Tabel 2.2 Jenis-jenis Transducer Kapasitif dan Induktif
c. Transducer Photo
Transducer photo dapat mengubah besar arus listrik jika dikenai cahaya sinar. Arus listrik inilah yang dimanfaatkan untuk mengetahui keadaan yang ingin diukur,
misalnya gelap terangnya suatu ruangan. Kondisi lain yang dapat diukur adalah kondisi yang memanfaatkan sinar sebagai bagian utamanya.
Ada beberapa jenis Transducer photo dan masing-masing mempunyai prinsip kerja yang berbeda-beda. Berikut ini disajikan tabel jenis jenis Transducer photo
berikut prinsip kerja dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Tabel 2.3 Jenis-jenis Transducer photo
Jenis Transducer Prinsip Kerja
Jenis Penerapan
Photoconductive Konduktivitas pada suatu bahan
berubah bila terkena cahaya.
Photodiode Arus reverse berubah sesuai
intensitas cahaya pada diode tersebut.
sakelar cahaya, Transducer
cahaya.
Phototransistor Intensitas cahaya yang jatuh
pada transistor photo menyebabkan transistor dalam
kondisi cut off atau saturasi. sakelar cahaya
Optocoupler Mengubah pulsa menjadi sinar
infra merah, sinar infra merah mentriger detector photo.
relay, sakelar cahaya
2.1.2.2 Transducer Aktif
Transducer ini tidak memerlukan catu daya eksternal. Transducer ini malah dapat
Universitas Sumatera Utara
menghasilkan energi listrik. Berikut ini disajikan prinsip kerja dan penerapan Transducer aktif berdasarkan jenis jenisnya.
Tabel 2.4 Jenis-jenis Transducer aktif
Jenis Transducer Prinsip Kerja
Jenis Penerapan
Thermokopel dan Thermopile
Energi listrik muncul bila sam- bungan dua jenis semikonduktor
logam yang berbeda dikenai panas..
Transducer suhu, pancaran
panas.
Cell Photovoltaic
Energi listrik atau tegangan muncul bila sebuah hubungan
semikonduktor mendapat pancaran sinar.
Transducer cahaya. pembangkit tegangan
energi sinar solar cell.
2.2 Transducer Sensor Yang Sering Diaplikasikan Pada Robot
Terdapat berbagai macam sensor yang digunakan dalam teknik robotik.
Universitas Sumatera Utara
Keberagaman ini juga termasuk dalam hal cara pengukuran dan cara interfacing ke kontroler.
Dari segi tipe output dan aplikasinya sensor dapat diklasifikasikan seperti pada tabel 2.5 berikut ini.
Tabel 2.5 Klasifikasi sensor berdasarkan tipe output
Output Sensor Contoh aplikasi sensor
Biner IO Sensor tactile limit switch, TX-RX infra-merah
Analog, misal 0÷5V Sensor temperatur, accelerometer
Pulsa, misal PWM Giroskop gyroscope digital
Data serial, misal RS232 atau USB
Modul Global Positioning System GPS
Jalur paralelbus Kamera digital, rotary encoder dilengkapi IC
HCTL20002020
Dari sudut pandang robot, sensor dapat diklasifikasikan dalam dua kategori, yaitu sensor lokal on-board yang dipasang di tubuh robot, dan sensor global, yaitu
sensor yang diinstall di luar robot tapi masih tapi masih dalam lingkungannya environment dan data sensor global ini dikirim balik ke robot melalui komunikasi
nirkabel tanpa kabel. Dalam skala besar contoh sensor global ini adalah kamera yang terpasang pada satelit GPS yang mampu menangkap citra di lingkungan robot jauh
dari atas.
2.2.1 Sensor Biner
Sensor biner menghasilkan output 1 atau 0 saja. Setiap perangkat sensor pada
Universitas Sumatera Utara
dasarnya dapat dioperasikan secara biner dengan menggunakan sistem threshold atau komparasi pada outputnya. Contoh yang paling dasar adalah limit switch yang
dioperasikan sebagai sensor tabrakan yang biasa dipasang di bumper robot. Gambar 2.2 adalah contoh rangkaian limit switch yang dikuatkan dengan sebuah gate buffer
74HCT245. Limit switch dapat diganti dengan berbagai komponen sensor sesuai dengan fenomena yang akan dideteksi. Misalnya LDR light dependent resistor,
LED infra-merah, resistor NTC Negative Temperature Coefficient atau PTC Positive Temperature Coefficient, dsb. Meskipun pada dasarnya komponen sensor-
sensor ini menghasilkan output yang linier namun dapat juga dioperasikan dioperasikan secra ONOFF dengan merangkaikannnya kepada input komparator.
