Pembuatan Signal Conditioning Untuk Sensor LVDT (Linear Variable Differential Transformer)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ketergantungan masyarakat dan industri di seluruh dunia akan ketersediaan
pengukuran yang akurat terus-menerus meningkat. Akses pengukuran yang akurat
sangat penting untuk memenuhi indikasi dan persyaratan untuk proses kontrol
pada industri, peralatan pabrik, peralatan rumah tangga, sistem otomotif dalam
pesawat dan produk konsumen. Berbagai teknologi digunakan untuk parameterparameter sensor secara spesifik dan konfigurasi diperlukan untuk memenuhi
persyaratan pabrik. Sehingga sensor perlu selalu dikembangkan untuk
mendapatkan pengukuran yang semakin akurat.
Sensor digunakan dalam mobil untuk mengukur kinerja dari parameterparameter yang terkait, termaksud posisi throttle (mengatur kecepatan fluida),
suhu, komposisi gas buangan, tinggi suspensi, posisi pedal, posisi gigi transmisi
dan kecepatan kendaraan. Dalam mesin cuci pakaian, sensor mengukur tingkat air
dan suhu, ukuran beban, dan variasi posisi drum. Mesin pemproses industri
memerlukan pengukuran posisi, kecepatan, akselerasi, dan lain- lain. Pengukuran
posisi merupakan bagian terbesar yang dibutuhkan dunia untuk sensor.
Ada beberapa sensor yang digunakan untuk pengukuran posisi seperti
Encoders,
Magnetostrictive
Sensing
(Penginderaan
magnetostrictive),
Magnetoresistive Sensing (Penginderaan magnetoresistive), THE HALL EFFECT
(Efek HALL), LVDT (Linear Variable Diffrential Transformer), INDUCTIVE
SENSING
(Peginderaan
Induktif),
CAPACITIVE
SENSING
(Kapasitif
Penginderaan), dan RESISTIVE SENSING ( Penginderaan resistif).
Universitas Sumatera Utara
Dalam penelitian ini akan digunakan LVDT sebagai sensor pengukuran
posisi karena sangat sensitif terhadap pergeseran posisi. LVDT (Linear Variable
Differential Transformer) merupakan salah satu jenis sensor perpindahan. Sensor
LVDT ini bekerja jika sudah ada pengkondisi sinyal. Dimana posisi sebelumnya
dikurangi dengan posisi baru yang menghasilkan perbedaan yang merupakan
perpindahan. Untuk membuat signal conditioning ada yang memakai chip yang
sudah jadi, memakai EL-35 seri, memakai OP Amp dan ada yang menggunakan
AD598. Karena harga sensor LVDT (Linear Variable Differential Transformer)
yang sudah memiliki pengkondisi sinyal mahal maka penulis membuat sinyal
conditioning yang sederhana dengan menggunakan chip-chip sederhana yang ada
di Indonesia. Proses perancangan yang dilakukan meliputi perancangan catu daya
dan perancangan pengkondisi sinyal dengan menggunakan chip- chip yang
sederhana. Setelah pengkondisi sinyal dibuat, selanjutnya dilakukan proses
kalibrasi yang meliputi kalibrasi statik dan dinamik untuk mengetahui linieritas
dan sensitivitas dari sistem LVDT (Linear Variable Differential Transformer).
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang ada, perumusan masalah yang diajukan
adalah sebagai berikut: Sensor LVDT dapat bekerja sebagai sensor posisi
memerlukan circuit tambahan yakni circuit signal conditioning. Oleh karena itu
dalam penelitian ini dibuat rangkaian signal conditioning untuk sensor LVDT.
1.3 Batasan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini, sistem yang akan dibuat dibatasi pada hal-hal sebagai
berikut:
a. Sensor LVDT ( Linear Variable Diffrential Transformer) digunakan untuk
mengukur pergeseran dalam range pengukuran 0 – 4 mm dengan interval
0,25 mm untuk mengukur AC magnitude dan nilai DC.
b. Data pengukuran ditampilkan
ke Osiloskop sebagai hasil pengukuran
yang telah dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
c. Pembahasan dibatasi pada perancangan rangkaian sinyal conditioning.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai pada Tugas Akhir ini, yaitu pembuatan signal
conditioning sederhana untuk LVDT ( Linear Variable Diffrential Transformer).
Pengembangan sinyal conditioning untuk LVDT ini dibuat sederhana dengan
menggunakan chip.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :
1. Dapat membuat sinyal conditioning untuk sensor LVDT dengan
menggunakan chip-chip sederhana yang ada di Indonesia.
2. Diharapkan Signal conditioning untuk sensor LVDT ini dapat digunakan
untuk pengembangan pada aplikasi tertentu.
