Sensor Mekanis

Sensor Tekanan Mpx4115 Untuk Mengukur Tekanan Udara 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Prosedur Percobaan

5. Rangkaian

6. Video 

7. Download

1. Tujuan[Kembali]

a. Untuk mengetahui apa itu sensor Tekanan

b. Untuk mengetahui bagaimana prinsip kerja dari sensor Tekanan 

c. Untuk mempelajari simulasi rangkaian sensor Tekanan dengan menggunakan aplikasi proteus.

2. Alat dan Bahan[Kembali]

Alat

1. Voltmeter DC

 

 

 

Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik.

2. Probe Voltage

 

Berfungsi untuk mendeteksi apakah pada sumber yang di uji terdapat tegangan atau tidak. Bisa menguji tegangan AC serta tegangan DC.

Bahan

3. Resistor

Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Cara menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor tersebut. Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.

4. OP-AMP

 

Berfungsi sebagai penguat tegangan pada rangkaian.

5. Ground

 

Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.

Komponen Input

          6. Sensor MPX4115

    Sensor tekanan MPX4100 merupakan seri Manifold Absolute Pressure (MAP) yaitu sensor tekanan yang dapat membaca tekanan udara dalam suatu manifold. Pada dasarnya sensor tekanan MPX4100 adalah sebuah sensor tekanan yang sudah dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal dan temperatur kalibrator yang membuat sensor ini stabil terhadap perubahan suhu. Untuk akurasi pengukuran sensor ini menggunakan teknik micro machine, thin film metalization dan proses bipolar semiconductor.

Komponen Output :

7. Motor dc

 

untuk dapat merubah arus listrik menjadi energi gerak.

Grafik Respon :

Pin 1 : Terminal 1

Pin 2: Terminal 2

 

Catatan: Masing masing terminal jika dipasang terbalik akan menghasilkan putaran yang terbalik juga

 

Spesifikasi : 

 

3. Dasar Teori[Kembali]

Sensor mpx4115

        Sensor tekanan mempunyai prinsip kerja yang sedikit rumit. Pertama, perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga menyebabkan perubahan induksi magnetic pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT ( center tap). Dengan demikian, apabla inti mengalami pergeseran, maka induktasi pada salah satu kumparan bertambah, namun menyebabkan kumparan yang lain berkurang. Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan dengan rumus (P = d.g.h). Untuk keterangannya, (p) adalah tekanan statis (pascal) sementara (D) adalah kepadatan cairan (km/m3), lalu (G) adalah konstanta gravitasi ( 9,81 m/s2) dan (H) adalah tinggi cairan (M). 

        Prinsip kerja dari sensor tekanan itu sendiri adalah mengubah tegangan mekanik menjadi listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan pada kawat itu sendiri menyebabkan kawat menjadi bengkok. Sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah ketahananya. Ada beberapa fungsi lain dari sensor tekanan. Applikasi sensor tekanan adalah sebagai pemantau cuaca yang sering berubah-ubah. Digunakan dipesawat terbang untuk mengukur tekanan angina yang berada didalam band pesawat terbang, lalu yang terakhir adalah pengukur tekanan udara pada ruangan tertutup. Tiga fungsi ini adalah fungsi umum dari sendor tekanan yang sering ditemui oleh masyarakat namun masyarakat belum mengetahui cara kerja dari pengukur tekanan tersebut.

Grafik Tegangan output sensor MPX4115

• Resistor 

 

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.

 

 

 

 

• Penguat Non Inverting (OP-AMP)

Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Inverting Amplifier 

 

NonInverting

Komparator

Adder

    Rangkaian Dasar OpAmp

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:

a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)

b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)

c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)

d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

Grafik input dan output op amp

Rangkaian untuk penguat non-inverting adalah seperti yang ditunjukkan gambar (3)

 

Rangkaian Penguat Non-Inverting :

Penguat tersebut dinamakan penguat non-inverting karena masukan dari penguat tersebut adalah masukan non-inverting dari Op Amp. Tidak seperti penguat inverting, sinyal keluaran penguat jenis ini sefasa dengan sinyal masukannya. Seperti pada rangkaian penguat inverting syarat ideal sebuah penguat adalah tegangan masukan sama dengan 0 dan impedansi masukan tak terhingga. sehingga dari rangkaian tersebut dapat diperoleh rumus penguat adalah sebagai berikut : 

 

 

        Substitusi persamaan (5) dan (6) ke persamaan (1) sehingga diperoleh

 

Rangkaian penguat inverting maupun non-inverting biasanya menggunakan IC Op-Amp

4. Prosedur Percobaan[Kembali]

1)     Buka aplikasi proteus

2)     Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen Sensor MPX4115, OPAMP,  resistor, ground, motor, voltmeter.

3)     Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan

4)     Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

5)     Jalankan simulasi rangkaian.

5. Rangkaian[Kembali]

Prinsip Kerja:

Jika sensor MPXA6115A6U menerima pressure(tekanan) maka sensor mengeluarkan output tegangan, diketuhi tekanan nya 50 kPa dan outputnya +1,73, semakin besar pressure nya maka semakin besar output nya, lalu tegangan di alirkan ke penguat inverting U2 melalui R1 dan R3, lalu bagian positif nya di hubungkan ke ground. Diukur output nya menggunakan voltmeter yaitu -5,19. Kemudian tegangan menuju penguat inverting U3 melalui R2 dan R4, diukur output tegangannya  yaitu +5,19 yang akan menggerakkan motor. Semakin besar tegangan maka akan semakin cepat motor bergerak.

6. Video[Kembali]

7. Download[Kembali]

    Rangkaian klik disini

    Video klik disini

    Datasheet klik disini

    Datasheet MPX4115 klik disini

    Datasheet resistor klik disini

    Datasheet motor dc klik disini

    Library klik disini

    Html klik disini