Acceleration Sensor

Udah lama nggak posting sesuatu yang berbau keilmuan, kali ini saya mau berbagi tentang acceleration sensor, tugas dari Pak Didik, salah satu dosen Transducer Technology saya😀

Accelerometer adalah sebuah tranduser yang berfungsi untuk mengukur percepatan, mendeteksi dan mengukur getaran (vibrasi), ataupun untuk mengukur percepatan akibat gravitasi bumi (inklinasi). Sensor accelerometer mengukur percepatan akibat gerakan benda yang melekat padanya. Accelerometer dapat digunakan untuk mengukur getaran yang terjadi pada kendaraan, bangunan, mesin, instalasi pengamanan, dan juga bisa digunakan untuk mengukur getaran yang terjadi di dalam bumi, getaran mesin, jarak yang dinamis, dan kecepatan dengan ataupun tanpa pengaruh gravitasi bumi.

Accelerometers Micromachined hadir dalam perangkat elektronik portabel dan pengontrol video game, untuk mendeteksi posisi perangkat atau memberikan masukan/input pada permainan. Untuk aplikasi yang lebih lanjut, sensor ini banyak digunakan untuk keperluan navigasi. Pada accelerometer tersedia model tunggal dan model multi-sumbu untuk mendeteksi besar dan arah percepatan sebagai besaran vektor, dan dapat digunakan untuk mendeteksi orientasi, percepatan, dan getaran. Biasanya accelerator digunakan pada peralatan elektronik yang portable.

Tipe Accelerometer

1. Capacitive: lempengan metal pada sensor memproduksi sejumlah kapasitansi, perubahan kapasitansi akan mempengaruhi percepatan.

Capacitive

Gambar 1. Konsep Umum Accelerometer Kapasitif.

 Pada Gambar 1 terlihat bahwa ketika accelerometer bergerak ke kanan, massa yang ditandai dengan warna merah tertinggal dan mendorong logam berwarna biru lebih dekat satu sama lainnya, mengubah nilai kapasitansi sensor tersebut.

2. Piezoelectric: kristal piezoelectric yang terdapat pada accelerometer jenis ini mengeluarkan tegangan yang selanjutnya dikonversi menjadi percepatan. Muatan  listrik timbul pada permukaan keping kristal piezoelectric karena adanya tekanan yang bekerja pada permukaanya. Karena menggunakan konsep piezoelectric maka transduser ini digunakan bersama dengan “charge-amplifier”.

Gambar 2. Prinsip Dasar Piezoelectric Accelerometer

Gambar 2. Prinsip Dasar Piezoelectric Accelerometer

Pada Gambar 2 terlihat bahwa ketika accelerometer bergerak ke kanan, massa yang ditandai dengan warna merah menekan kristal piezoelektrik berwarna biru sehingga menghasilkan tegangan. Semakin besar akselerasi, semakin besar gaya tekan, dan semakin besar arus yang mengalir.

3. Piezoresistive: lempengan yang secara resistan akan berubah sesuai dengan perubahan percepatan.

4. Hall effect: percepatan yang dirubah menjadi sinyal elektrik dengan cara mengukur setiap perubahan pergerakan yang terjadi pada daerah yang terinduksi magnet.

5. Magnetoresistive: Perubahan percepatan diketahui berdasarkan resistivitas material karena adanya daerah yang terinduksi magnet.

Gambar 3. Magnetoresistive Accelerometer

Gambar 3. Magnetoresistive Accelerometer

6. Heat Transfer: percepatan dapat diketahui dari lokasi sebuah benda yang dipanaskan dan diukur ketika terjadi percepatan dengan sensor temperatur.

Gambar 4. Heat Transfer Accelerometer

Gambar 4. Heat Transfer Accelerometer

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemakaian transduser accelerometer adalah :

  • Bentuknya kompak,  ringan, frekuensi alamiahnya tinggi sekitar 20 kHz.
  • Daerah frekuensi pengukurannya adalah di bawah frekuensi alamiahnya.
  • Daerah frekuensi pengukuran dan dynamic-range yang lebar.
  • Pada  frekuensi rendah sinyal output  relatif kecil. Sebaliknya untuk frekuensi tinggi cenderung menghasilkan tegangan keluaran yang relatif besar.
  • Pengukuran yang sangat lebar (dari frekuensi rendah sampai frekuensi sangat tinggi).
  • Pada umumnya accelerometer memerlukan charge-amplifier tetapi  accelerometer tipe ICP (Integral Circuit Piezoelectric) tidak memerlukannya.
  • Pada frekuensi rendah respon accelerometer piezoelectric terbatas sampai 5 Hz.
  • Accelerometer tipe piezoresistive dapat mengukur sampai 0 Hz  (sinyal DC) tetapi sinyal tegangan listrik yang dihasilkan relatif rendah.

 

Sumber:

Febryanto, Leonardus Eric, et al. 2011. Sensor Accelerometer. Universitas Kristen Maranatha, Bandung

Winardi, Slamet. 2011. Pertemuan-6.-Pengendalian-Aktuator. http://slametwinardi.dosen.narotama.ac.id/files/2011/09/Pertemuan-6.-Pengendalian-Aktuator.pptx

Wiryadinata, Romi. 2009. Prinsip Kerja Sensor Accelerometer. http://wiryadinata.web.id/?p=22

Woodford, Chris. 2012. Accelerometers. http://www.explainthatstuff.com/accelerometers.html

Fraden, Jacob. 2004. Handbook of Modern Sensor: Physics, Designs, and Applications. New York: Springer-Verlag

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s