RANGKAIAN KE 2



Rangkaian 2 Sensor LVDT

Rangkaian LVDT dengan Output Digital

 

  1. Tujuan [back]

    a. Merangkai dan memahami prinsip kerja sensor LVDT.
    b. Merangkai dan memahami hubungan input dan output Digital pada rangkaian LVDT menggunakan ADC

  2. Komponen yang Digunakan [back]


    1. Vsine
    2. CAP
    3. POT-HG
    4. RES
    5. TRSAT2P2S2B
    6. 1N4001


    8. OCILLOSCOPE
    9. AC VOLTMETER

    10. ADC
     11. SAKLAR


    12. RESISTOR

    13. CAPASITOR

    14. LED

    15. GROUND
     
    16. VCC

    semua komponen di atas dapat dicari pada library aplikasi proteus biasa.

  3. Dasar Teori[back]

    A. Sensor LVDT 

    • PENGERTIAN SENSOR LVDT:
    Sensor linear variabel diferential transformer (LVDT) merupakan sensor yang  dapat membaca tekanan atau perubahan melalui pergerakan atau perubahan posisi inti magnet. Prinsip ini pertama kali digunakan pada tahun 1940-an. Pada saat ini LVDT digunakan sebagai sensor jarak, sensor sudut, dan sensor mekanik lainnya. Namun saat ini lebih sering digunakan sebagai sensor jarak.

    Sensor ini umumnya terdiri dari sebuah kumparan primer, dua kumpara sekunder, dan inti yang dapat bergerak. Kedua kumparan sekunder akan terpasang secara seri dan inti itu sendiri terbuat dari bahan feromagnetik.Bisa dikatakan bahwa sensor ini memungkinkan inti dapat naik turun secara bebas pada pengooperasian nya.
    Berikut bentuk dari sensor LVDT:





    berikut adalah bentuk dari komponen sensor LVDT:



    • PRINSIP KERJA SENSOR LVDT:
    LVDT mempunyai prinsip kerja berupa variabel induktansi. LVDT mempunyai komponen yang terdiri dari inti besi yang bisa bergerak, kumparan primer, dan dua kumparan sekunder. kumparan primer akan terhubung dengan tegangan AC sebagai tegangan acuan. kumparan sekunder terletak si kiri dan di kanan kumparan primer yang saling terhubung secara seri satu sama lain.
    maka dapat di ketahui bahwa:
                                            

    1. saat inti berada ditengah-tengah maka  flux S1 = S2
              tegangan induksi E1 = E2
               enetto = 0
    2. saat inti bergerak ke arah S1 maka flux S1 > S2
              tegangan induksi E1> E2
              enetto = E1 - E2
    3. saat inti bergerak ke arah S2 maka fluks S1< S2
              teganagn induksi E1< E2
              enetto = E2 - E1
    • Karakteristik Magnitudo Tegangan AC
    1. Max S1, Linear menurun
    2. Di tengah-tengah, titik balik kurva
    3. Max S2, Linear meningkat
    • Karakteristik Sudut Fase output
    1. Sudut fase akan berubah 180 derajat tepat ketika inti berubah posisi
      di tengah-tengah S1 dan S2
    • Karakteristik keluaran tegangan DC
    1. Max S1, linear meningkat bernilai negatif
    2. Di tengah-tengah, bernilai 0 volt
    3. Max S2, linear meningkat bernilai positif
    berikut bentuk gambar prinsip kerja sensor LVDT:

                                         
    •  untuk rumus parameter  tegangan yang dihasilkan pada sekunder sebanding dengan perubahan posisi inti magnetik.
              VO = Ve.K.x.
                            
    •  PENGAPLIKASIAN SENSOR LVDT:


    1. Sensor level fluida : yaitu digunakan untuk menentukan posisi atau ketinggian permukaan suatu zat cair. biasanya digunakan pada sensor pendeteksi banjir atau pengukur ketinggian permukaan air  sungai.

    berikut bentuk sensor LVDT pada sensor pengkur level fluida:
    (AD698)
    2. Sensor perpindahan induktif : yaitu sensor yang digunakan untuk menentukan perpindahan induktif.sensor ini dipilih karena keandalannya dalam kondisi yang relatif keras. Karena mereka memberikan kualitas sinyal yang tinggi, stabilitas suhu, ketahanan terhadap guncangan dan getaran.

                                          
    1. Sensor pepindahan ; extensometers, temperature transducers, butterfly valve control, servo valve displacement sensing
    2. Penyimpangan cahaya, tali atau bunyi ; load cells, force transducers, pressure transducers
    3. Variasi ketebalan pada work pieces ; dimensi gages, ketebalan dan profil yang terukur, pemilihan ukuran dari produk.
    4. Level fluida ; Level fluida dan pengukuran aliran fluida, sensor diletakkan pada silinder hidrolik.
    5. Kecepatan dan percepatan ; Automatisasi pada keadaan yang tak menentu.

