RANGKAIAN KE 3 [UAS]



UAS

Rangkaian 3 Sensor LVDT

Rangkaian Sensor Pendeteksi Potensi Banjir Di Pinggir Sungai

  1. Tujuan [back]

    a. Merangkai dan memahami prinsip kerja sensor LVDT dan pengaplikasiannya pada sensor pendeteksi bahaya banjir.
    b. Menggabungkan sensor LVDT dengan komponen elektronika lainnya untuk aplikasi sederhana

  2. Komponen yang Digunakan [back]

    Berikut komponen yang dibutuhkan pada proteus:
    1. Vsine
    2. CAP
    3. POT-HG
    4. RES
    5. TRSAT2P2S2B
    6. 1N4001
    7. AC VOLTMETER

    8. LED BIRU, HIJAU, KUNING, MERAH,
    9. GROUND

  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.

    Berikut grafik respon sensor LVDT
    Data sheet dan penjelasan lebih rinci dapat dilihat disni

  4. Rangkaian dan Prinsip Kerja[back]

    berikut ini merupakan bentuk rangkaian dari sensor pendeteksi banjir menggunakan sensor LVDT:

    KONDISI 1:
    Pada saat potensio menunjukan 100% (yang artinya jarak permukaan air dan pinggiran sungai masih 100% dari jarak normal), maka arus yang dihasilkan minimum karena hambatan  pada potensi maksimum. Sehingga  tegangan suplay hanya dapat menghidupkan LED berwarna biru yang artinya ketinggian air dalam keadaan sangat aman dan tidak berpotensi banjir. 
    simulasinya sebagai berikut:
    KONDISI 2:
    Pada saat potensio bernilai 70% (yang artinya jarak permukaan air dan pinggiran sungai adalah 70% dari jarak normal), maka arus yang dihasilkan yaitu sebesar Vsumber/70% hambatan potensio.  Sehingga arus yang dihasilkan sudah dapat menhidupkan LED berwarna biru dan hijau yang artinya sedikit berpotensi banjir namun masih dalam tahap aman.
    Berikut simulasinya:

    KONDISI 3:
    pada saat potensio telah bergeser ke 25% (yang artinya jarak permukaan air dan pinggiran sungai adalah 25% dari jarak normal) maka arus yang dihasilkan yaitu sebesar Vsumber/25% hambatan potensio.  Sehingga arus yang dihasilkan sudah dapat menhidupkan LED berwarna biru, hijau, dan kuning yang artinya sudah berpotensi banjir dalam status siaga banjir.
    Berikut simulasinya:

    KONDISI 4:
    pada saat potensio telah bergeser ke 5% (yang artinya jarak permukaan air dan pinggiran sungai adalah 5% dari jarak normal) maka arus yang dihasilkan yaitu sebesar Vsumber/5% hambatan potensio (hampir maksimum).  Sehingga arus yang dihasilkan sudah dapat menhidupkansemua LED  yang artinya sudah sangat berpotensi banjir dalam status darurat banjir.
    Berikut simulasinya:
    Berdasarkan 4 kondisi di atas dapat kita simpulkan bahwa nilai potensio yang diasumsikan persentase jarak normal permukaan air sungai dengan pinggir sungai berbanding terbalik dengan arus yang menginduksi pada kumparan. arus yang telah disearahkan oleh jembatan penyearah, disimpan pada kapasitor dan dialirkan ke LED melalui dioda. Dioda tersebut dipasang reverse bias agar berfungsi sebagai swich. jika tegangan tidak mencapai tegangan batas maka tidak akan dilewatkan untuk menghidupkan dioda.Sehingga ketika jarak permukaan air dengan pinggir sungai semakin dekat maka tegangan yang dihasilkan semakin besar dan semakin banyak LED yang hidup.
    Begitu juga dengan speakernya. Speaker akar berbunyi sesuai tegangan yang diberikan seirama dengan LED.

  5. Vidio[back]



     

  6. Download[back]

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




1 komentar:

  1. stheven15 September 2021 pukul 17.32

    Mautanya !!
    Untuk rangkaian yang sudah sesuai dan kode komponen yang sama tetapi rangkaian tidak bekerja itu bagai mana, bang Ahmnad?. Masalahnya ada dimana ?

    BalasHapus

Langganan: Postingan (Atom)