Jenis dan Aplikasi Proximity Sensor digunakan untuk menentukan bahwa suatu objek dekat dengan objek lain sebelum kontak dilakukan. Penginderaan non-kontak ini dapat berguna dalam banyak situasi seperti menghitung objek dalam konveyor, penginderaan posisi silinder, dan mengukur kecepatan rotor untuk menavigasi robot. Ada banyak jenis sensor jarak seperti magnet, arus eddy dan efek hall, optik, ultrasonik, induktif, dan kapasitif.
Jenis Proximity Sensor
Berikut ini adalah beberapa pembahasan singkat mengenai jenis-jenis sensor jarak:
- Magnetic Proximity Sensors
- Optical Proximity Sensors
- Ultrasonic Proximity Sensors
- Inductive Proximity Sensors
- Capacitive Proximity Sensors
- Eddy Current Proximity Sensors
Magnetic Proximity Sensors
Magnetic Proximity Sensor diaktifkan saat dekat dengan magnet. Mereka dapat digunakan untuk mengukur kecepatan rotor dan menghidupkan atau mematikan sirkuit. Sensor kedekatan magnetik juga dapat digunakan untuk menghitung jumlah putaran roda dan motor dan oleh karena itu digunakan sebagai sensor posisi.
Misalnya, pada robot bergerak dimana perpindahan total robot dihitung dengan menghitung berapa kali roda tertentu berputar dikalikan dengan keliling roda.
Sebuah magnet ditempatkan pada roda atau pada porosnya untuk menemukan putaran roda dengan bantuan sensor kedekatan magnetik dan menempatkan sensor pada sasis. Demikian pula, sensor ini digunakan untuk beberapa aplikasi lain, termasuk keselamatan.
Contoh: Banyak perangkat memiliki sensor kedekatan magnetik yang mengirimkan sinyal saat pintu terbuka untuk menghentikan bagian yang berputar atau bergerak.
Baca Juga : Prinsip Kerja Oxygen Analyzer
Optical Proximity Sensors
Optical Proximity Sensors terdiri dari sumber cahaya yang disebut emitor dan penerima. Penerima ini merasakan ada atau tidak adanya cahaya. Penerima biasanya berupa fototransistor dan emitor biasanya berupa LED.
Fototransistor dan LED ini digabungkan untuk membentuk sensor cahaya biasanya banyak aplikasi seperti encoder optik. Sebagai sensor jarak, diatur sedemikian rupa sehingga cahaya yang dipancarkan oleh emitor tidak dipantulkan ke penerima kecuali objek berada dalam jangkauan. Jika objek reflektif tidak dalam jangkauan, cahaya tidak terlihat oleh penerima, sehingga tidak akan ada sinyal.
Pada sensor kedekatan optik ini, situasi tidak ada sinyal akan terjadi dua kali, ketika penerima berada di luar jangkauan atau tidak berada dalam jangkauan berarti sinyal tidak akan dihasilkan. Jika penerima dalam jarak pendek juga tidak akan ada sinyal. Jadi, penempatan receiver pada sensor ini memegang peranan penting.
Sensor Jarak Optik Alternatif
Ada variasi lain dalam sensor kedekatan optik, dalam sistem ini dapat menentukan baik kedekatan maupun pengukuran jarak dekat. Seberkas cahaya dilewatkan melalui prisma yang membiaskan cahaya menjadi warna-warna primer penyusunnya.
Bergantung pada jarak objek dari sensor, satu warna cahaya tertentu dipantulkan kembali ke sensor fotodetektor. Jarak dapat ditemukan dengan mengukur energi cahaya yang dipantulkan.
Ultrasonic Proximity Sensors
Dalam sensor kedekatan Ultrasonik, pemancar ultrasonik sering memancarkan gelombang suara frekuensi tinggi. Sensor Ultrasonik ini bekerja dengan dua mode, mode gema dan mode lawan.
Dalam mode berlawanan, penerima ditempatkan di depan emitor; dalam mode gema, penerima ditempatkan di sebelah atau terintegrasi ke dalam emitor yang menerima gelombang suara. Jika penerima berada dalam jangkauan atau suara yang dipantulkan oleh permukaan yang dekat dengan sensor, itu dirasakan dan sinyal dihasilkan. Jika penerima berada di luar jangkauan, itu tidak akan terdeteksi dan tidak akan ada sinyal.