    •  Kelebihan dan Kekurangan Sensor LVDT :
    • Kelebihan
    1. Bebas Gesekan.
           Pada sensor LVDT memungkinkan inti bergerak tanpa gesekan atau tidak bersentuhan dengan kumparan LVDT sehingga tidak ada gesekan. Fitur ini memungkinkan pada pengujian bahan, pengukuran getaran perpindahan dan resolusi yang tinggi.

    2. Resolusi Tak Terbatas.
           Sensor LVDT mempunyai  resolusi takterbatas. Sensor ini hanya dibatasi oleh kebisingan di sinyal kondisioner dan output resolusi layar.

    3. Masa Jangka Yang Tak Terbatas.
           Karena tidak ada kontak langsung antara inti dan kumparan maka tidak ada aus atau bergesekan. aplikasi ini sangat berguna pada aplikasi pesawat tebang, satelit dan kendaraan luar angkasa.

    4. Tahan Kerusakan Overtravel.
           inti dari LVDT memungkinkan untuk lulus sepenuhnya melalui sensor perakitan koil tanpa menyebabkan kerusakan.

    5. Respon Cepat dan Dinamis.
            karena tidak adanya gesekan selama operasi memungkinkan sensor LVDT untuk merespn secara sangat cepat terhadap posisi inti terhadap kumparan.

    6. Output Bersifat Absolut.
            jika terjadi kehilangan daya secara mendadak pada sensor, maka data posisi yang dikirim dari sensor tidak akan hilang.
    • Kelemahan
           harga sensor itu sendiri relatif mahal. oleh sebab itu untuk menggunakan sensor ini membutuhkan biaya yang lumayan menguras keuangan dibandingkan dengan sensor sejenis lainnya.

    Grafik respon dari sensor LVDT yaitu:

     B. Analog To Digital Converter

    Analog To Digital Converter atau yang juga kita kenal dengan istilah ADC adalah perangkat yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog ke sinyal digital. Bentuk ADC bermacam-macam, ada yang berupa modul rangkaian elektronika, ada pula yang berupa chip atau IC.
    Pada prakteknya, ADC atau Analog To Digital Converter berfungsi untuk menjembatani pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Dalam kehidupan sehari-hari, Analog To Digital Converter punya banyak sekali manfaat, diantaranya untuk pengatur proses industri, komunikasi digital, serta rangkaian pengukuran atau pengujian.
    ADC juga banyak digunakan sebagai sensor yang mayoritas berupa analog dengan sistem komputer seperti sensor suhu, sensor cahaya, sensor tekanan atau berat, sensor aliran dan lain sebagainya, kemudian diukur dengan menggunakan sistem digital (komputer). ADC memiliki dua karakter prinsip yakni kecepatan sampling dan juga resolusi.
    Sebenarnya prinsip kerja dari ADC sangatlah simpel, yakni dengan cara mengkonversi sinyal analog atau sinyak kontinyu ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan antara sinyal input dan juga tegangan referensi. Oleh sebab itu dapat digunakan persamaan signal = (sample/max_value) x reference_voltage

  4. Rangkaian dan Prinsip Kerja[back]

     

    Arus akan mengalir pada rangkaian dari sumber ac, lalu akan melewati potensiometer. dari potensio akan diterus kan ke rangkaian trafo. pada rangakain trafo lilitan primer di ukur tegangannya. pada travo terjadi induksi yang menyebab kan terjadinya ggl pada kumparan sekunder. sehingga terbentu arus liastrik. arus listrik akan diterus kan menuju jembatan dioda. saat arus positif maka akan masuk ke dioda 1, lalu melewati resistor dan diteruskan ke dioda 4.saat arus negatif maka akan melewati d4, lalu melewati resistor dan menuju dioda 2. daat lepas dari jembatan dioda maka akan keluar input pada rangkaian . pada output dipasang voltmeter untuk membandingkan tegangan awal dan akhir.
    tegangan utput akan di hubungkan menuju v positif ADC, serta ground sensor dengan v negatif ADC.pada rangkaian ADC akan melakukan logika dan perhitungan secara digital sehingga didapat kan hasil berupa logika 1(on) atau logika 0(off).ini akan di tunjukkan oleh led yang hidup atau mati. cara perhitungannya yaitu dengan menjumlahkan bilangan biner dari led yang hidup.yaitu led pertama 2 pangkat 0, kedua 2 pangakat 1, dan seterusnya samapai 2 pangkat 8. disini menggunakan saklar untuk pembanding led yang hidup jika nilai ptensio meter dirubah. 

  5. Vidio[back]

     

  6. Download[back]

    Download file rangkaian disini
    Download vidio tutorial disini
  7. download file materi disini

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)