DASAR-DASAR SENSOR

Sensor merupakan elemen yang mengubah sinyal fisik/kimia menjadi sinyal elektronik sebagai informasi yang dibutuhkan untuk diproses dalam komputing. Sensor adalah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi perubahan besaran fisik seperti tekanan, gaya, besaran listrik, cahaya, gerakan, kelembaban, suhu, kecepatan dan fenomena-fenomena lainnya.

Klasifikasi Jenis-jenis Sensor Secara Umum

Sensor-sensor yang digunakan pada perangkat elektronik pada dasarnya dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori utama yaitu :

1. Sensor Pasif dan Sensor Aktif
2. Sensor Analog dan Sensor Digital

Berikut ini adalah pembahasan singkat mengenai kedua klasifikasi sensor tersebut.

1.Sensor Pasif dan Sensor Aktif

1.1. Sensor Pasif (Passive Sensor)

Sensor Pasif adalah jenis sensor yang dapat menghasilkan sinyal output tanpa memerlukan pasokan listrik dari eksternal. Contohnya Termokopel (Thermocouple) yang menghasilkan nilai tegangan sesuai dengan panas atau suhu yang diterimanya.

1.2. Sensor Aktif (Active Sensor)

Sensor Aktif adalah jenis sensor yang membutuhkan sumber daya eskternal untuk dapat beroperasi. Sifat fisik Sensor Aktif bervariasi sehubungan dengan efek eksternal yang diberikannya. Sensor Aktif ini disebut juga dengan Sensor Pembangkit Otomatis (Self Generating Sensors).

2.Sensor Analog dan Sensor Digital

Berikut ini adalah jenis-jenis sensor berdasarkan sifat Analog atau Digitalnya.

2.1.Sensor Analog

Sensor Analog adalah sensor yang menghasilkan sinyal output yang kontinu atau berkelanjutan.  Sinyal keluaran kontinu yang dihasilkan oleh sensor analog ini sebanding dengan pengukuran. Berbagai parameter Analog ini diantaranya adalah suhu, tegangan, tekanan, pergerakan dan lain-lainnya. Contoh Sensor Analog ini diantaranya adalah akselerometer (accelerometer), sensor kecepatan, sensor tekanan, sensor cahaya dan sensor suhu.

2.2.Sensor Digital

Sensor Digital adalah sensor yang menghasilkan sinyal keluaran diskrit. Sinyal diskrit akan non-kontinu dengan waktu dan dapat direpresentasikan dalam “bit”. Sebuah sensor digital biasanya terdiri dari sensor, kabel dan pemancar. Sinyal yang diukur akan diwakili dalam format digital. Output digital dapat dalam bentuk Logika 1 atau logika 0 (ON atau OFF). Sinyal fisik yang diterimanya akan dikonversi menjadi sinyal digital di dalam sensor itu sendiri tanpa komponen eksternal. Kabel digunakan untuk transmisi jarak jauh. Contoh Sensor Digital ini diantaranya adalah akselerometer digital (digital accelerometer), sensor kecepatan digital, sensor tekanan digital, sensor cahaya digital dan sensor suhu digital.

Jenis-jenis Sensor

Berikut ini adalah jenis-jenis Sensor berdasarkan penggunaannya.

a. Akselerometer (Accelerometer)

Sensor Akselerometer adalah sensor yang mendeteksi perubahan posisi, kecepatan, orientasi, goncangan, getaran, dan kemiringan dengan gerakan indra. Akselerometer analog ini dapat digolongkan lagi menjadi beberapa yang berbeda berdasarkan variasi konfigurasi dan sensitivitas. Berdasarkan pada sinyal keluaran, Akselerometer analog menghasilkan tegangan variabel konstan berdasarkan jumlah percepatan yang diterapkan pada Akselerometer. Selain Akselerometer Analog, Akselerometer ini juga digital.

b. Sensor Cahaya (Light Sensor)

Sensor Cahaya atau Light Sensor adalah Sensor analog yang digunakan untuk mendeteksi jumlah cahaya yang mengenai Sensor tersebut. Sensor cahaya analog ini dapat diklasifikasikan lagi menjadi beberapa jenis seperti foto-resistor, Cadmium Sulfide (CdS), dan fotosel.