Gambar 2.2 Rangkaian limit switch dengan buffer
Gambar 2.3 adalah sebuah rangkaian sensor temperatur yang dioperasikan secara ONOFF sebagai pembatas. IC LM35 yang digunakan sebagai komponen
sensor bekerja seperti transistor yang resitansi kolektor emitor akan mengecil bila temperatur meninggi.
Kaki basis dapat dimanfaatkan untuk offset penguatan jika diperlukan. Dengan membiarkan kaki basis terbuka maka kalibrasi output LM35 cukup mengandalkan
Universitas Sumatera Utara
pengaturan resistansi pull-up variable resistor VR1.
Gambar 2.3 Rangkaian sensor temperatur
Contoh dalam gambar 2.4 berikut adalah rangkaian sensor berbasis transmitter-receiver TX-RX infra-merah. Sensor beroperasi secara biner yang
outputnya dapat menyatakan “ada 1 atau tidak ada 0” pantulan sinar infra-merah, yang artinya ada obyekhalangan atau tidak.
Gambar 2.4 Rangkaian sensor infra merah TX-RX
Dengan sedikit modifikasi, rangkaian dalam gambar 2.4 dapat diubah untuk penggunaan sensor berbasis piezolectric, yaitu sensor ultrasonik. Rangkaiannya
Universitas Sumatera Utara
ditunjukkan dalam gambar 2.5 berikut ini.
Gambar 2.5 Rangkaian sensor ultrasonik TX-RX
2.2.2 Sensor Analog
Fenomena analog yang biasa diukur di dalam sistem internal robot berhubungan dengan posisi, kecepatan, percepatan, kemiringankecondongan, dsb. Sedangkan
yang diukur dari luar sistem robot banyak berhubungan dengan penetapan posisi kooordinat robot terhadap referensi ruang kerja, misalnya posisi robot terhadap
lintang-bujur bumi, posisi obstacle yang berada di luar jangkauan robot, dan sebagainya. Sebagai contoh, sensor GPS yang diinstall di sistem environment yang
dapat memberikan data posisi dalam representasi analog ke robot via komunikasi.
a. Potensiometer
Komponen ini adalah sensor analog yang paling sederhana namun sangat berguna untuk mendeteksi posisi putaran, misalnya kedudukan sudut poros aktuator
berdasarkan nilai resistansi pada putaran porosnya. Gambar 2.6 berikut ini adalah sebuah potensiometer presisi yang dipasang pada
poros sendi lengan robot tangan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6 Potensiometer sebagai sensor posisi
Yang perlu diperhatikan dalam penggunaan potensiometer sebagai sensor analog adalah masalah linearitas output terhadap besaran yang diukurnya. Jika yang
diukur adalah sudut maka nilai perubahan resistansi yang direpresentasikan dalam perubahan tegangan output harus berbanding lurus dengan perubahan sudut yang
dideteksi. Gambar 2.7 mengilustrasikan keadaan ini. k adalah konstanta konversi tegangan output potensiometer ke besaran sudut. Sebagai misal, Vout mempunyai
jangkauan 0÷3V sedang sudut yang diukur adalah 0÷300°, maka perputaran 1° dan 10° adalah setara dengan perubahan tegangan output sebesar,
Vout
1°
= 13003V = 0,01V Vout
10°
= 103003V = 0,1 V
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7 θ vs V
out
Sinyal output sensor posisi sudut menggunakan potensiometer ini atau komponen sensor posisi linier yang lain dapat dimanipulasi menjadi informasi
kecepatan dengan persamaan,
2.1
Dalam Ekspresi untuk pemrograman dapat dituliskan sebagai,
2.2 Misal, jika waktu sampl
ing Δt = 0.01 detik, θ
t
= 3.6 rad, dan θ
t-1
= 3.65rad, Maka kecepatan sudutnya saat itu adalah,
2.3
b. Position Sensitive Device PSD