1.6 Metodologi Penelitian
Pada pembuatan tugas akhir ini digunakan metode studi literature, konsultasi
dengan pembimbing, perancangan sistem, dan realisasi dalam bentuk prototype.
1. Metode Literatur
Studi pustaka sebagai persiapan dalam melakukan penelitian dengan
mencari dan mengumpulkan referensi mengenai prinsip kerja dan signal
conditioning sensor LVDT dari buku- buku, jurnal dan makalah.
2. Metode Konsultasi
Berkonsultasi secara interaktif dengan pembimbing I dan pembimbing II
di Universitas Sumatera Utara dan Pembimbing lapangan di Pusat
Penelitian Fisika (P2F) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI).
3. Metode Perancangan Sistem
Universitas Sumatera Utara
Melakukan penelitian secara langsung di Laboratorium Pusat Penelitian
Fisika (P2F) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI). Metode yang
dilakukan dalam penelitian ini adalah pembuatan signal conditioning,
karakterisasi sensor LVDT dengan menggunakan sinyal generator dan
karakterisasi sensor LVDT dengan signal conditioning yang dibuat.
1.7 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
sistematika pembahasan sebagai berikut :
Bab I
Pendahuluan
Berisi mengenai latar belakang penulisan, rumusan
masalah, batasan masalah dalam penulisan, tujuan
penulisan, metodologi penulisan dan sistematika
penulisan.
Bab II
Tinjauan Pustaka
Pada bab ini berisi teori pendukung tentang
pengenalan terhadap LVDT (Linear Variable
Diffrential Transformer) sebagai sensor posisi, dan
Mengenai op amp.
Bab III
Perancangan Sistem
Pada bab ini dibahas mengenai perancangan sistem
dari signal conditioning untuk sensor LVDT (Linear
Variable Diffrential Transformer).
Bab IV
Pengukuran dan Analisa Data
Pada bab ini berisikan Pengukuran dan analisa data
yang
mencakup
karakteristik
LVDT
(Linear
Variable Difrential Transformer).
Bab V
Kesimpulan dan Saran
Universitas Sumatera Utara
Pada bab ini merupakan penutup yang meliputi
tentang kesimpuan dari pembahasan hasil dari
karakteristik
sensor
LVDT
(Linear
Variable
Difrential Transformer) serta saran yang diperlukan
untuk memperbaiki dan melengkapi kekurangan
penelitian ini.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ketergantungan masyarakat dan industri di seluruh dunia akan ketersediaan
pengukuran yang akurat terus-menerus meningkat. Akses pengukuran yang akurat
sangat penting untuk memenuhi indikasi dan persyaratan untuk proses kontrol
pada industri, peralatan pabrik, peralatan rumah tangga, sistem otomotif dalam
pesawat dan produk konsumen. Berbagai teknologi digunakan untuk parameterparameter sensor secara spesifik dan konfigurasi diperlukan untuk memenuhi
persyaratan pabrik. Sehingga sensor perlu selalu dikembangkan untuk
mendapatkan pengukuran yang semakin akurat.
Sensor digunakan dalam mobil untuk mengukur kinerja dari parameterparameter yang terkait, termaksud posisi throttle (mengatur kecepatan fluida),
suhu, komposisi gas buangan, tinggi suspensi, posisi pedal, posisi gigi transmisi
dan kecepatan kendaraan. Dalam mesin cuci pakaian, sensor mengukur tingkat air
dan suhu, ukuran beban, dan variasi posisi drum. Mesin pemproses industri
memerlukan pengukuran posisi, kecepatan, akselerasi, dan lain- lain. Pengukuran
posisi merupakan bagian terbesar yang dibutuhkan dunia untuk sensor.
Ada beberapa sensor yang digunakan untuk pengukuran posisi seperti
Encoders,
Magnetostrictive
Sensing
(Penginderaan
magnetostrictive),
Magnetoresistive Sensing (Penginderaan magnetoresistive), THE HALL EFFECT
(Efek HALL), LVDT (Linear Variable Diffrential Transformer), INDUCTIVE
SENSING
(Peginderaan
Induktif),
CAPACITIVE
SENSING
(Kapasitif
Penginderaan), dan RESISTIVE SENSING ( Penginderaan resistif).
