cahaya
– Motor mengubah listrik menjadi Gerakan (motion)
– Heater mengubah listrik menjadi Panas
– Loudspeaker mengubah sinyal listrik menjadi Suara

Contoh-contoh transduser

          berikut ini adalah contoh-contoh transduser:

A. Transducer temperatur

            Terdapat dua kategori transducer temperatur semikonduktor, yaitu transducer yang menghasilkan tegangan tertentu sesuai dengan perubahan suhu dan transducer yang menghasilkan arus tertentu. sesuai dengan perubahan suhu.

  

B. Transducer Gaya, Beban, dan Torsi

            Strain gage adalah salah satu transducer yang banyak dipakai untuk mendeteksi dan mengukur gaya, beban, torsi, dan tegangan. Prinsip kerjanya adalah mengubah gaya mekanik menjadi besaran resistansi yang sebanding.

            Piranti ini dibuat dari kawat tahanan tipis berdiameter sekitar 1 mm. Kawat tahanan yang biasa digunakan adalah campuran dari bahan “konstantan” (60% Cu dan 40% Ni) atau logam campuran “479” terdiri dari 92% Pt dan 8% Wo.

            Kawat tahanan ini dilekatkan pada papan penyangga membentuk strain gage dengan kawat berliku-liku atau bengkok-bengkok yang dikenal dengan bonded strain gage.

Bentuk kawat yang berliku-liku dimaksudkan untuk memudahkan pendeteksian terhadap gaya tekanan yang tegak lurus dengan arah panjang lipatan, karena, tekanan akan menarik kabel sehingga meregang. Hal ini menyebabkan perubahan resistansi pada kawat.

Selain bonded strain gage juga terdapat tipe yang lain yaitu unhonded strain gage, yaitu strain gage yang dibentuk oleh kawat yang dilekatkan pada sebuah rangka terpola agar terbentuk strain gage dengan kawat tahanan yang terpasang lurus dan simetris. Jika papan atau rangka mendapat tekanan dari luar, maka resistansinya akan bertambah sebesar DR dan panjangnya berubah sebesar DL.

            Karakteristik sebuah strain gage ditentukan oleh sensitivitas atau gage factor. Sensitivitas didefinisikan sebagai perbandingan antara perubahan nilai tahanan dan perubahan panjang.

C. Transducer Perubahan Posisi

            Jenis transducer yang banyak digunakan untuk mendeteksi perubahaan posisi adalah Linear Paralel Differential Transformer (LVDT). Transducer ini bekerja berdasarkan prinsip kerja transformator.

D. Transducer Tekanan

            Transducer tekanan digunakan untuk mengukur dan mengendalikan tekanan, seperti tekanan cairan atau gas. Untuk mengubah tekanan menjadi perubahan posisi diperlukan sebuah kantong atau diapragma, ditunjukkan pada gambar 2.20.

            Perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga mengakibatkan perubahan induksi magnetik pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT (Center Tap), dengan demikian apabila inti mengalami pergeseran maka induktansi pada salah satu kumparan bertambah sementara induktansi pada kumparan yang lain berkurang. Signal Converter mengubah induktansi magnetik yang timbul pada kumparan menjadi tegangan yang sebanding.

            Salah satu pemanfaatan dari penerapan transducer ini adalah untuk mengukur tinggi suatu cairan. Piranti ini digunakan untuk mengukur baik tekanan statis ataupun perbedaan tekanan.

            Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan menggunakan rumus sebagai berikut:

P= d. g. h

Keterangan:

P = tekanan statis (pascal)

d = kepadatan cairan (kg/m³)

g = konstanta gravitasi (9,81 m/s²)

h = tinggi cairan (m)

E. Transducer Kapasitif

            Kapasitas sebuah kapasitor dapat ditentukan oleh perubahan jarak antara konduktor, tipe dielektrik atau luas penampang konduktor. Sebuah transducer kapasitif adalah variabel kapasitor yang kapasitansinya berubah karena kondisi fisik misalnya tinggi cairan, jenis cairan kimia, tekanan, dan ketebalan atau vibrasi.

F. Transducer Kelembaban

            Lembap berarti kondisi yang terdiri dari udara dan uap air. Tingkat kelembapan ditentukan oleh perbandingan antara persentase uap air di udara.

Hygrometer adalah transducer yang menghasilkan sinyal keluaran berdasarkan pada tingkat kelembapan.

            Transducer kelembapan umumnya diklasifikasikan sebagai hygrometer atau psychrometer. Tiga tipe hygrometer yang banyak dipakai adalah

• tipe rambut,
• resistif dan
• optik.

            Hygrometer optik mengukur berdasarkan berkurangnya intensitas sinar di atmosfer pada suatu waktu. tertentu. Gambar 2.24. menunjukkan sebuah contoh hygrometer resistif, terdiri dari elektroda logam yang terbungkus bahan plastik dan ditutup dengan lithium chloride yang sensitif terhadap kelembapan.

            Bila kelembapan udara di sekitar hygrometer bertambah, film lithium chloride menyerap air lebih banyak menyebabkan resistansi elektrode berkurang. Pada kelembapan relatif 10%, resistansi turun menjadi sekitar 75 W.

            Beberapa proses industri memerlukan tingkat kelembapan udara yang terkendali. Contoh seperti pada ruang pengeringan, ruang penyimpanan atau ruang proses. Bila kelembapan udara mencapal 100%, untuk mengurangi prosentase kelembapan dilakukan dengan cara mcnaikkan suhu ruangan. Sebaliknya bila persentase kelembapan terlalu rendah, dapat dinaikkan dengan cara menurunkan suhu ruangan.

            Jenis sensor kelembapan yang lain adalah psychrometer, yaitu piranti yang menggunakan dua buah sensor suhu dan dua buah “bulb”, ditampilkan pada gambar 2.25.

Prinsip kerjanya berdasarkan perbedaan pembacaan suhu pada kedua sensor. Tegangan keluaran bervariasi sesuai dengan perbedaan suhu antara dry bulb (tabung kering) dan wet bulb (tabung basah).

G. Transducer Elektromagnet

            Piranti sensor Hall Effect (Efek Hall) menghasilkan tegangan keluaran yang ditimbulkan karena medan magnet. Sensor Hall Effect pertama kali ditemukan pada th. 1879 oleh Edward H. Hall.

            Prinsip kerja sensor Hall Effect adalah sebagai berikut. Bila sebuah magnet diletakkan tegak lurus terhadap sepasang keping konduktor, maka tegangan akan muncul pada sisi yang berlawanan dengan konduktor. Tegangan yang muncul ini disebut tegangan Hall. Besar tegangan Hall sebanding dengan arus dan kuat medan magnet. Dengan dernikian Efek Hall dapat digunakan untuk mengukur kuat medan magnet.

Sumber:

http://teknikelektronika.com/pengertian-transducer-jenis-jenis-transduser/

https://maglevworld.wordpress.com/2012/04/11/macam-macam-transduser/