Light dependent resistor atau LDR dapat digunakan sebagai sensor cahaya analog yang dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan beban secara otomatis berdasarkan intensitas cahaya yang diterimanya.  Resistansi LDR akan meningkat apabila intensitas cahaya menurun. Sebaliknya, Resistansi LDT akan menurun apabil intensitas cahaya yang diterimanya bertambah.

c. Sensor Suara (Sound Sensor)

Sensor Suara adalah Sensor analog yang digunakan untuk merasakan tingkat suara. Sensor suara analog ini menerjemahkan amplitudo volume akustik suara menjadi tegangan listrik untuk merasakan tingkat suara. Proses ini memerlukan beberapa sirkuit, dan menggunakan mikrokontroler bersama dengan Mikrofon untuk menghasilkan sinyal output analog.

d. Sensor Tekanan (Pressure Sensor)

Sensor Tekanan atau Pressure Sensor adalah Sensor yang digunakan untuk mengukur jumlah tekanan yang diterapkan pada sebuah sensor. Sensor tekanan akan menghasilkan sinyal keluaran analog yang sebanding dengan jumlah tekanan yang diberikan. Sensor piezoelektrik adalah salah satu jenis sensor tekanan yang dapat menghasilkan sinyal tegangan keluaran yang sebanding dengan tekanan yang diterapkan padanya.

e. Sensor Suhu (Temperature Sensor)

Sensor Suhu atau Temperature Sensor adalah Sensor tersedia secara luas baik dalam bentuk sensor digital maupun analog. Ada berbagai jenis sensor suhu yang digunakan untuk aplikasi yang berbeda.Salah satu Sensor Suhu adalah Termistor, yaitu resistor peka termal yang digunakan untuk mendeteksi perubahan suhu. Apabila Suhu meningkat, resistansi listrik dari termistor akan meningkat juga. Sebaliknya, jika suhu menurun, maka resistansi juga akan menurun.

f. Sensor Ultrasonik (Ultrasonic Sensor)

Sensor Ultrasonik adalah jenis sensor non-kontak yang dapat digunakan untuk mengukur jarak serta kecepatan suatu benda. Sensor Ultrasonik bekerja berdasarkan sifat-sifat gelombang suara dengan frekuensi lebih besar daripada rentang suara manusia. Dengan menggunakan gelombang suara, Sensor Ultrasonik dapat mengukur jarak suatu objek (mirip dengan SONAR). Sifat Doppler dari gelombang suara dapat digunakan untuk mengukur kecepatan suatu objek.

g. Sensor Giroskop (Gyroscope sensor)

Sensor Giroskop adalah sensor yang digunakan untuk merasakan dan menentukan orientasi dengan bantuan gravitasi bumi. Perbedaan utama antara Sensor Akselerometer dan Giroskop adalah bahwa Giroskop dapat merasakan rotasi di mana akselerometer tidak bisa.

h. Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor)

Sensor Efek Hall atau Hall Effect Sensor adalah sensor yang dapat mengubah informasi magnetik menjadi sinyal listrik untuk pemrosesan rangkaian elektronik selanjutnya. Sensor Efek Hall ini sering digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi kedekatan (proximity), mendeteksi posisi (positioning), mendeteksi kecepatan (speed), mendeteksi pergerakan arah (directional) dan mendeteksi arus listrik (current sensing).

i. Sensor Kelembaban (Humidity Sensor)

Sensor Kelembaban atau Humidity Sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi tingkat kelembaban suatu lokasi. Pengukuran Tingkat Kelembaban ini sangat penting untuk pengamatan lingkungan di suatu wilayah, diagnosa medis ataupun di penyimpanan produk-produk yang sensitif.