Semua sensor ultrasonik memiliki zona buta di dekat permukaan emitor di mana jarak dan keberadaan suatu objek tidak dapat dideteksi. Permukaan seperti karet dan busa tidak memantulkan gelombang suara sehingga sensor ultrasonik permukaan tidak digunakan.
Inductive Proximity Sensors
Sensor induktif sebagian besar digunakan untuk mendeteksi permukaan logam. Sensor induktif ini terdiri dari kumparan, inti ferit, osilator/detektor, dan sakelar solid-state. Di hadapan benda logam di sekitar sensor, amplitudo osilator berkurang yang membuat detektor merasakan perubahan dan mematikan solid state dan kemudian menghasilkan sinyal. Ketika bagian tersebut keluar dari jangkauan sensor, itu menyala lagi yang membuat sinyal terputus.
Baca Juga : Apa itu Sistem Pengukuran Gas?
Capacitive Proximity Sensors
Capacitive Proximity Sensors bereaksi terhadap keberadaan objek apa pun yang memiliki konstanta dielektrik lebih dari 1,2. Jika bahan memiliki konstanta dielektrik lebih dari 1,2 berada dalam kisaran, kapasitansi bahan menaikkan kapasitansi total rangkaian. Peningkatan kapasitansi menaikkan osilator internal untuk menghidupkan unit keluaran yang akan mengirimkan sinyal keluaran.
Demikian pula, sensor dapat mendeteksi keberadaan objek dalam jangkauan. Sensor kapasitif dapat merasakan non-logam seperti kayu, cairan, dan bahkan bahan kimia. Di bawah ini adalah beberapa konstanta dielektrik material.
| Material | Dielectric Constant |
| Air | 1 |
| Aqueous Solution | 50-80 |
| Epoxy Resin | 2.5-6 |
| Flour | 1.5-1.7 |
| Glass | 3.7-10 |
| Nylon | 4-5 |
| Porcelain | 4.4-7 |
| Cardboard | 2-5 |
| Rubber | 2.5-3.5 |
| Water | 80 |
| Dry Wood | 2-7 |
| Wet Wood | 10-30 |
Eddy Current Proximity Sensors
Ketika sebuah konduktor ditempatkan dalam medan magnet yang berubah, gaya gerak listrik diinduksi dalam konduktor yang menyebabkan arus mengalir dalam material. Arus ini disebut arus eddy.
Sensor arus eddy biasanya memiliki dua kumparan, di mana satu kumparan menghasilkan medan magnet yang berubah sebagai referensi. Dalam jarak yang dekat dengan bahan penghantar, arus eddy dihasilkan dalam bahan yang menghasilkan fluks magnet yang berlawanan dengan kumparan pertama, sehingga mengurangi fluks total.
Perubahan fluks total menentukan kedekatan bahan konduktor dan diukur dengan kumparan kedua. Sensor arus eddy digunakan untuk mendeteksi keberadaan bahan konduktif serta pengujian non-destruktif dari rongga dan retakan, serta ketebalan bahan.
Baca Juga : Prinsip Kerja Dew Point
Sensor Gaya dan Tekanan
Sensor gaya dan tekanan digunakan untuk menentukan gaya yang diterapkan pada objek yang melibatkan pembangkitan tegangan tinggi, alarm penyusup, oven microwave, sel beban, dll. Secara umum, ada banyak sensor gaya dan tekanan yang digunakan dalam banyak aplikasi praktis.
Berikut adalah beberapa sensor pengukuran gaya dan tekanan utama:
- Piezoelectric Sensors
- Force Sensing Resistor
- Strain Gauge
- Antistatic Foam
Baca Juga : Prinsip Kerja, Jenis, Keunggulan, dan Kekurangan Limit Switch
Piezoelectric Sensors
Bahan piezoelektrik umumnya memampatkan jika terkena tegangan dan menghasilkan tegangan jika dikompresi. Ini digunakan dalam perangkat seperti pemutar rekaman untuk membuat voltase dari tekanan variabel yang disebabkan oleh alur dalam rekaman.
Demikian pula, sepotong piezoelektrik dapat digunakan untuk mengukur tekanan atau gaya dalam robotika. Ini akan menghasilkan tegangan yang dapat digunakan untuk penggunaan lebih lanjut atau untuk penggunaan tertentu, tetapi perlu dikondisikan dan diperkuat untuk digunakan.
