Sensor Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Alat Peraga Sistem Kendali Pendulum Terbalik T1 612008047 BAB II

14

2.4. Sensor

Pada bagian ini akan dibahas sensor-sensor yang digunakan dalam perancangan alat yang akan direalisasikan. Sensor tersebut adalah rotary encoder dan photointerrupter . 2.4.1. RotaryEncoder Rotary encoder adalah suatu komponen elektromekanik yang memiliki fungsi untuk memonitoring posisi sudut pada suatu poros yang berputar. Pada umumnya rotary encoder menggunakan sensor optik untuk menghasilkan keluaran berupa pulsa yang dapat diartikan menjadi gerakan, posisi, kecepatan, maupun arah. Posisi sudut dari suatu poros benda berputar dapat diolah menjadi informasi berupa kode digital oleh rotary encoder [9]. Rotary encoder tersusun dari beberapa bagian, yaitu piringan optik yang memiliki beberapa lubang pada bagian pinggiran lingkaran piringan optik, sebuah LED yang dapat memancarkan cahaya pada lubang-lubang piringan optik, sensor phototransistor yang dapat menangkap cahaya yang dipancarkan LED, dan poros untuk memutar piringan optik. Pada umumnya, piringan optik pada rotary encoder ini telah menjadi satu dengan poros yang berputar atau di kopel langsung dengan shaft motor. Pada salah satu sisi piringan optik dipasang sebuah LED yang dapat memberikan cahaya pada lubang- lubang piringan optik yang terletak pada bagian terluar lingkaran piringan optic tersebut. Pada sisi lain piringan optik dipasangkan sebuah sensor phototransistor yang dapat menangkap cahaya yang di pancarkan oleh LED yang dipasang sejajar. Berikut ini adalah susunan dari rotary encoder. Gambar 2.10. Susunan rotary encoder . 15 Pada gambar 2.10, piringan optik akan diputar oleh poros yang ada pada rotary encoder . Poros dari rotary encoder akan terhubung dengan suatu alat yang dapat berputar pula, untuk diamati posisi atau pergerakan ataupun arah putaran dari alat tersebut. Prinsip kerja dari rotary encoder adalah saat cahaya dari LED dapat melewati lubang yang ada pada piringan optik, maka sensor phototransistor akan menangkap cahaya tersebut dan menyebabkan kondisi phototransistor akan menjadi saturasi. Sedangkan saat cahaya dari LED tidak melewati lubang piringan optik, maka sensor phototransistor tidak akan menangkap cahaya tersebut sehingga menyebabkan kondisi phototransistor akan menjadi cut-off [9]. Hal ini mengakibatkan keluaran dari rotary encoder akan berupa pulsa yang bernilai high dan low . Semakin banyak lubang-lubang pada pinggiran bagian terluar lingkaran piringan optik, maka semakin banyak pula jumlah pulsa yang dihasilkan per satu putaran piringan optik. Pada skripsi ini rotary encoder akan digunakan untuk mengetahui perubahan besar sudut dari pendulum terbalik terhadap kondisi setimbang. Rotary encoder dibagi menjadi dua jenis, yang salah satunya adalah absolute rotary encoder . 2.4.1.1. Absolute Rotary Encoder Absolute rotary encoder adalah jenis rotary encoder yang menggunakan piringan optik yang telah didesain sedemikian rupa, sehingga dapat menghasilkan kode digital yang unik untuk menyatakan posisi tertentu dari sumbu putar yang dihubungkan pada absolute rotary encoder [9]. Berikut ini adalah gambar dari jenis absolute rotary encoder . Gambar 2.11. Susunan absolute rotary encoder . Pada jenis absolute , lubang yang terdapat pada piringan optik rotary encoder tersusun menjadi beberapa tingkat segmen. Segmen tersebut tersusun dimulai dari 16 bagian terdalam piringan optik hingga pinggiran bagian terluar piringan optik. Setiap segmen pada piringan optik, memiliki jumlah lubang yang berbeda dengan letak lubang yang berbeda pula tidak selalu sejajar terhadap segmen yang lain. Jumlah lubang terbanyak terletak pada segmen bagian terluar dari piringan optik, sedangkan pada segmen bagian terdalam piringan optik memiliki jumlah lubang paling sedikit. Pada jenis absolte , rotary encoder akan membentuk keluaran berupa bilangan biner yang terdiri dari lebih dari 1 bit biner. Berikut ini adalah beberapa contoh dari piringan optik pada jenis absolte rotary encoder . Gambar 2.12. Beberapa contoh piringan optik absolute rotary encoder . Dari susunan lubang pada piringan optik tersebut, akan di dapatkan berbagai macam variasi susunan bilangan biner yang jumlah bitnya tergantung pada jumlah segmen yang ada pada piringan optik rotary encoder dan juga jumlah pasangan LED dan sensor phototransistor . Misal untuk absolute rotary encoder yang hanya mempunyai jumlah pasangan LED dan sensor phototransistor yang sama dengan jumlah segmennya sebanyak 4 segmen, maka jumlah bit yang dihasilkan adalah 4 bit dengan variasi biner dapat mencapai 16 macam variasi biner. Variasi biner yang didapat merupakan informasi posisi yang berbeda. Variasi biner tersebut dapat dinyatakan dalam pengkodean biner. 2.4.2. Photo Interrupter Photo interrupter adalah sebuah sensor yang memiliki fungsi untuk mengetahui adanya penghalang antara transmitter dan receiver pada sensor. Pada umumnya transmitter pada sensor ini adalah sebuah LED infrared yang bertugas memancarkan 17 cahaya infrared yang dapat di terima oleh receiver . Receiver dari sensor ini sendiri adalah sebuah sensor phototransistor yang berfungsi sebagai penerima cahaya infrared yang dipancarkan oleh transmitter . Keduanya tersusun saling berhadapan, agar cahaya infrared yang dipancarkan dapat diterima dengan baik oleh phototransistor . Gambar 2.13. Sensor photo interrupter dan rangkaiannya . Berdasarkan rangkaian pada gambar 2.13 cara kerja dari photo interrupter adalah pada saat transmitter dan receiver terhalang, maka cahaya infrared yang dipancarkan oleh LED infrared transmitter tidak akan diterima oleh phototransistor receiver . Hal ini mengakibatkan phototransistor dalam kondisi cut-off , sehingga keluaran dari photo interrupter adalah Vcc atau berlogika high ‘1’. Sedangkan saat transmitter dan receiver tidak diberi penghalang, maka cahaya infrared dari transmitter akan di terima oleh photo transistor . Hal ini menyebabkan kondisi photo transistor menjadi saturasi, sehingga keluaran dari photo interrupter adalah ground atau berlogika low ‘0’. Ini berarti, keluaran dari sensor photo interrupter hanya ada dua nilai, yaitu Vcc high dan ground low . Hal inilah yang menyebabkan sensor ini sangat ideal untuk digunakan sebagai penanda dalam sebuah sistem kendali.

2.5. Aktuator