j. Sel Beban (Load Cell)

Sel Beban atau Load Cell adalah jenis sensor yang digunakan untuk mengukur berat. Input dari Load Cell ini adalah gaya atau tekanan sedangkan outputnya adalah nilai tegangan listrik. Ada beberapa jenis Load Cell, diantaranya adalah Beam Load Cell, Single Point Load Cell dan Compression Load Cell

Klasifikasi Sensor Pada Kendaraan

Berdasarkan Kurva Sensor

• Continuous Linear merupakan kurva dengan garis lurus miring keatas. Kontrol yang luas serta pengolahan sinyal pada jenis ini tidak rumit. 
  
• Continuous Non-Linear merupakan kurva naik keatas tapi membentuk huruf S yang banyak digunakan pada kontrol close loop. Sensor jenis ini hanya dapat mengukur variable dalam batasan yang sempit. 
  
• Discontinuous Multi Stage merupakan kurva yang membentuk anak tangga keatas. Sensor jenis ini dibutuhkan untuk memonitoring suatu variabel dimana suatu isyarat tepat pada waktunya diperlukan ketika batas nilai sudah dicapai. 
  
• Discontinuous Dual Stage merupakan kurva yang berbentuk tangga dan terdapat tanda panah bolak balik. Sensor jenis ini berfungsi untuk memonitoring koreksi ambang untuk penyesuaian langkah berikutnya. 
  

Berdasarkan Output Sensor

• Sensor Output Sinyal Analog yang memiliki ciri-ciri arus atau tegangan amplitudo, frekuensi atau periode, durasi pulsa. 
  
• Sensor Discrete Output Sinyal yaitu sensor yang menggunakan konsep bilangan binary, analog, dan digital. Sensor ini terdapat beberapa macam seperti dual step (binary), multi step (analog), dan multi step (digital). 
   

Macam-Macam Sensor Pada Kendaraan

Dalam kendaraan terdapat berbagai macam sensor dengan berbagai fungsi. Secara umum sensor pada kendaraan dibagi menjadi tiga fungsi yaitu sensor pemasukan, sensor putaran, dan sensor pengeluaran. Berikut beberapa macam sensor pada kendaraan beserta fungsinya.

MAP Sensor

MAP (Manifold Absolute Pressure) sensor berfungsi untuk memberi sinyal kepada ECU berupa informasi tentang tentang berapa tekanan udara yang masuk ke intake manifold. Selain itu pada tipe MAP sensor, pendeteksian berapa udara yang masuk ke intake manifold bisa dalam bentuk jumlah dan berat udara. Jika yang dideteksi adalah jumlah udara maka sensornya dinamakan Air Flow Meter. Sedangkan jika yang dideteksi adalah berat udara maka sensornya dinamakan Air Mass Sensor.

IAT Sensor

IATS (Intake Air Themperature Sensor) berfungsi untuk memberi sinyal informasi kepada ECU tentang suhu udara yang masuk ke intake manifold. Tegangan suplainya 5 volt dari ECU kemudian diubah menjadi tegangan sinyal yang nilainya akan dipengaruhi oleh suhu udara yang masuk.

TP Sensor

TPS (Throttle Position Sensor) akan memberi sinyal kepada ECU berupa informasi tentang posisi katup throttle gas. Pada TPS yang lebih canggih lagi, sensor ini tidak hanya mampu mendeteksi posisi idel atau putaran langsam dan beban penuh saja, namun juga dapat memberikan sinyal informasi kepada ECU pada setiap putaran mesin sesuai dengan beban mesin, karena sensor TPS yang lebih canggih menggunakan semacam potensiometer (variable resistor). Sensor TPS generasi terakhir telah menggunakan full elektronik karena yang menggerakkan katup gas adalah elektromesin dan dikendalikan oleh ECU tanpa menggunakan kabel gas yang terhubung dengan pedal gas. Generasi baru ini memungkinkan pengontrolan gas buang lebih bersih karena pedal gas yang digerakkan hanya memberi sinyal tegangan ke ECU dan pembukaan dan penutupan katup gasnya juga dilakukan ECU (elektronis).