Force Sensing Resistor
Resistor penginderaan gaya adalah perangkat film tebal polimer yang menunjukkan resistensi yang menurun dengan peningkatan gaya yang diterapkan tegak lurus ke permukaannya. Pada resistor ini, resistansi 500kΩ dapat diturunkan hingga 1kΩ untuk gaya gaya 10G.
Strain Gauge
Pengukur regangan juga dapat digunakan untuk mengukur gaya. Output dari pengukur regangan adalah resistensi variabel, sebanding dengan regangan, yang merupakan fungsi dari gaya yang diterapkan. Jadi, dengan mengukur resistansi kita dapat mengukur gaya yang diterapkan padanya. Strain Gauges terutama digunakan dalam sel beban untuk mengukur jumlah beban di bagian tersebut. Pengukur regangan digunakan di dalam Jembatan Wheatstone. Jembatan Wheatstone yang seimbang memiliki potensial yang sama di titik A dan B
Jika resistansi di salah satu dari empat resistor berubah, akan ada aliran arus di antara kedua sambungan ini. Pada saat yang sama, kita perlu mengkalibrasi jembatan untuk aliran nol di galvanometer. Saat mengalami tekanan, nilai resistansi akan berubah menyebabkan ketidakseimbangan pada jembatan Wheatstone dan arus yang mengalir.
Nah untuk mengatasi itu kita perlu mengatur nilai hambatan yang lain sampai arus yang mengalir menjadi nol. Perubahan resistansi pada strain gauge dapat dihitung dengan :
R1/R4 = R2/R3
Pengukur regangan sensitif terhadap perubahan suhu. Jadi, kita perlu menggunakan pengukur regangan ini dalam kondisi suhu yang tepat. Untuk mengatasi hal ini digunakan pengukur regangan dummy untuk mengkompensasi perubahan resistansi saat terjadi perubahan suhu.
Antistatic Foam
Busa antistatis yang digunakan untuk mengangkut Chip IC bersifat konduktif dan resistansinya berubah karena gaya yang diterapkan. Itu bisa berfungsi sebagai mentah dan sederhana meskipun tidak mahal. Untuk menggunakan busa antistatis, sepasang kabel dimasukkan ke dalam kedua sisi bagian dan mengukur voltase dan resistansi di atasnya. Perubahan resistansi akan digunakan untuk menghitung gaya di atasnya.
Baca Juga : Cara Menentukan Pressure Gauge
Kesimpulan
Dari pembahasan artikel diatas yaitu tentang “Jenis dan Aplikasi Proximity Sensor” dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
- Jenis dan Aplikasi Proximity Sensor digunakan untuk menentukan bahwa suatu objek dekat dengan objek lain sebelum kontak dilakukan.
- Terdapat 6 jenis sensor jarak yaitu : Magnetic Proximity Sensors, Optical Proximity Sensors, Ultrasonic Proximity Sensors, Inductive Proximity Sensors, Capacitive Proximity Sensors, dan Eddy Current Proximity Sensors.
- Magnetic Proximity Sensor diaktifkan saat dekat dengan magnet. Mereka dapat digunakan untuk mengukur kecepatan rotor dan menghidupkan atau mematikan sirkuit.
- Optical Proximity Sensors terdiri dari sumber cahaya yang disebut emitor dan penerima. Penerima ini merasakan ada atau tidak adanya cahaya. Penerima biasanya berupa fototransistor dan emitor biasanya berupa LED.
- Dalam Ultrasonic Proximity Sensors, pemancar ultrasonik sering memancarkan gelombang suara frekuensi tinggi. Sensor Ultrasonik ini bekerja dengan dua mode, mode gema dan mode lawan.
- Capacitive Proximity Sensors bereaksi terhadap keberadaan objek apa pun yang memiliki konstanta dielektrik lebih dari 1,2. Jika bahan memiliki konstanta dielektrik lebih dari 1,2 berada dalam kisaran, kapasitansi bahan menaikkan kapasitansi total rangkaian.
- Sensor arus eddy biasanya memiliki dua kumparan, di mana satu kumparan menghasilkan medan magnet yang berubah sebagai referensi. Dalam jarak yang dekat dengan bahan penghantar, arus eddy dihasilkan dalam bahan yang menghasilkan fluks magnet yang berlawanan dengan kumparan pertama, sehingga mengurangi fluks total.