Universitas Sumatera Utara
Dalam penelitian ini akan digunakan LVDT sebagai sensor pengukuran
posisi karena sangat sensitif terhadap pergeseran posisi. LVDT (Linear Variable
Differential Transformer) merupakan salah satu jenis sensor perpindahan. Sensor
LVDT ini bekerja jika sudah ada pengkondisi sinyal. Dimana posisi sebelumnya
dikurangi dengan posisi baru yang menghasilkan perbedaan yang merupakan
perpindahan. Untuk membuat signal conditioning ada yang memakai chip yang
sudah jadi, memakai EL-35 seri, memakai OP Amp dan ada yang menggunakan
AD598. Karena harga sensor LVDT (Linear Variable Differential Transformer)
yang sudah memiliki pengkondisi sinyal mahal maka penulis membuat sinyal
conditioning yang sederhana dengan menggunakan chip-chip sederhana yang ada
di Indonesia. Proses perancangan yang dilakukan meliputi perancangan catu daya
dan perancangan pengkondisi sinyal dengan menggunakan chip- chip yang
sederhana. Setelah pengkondisi sinyal dibuat, selanjutnya dilakukan proses
kalibrasi yang meliputi kalibrasi statik dan dinamik untuk mengetahui linieritas
dan sensitivitas dari sistem LVDT (Linear Variable Differential Transformer).
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang ada, perumusan masalah yang diajukan
adalah sebagai berikut: Sensor LVDT dapat bekerja sebagai sensor posisi
memerlukan circuit tambahan yakni circuit signal conditioning. Oleh karena itu
dalam penelitian ini dibuat rangkaian signal conditioning untuk sensor LVDT.
1.3 Batasan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini, sistem yang akan dibuat dibatasi pada hal-hal sebagai
berikut:
a. Sensor LVDT ( Linear Variable Diffrential Transformer) digunakan untuk
mengukur pergeseran dalam range pengukuran 0 – 4 mm dengan interval
0,25 mm untuk mengukur AC magnitude dan nilai DC.
b. Data pengukuran ditampilkan
ke Osiloskop sebagai hasil pengukuran
yang telah dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
c. Pembahasan dibatasi pada perancangan rangkaian sinyal conditioning.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai pada Tugas Akhir ini, yaitu pembuatan signal
conditioning sederhana untuk LVDT ( Linear Variable Diffrential Transformer).
Pengembangan sinyal conditioning untuk LVDT ini dibuat sederhana dengan
menggunakan chip.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :
1. Dapat membuat sinyal conditioning untuk sensor LVDT dengan
menggunakan chip-chip sederhana yang ada di Indonesia.
2. Diharapkan Signal conditioning untuk sensor LVDT ini dapat digunakan
untuk pengembangan pada aplikasi tertentu.
1.6 Metodologi Penelitian
Pada pembuatan tugas akhir ini digunakan metode studi literature, konsultasi
dengan pembimbing, perancangan sistem, dan realisasi dalam bentuk prototype.
1. Metode Literatur
Studi pustaka sebagai persiapan dalam melakukan penelitian dengan
mencari dan mengumpulkan referensi mengenai prinsip kerja dan signal
conditioning sensor LVDT dari buku- buku, jurnal dan makalah.
2. Metode Konsultasi
Berkonsultasi secara interaktif dengan pembimbing I dan pembimbing II
di Universitas Sumatera Utara dan Pembimbing lapangan di Pusat
Penelitian Fisika (P2F) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI).
3. Metode Perancangan Sistem
Universitas Sumatera Utara
Melakukan penelitian secara langsung di Laboratorium Pusat Penelitian
Fisika (P2F) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI). Metode yang
dilakukan dalam penelitian ini adalah pembuatan signal conditioning,
karakterisasi sensor LVDT dengan menggunakan sinyal generator dan
karakterisasi sensor LVDT dengan signal conditioning yang dibuat.
1.7 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
sistematika pembahasan sebagai berikut :
Bab I
Pendahuluan
Berisi mengenai latar belakang penulisan, rumusan
masalah, batasan masalah dalam penulisan, tujuan
penulisan, metodologi penulisan dan sistematika
penulisan.
Bab II
Tinjauan Pustaka
Pada bab ini berisi teori pendukung tentang
pengenalan terhadap LVDT (Linear Variable
Diffrential Transformer) sebagai sensor posisi, dan
Mengenai op amp.
Bab III
Perancangan Sistem
Pada bab ini dibahas mengenai perancangan sistem
dari signal conditioning untuk sensor LVDT (Linear
Variable Diffrential Transformer).
Bab IV
Pengukuran dan Analisa Data
Pada bab ini berisikan Pengukuran dan analisa data
yang
mencakup
karakteristik
LVDT
(Linear
Variable Difrential Transformer).
Bab V
Kesimpulan dan Saran
Universitas Sumatera Utara
Pada bab ini merupakan penutup yang meliputi
tentang kesimpuan dari pembahasan hasil dari
karakteristik
sensor
LVDT
(Linear
Variable
Difrential Transformer) serta saran yang diperlukan
untuk memperbaiki dan melengkapi kekurangan
penelitian ini.
Universitas Sumatera Utara