Engine Oil Temperature Sensor

EOTS (Engine Oil Themperature Sensor) berfungsi untuk memberi sinyal kepada ECU tentang suhu oli pada mesin. Sensor ini sistem kerjanya sama dengan sensor ECT, hanya saja sensor ini bekerja mengukur suhu oli dan sensor ini hanya terdapat pada motor yang berpendingin udara.

Engine Coolant Temperature

 

Sensor ini bertugas untuk mendeteksi suhu air pendingin pada mesin dan mengirimkan datanya ke ECU untuk dikalkulasikan. Selain itu sensor ini bertugas menyalakan Fan radiator. Sensor ini hanya ada dimotor yang sudah ada radiatornya seperti Honda CBR,Vario, Yamaha Vixion,Kawasaki Ninja,dll. Sensor ini biasanya terpasang diblok mesin. jika suhu air pendingin melebihi dari spesifikasi normal maka sensor ECT akan mengirim sinyal ke lampu indikator temperatur yang terdapat dispedometer, sehingga lampu indikator temperatur menyala. jika sensor ini rusak mesin masih bisa hidup tapi lampu check engine juga akan hidup dan hal ini cukup bahaya jika suhu temperatur diatas suhu normal maka tidak ada sensor yang memberi informasi kepada kita, tau-tau air radiator habis dan silinder cop akan memuai karena mesin overheat

Bank Angle Sensor Atau Lean Angle Sensor

Bank angle sensor adalah sensor sudut kemiringan. Pada sepada motor yang menggunakan EFI biasanya dilengkapi dengan bank angle sensor yang berfungsi sebagai pengaman jika kendaraan terjatuh dengan sudut kemiringan minimal 60 derajat. Sinyal yang dikirim oleh bank angle sensor ke ECU ketika sepeda motor mengalami jatuh dengan kemiringan yang telah ditentukan di atas, maka ECU akan memberikan perintah untuk mematikan injektor, koil pengapian dan pompa bahan bakar. Sehingga kendaraan menjadi mati walaupun kunci kontak ON.

O2 Sensor  (Oxygen Sensor)

Sensor ini memiliki fungsi untuk mendetekni kadar O2 tepatnya dihasil buang sisa pembakaran, sensor tersebut juga akan mengoreksi dan melaporkan ke pada ECM untuk selalu membuat campuran bahan bakar dan udara selalu ideal dalam setiap proses pembakaranya.

Crankshaft Position Sensor atau Crank Angle Sensor

Crank Angle Sensor bertugas untuk mendeteksi posisi crankshaft (poros engkol),dan mendeteksi posisi TMA saat mesin baru menyalakan dan mengirimkan data tersebut ke ECU untuk dikalkulasikan dan mengatur saat pengapian dan waktu penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar oleh injector. selain itu bertugas mendeteksi putaran mesin, dan dapat menghasilkan energi listrik, jika Crank Angle Sensor rusak maka mesin tidak dapat hidup dan lampu check engine juga akan menyala.

Vehicle Speed Sensor

Vehicle Speed Sensor berfungsi untuk menyensor atau mendeteksi kecepatan dari kendaraan

Diatas merupakan bahasan mengenai dasar-dasar sensor dalam otomotif  atau sensor-sensor pada kendaraan. Macam-macam sensor pada kendaraan baik sensor pemasukan, sensor putaran, dan sensor pengeluaran mempunyai fungsi yang sangat penting pada kendaraan agar kinerja maksimal.

Untuk mengetahui tingkat pemahaman dari materi yang sudah disampaikan silahkan kerjakan Tes Pemahaman Dasar-Dasar Sensor.