Inilah Pengertian dan Jenis-jenis Sensor dalam Elektronika dan Sistem Terbenam

Assalamu‘alaikum wr. wb.

Hello guys, Kembali lagi bersama Inzaghi's Blog! Dalam Elektronika dan Sistem Terbenam IoT (IoT Embedded System), jika kita ingin membuat suatu Rangkaian, selain ada Mikrokontroler kita perlu yang namanya Sensor.

Sumber Artikel Materi : Electronicshub.org, Wikielektronika.com, Teknikelektronika.com, dan Edukasikini.com

Di dunia ini, kita dapat menemukan banyak sensor di sekitar kita. Dalam kehidupan sehari-hari banyak kegiatan Otomasi yang dapat kita jumpai dan tentunya semua alat tersebut harus dilengkapi dengan suatu alat yang kita sebut Sensor ini. Contoh kegiatan Otomasi tersebut antara lain menyalakan TV dengan remote control, lampu yang dapat menyala saat Hari sudah Gelap, kamera CCTV yang dapat bergerak melacak pergerakan orang sekitar, Alat Pelacak Cuaca, Termometer, Alat Pendeteksi Kebakaran, memotret dengan Kamera, dan lainnya.

A. Pengertian Sensor

Menurut KBBI, pengertian Sensor adalah suatu perangkat yang dapat mendeteksi kemungkinan terjadinya perubahan pada Besaran Fisik yakni berupa Gaya, Tekanan, Gerakan, Cahaya, Suhu, Kelembaban, Kecepatan, Besaran Listrik, dan Fenomena yang lain.

Sedangkan dalam pengertian umum, sensor adalah Alat yang digunakan untuk mendeteksi perubahan besaran fisis seperti Tekanan, Gaya, Besaran Listrik, Cahaya, Gerak, Kelembaban, Temperatur, Kecepatan dan Fenomena Lingkungan lainnya. Setelah mengamati perubahannya, Input yang dirasakan diubah menjadi Output yang dapat dipahami oleh manusia melalui Sensor itu sendiri, atau ditransmisikan secara Elektronik melalui jaringan untuk ditampilkan atau diubah menjadi informasi yang berguna bagi pengguna.

Menurut jurnal yang dilansir dari situs dosen Maulana.Lecture.UB.ac.id, Output sensor biasanya berupa sinyal yang diubah menjadi tampilan yang dapat dibaca manusia di lokasi sensor atau ditransmisikan secara elektronik melalui jaringan untuk dibaca atau diproses lebih lanjut.

Sensor pada dasarnya dapat digolong sebagai Transduser Input karena dapat mengubah Energi Fisik seperti cahaya, tekanan, gerakan, suhu atau energi fisik lainnya menjadi sinyal listrik ataupun resistansi (yang kemudian dikonversikan lagi ke tegangan atau sinyal listrik).

B. Klasifikasi Jenis-jenis Sensor

Sensor-sensor yang digunakan pada perangkat elektronik pada dasarnya dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori utama yaitu :

• Sensor Pasif dan Sensor Aktif (Berdasarkan Sumber)
• Sensor Analog dan Sensor Digital (Berdasarkan Tipe)

Berikut ini adalah pembahasan singkat mengenai kedua klasifikasi sensor tersebut.

1. Berdasarkan Prinsip Kerja

Berikut ini adalah 2 Jenis Sensor berdasarkan Prinsip Kerja.

a. Sensor Pasif (Passive Sensor)

Sensor Pasif adalah jenis sensor yang dapat menghasilkan sinyal output tanpa memerlukan pasokan listrik dari eksternal. Contohnya Termokopel (Thermocouple) yang menghasilkan nilai tegangan sesuai dengan panas atau suhu yang diterimanya.

b. Sensor Aktif (Active Sensor)

Sensor Aktif adalah jenis sensor yang membutuhkan sumber daya Eskternal untuk dapat beroperasi. Sifat fisik Sensor Aktif bervariasi sehubungan dengan efek eksternal yang diberikannya. Sensor Aktif ini disebut juga dengan Sensor Pembangkit Otomatis (Self Generating Sensors).

2. Berdasarkan Sifat

Berikut ini adalah 2 Jenis Sensor berdasarkan Sifat.

a. Sensor Analog

Sensor Analog adalah sensor yang menghasilkan sinyal output yang kontinu atau berkelanjutan.  Sinyal keluaran kontinu yang dihasilkan oleh sensor analog ini sebanding dengan pengukuran. Berbagai parameter Analog ini diantaranya adalah suhu, tegangan, tekanan, pergerakan dan lain-lainnya. Contoh Sensor Analog ini di antaranya adalah Akselerometer (Accelerometer), Sensor Kecepatan, Sensor Tekanan, Sensor Cahaya dan Sensor Suhu.

b. Sensor Digital

Sensor Digital adalah sensor yang menghasilkan sinyal keluaran diskrit. Sinyal diskrit akan non-kontinu dengan waktu dan dapat direpresentasikan dalam “bit”. Sebuah sensor digital biasanya terdiri dari sensor, kabel dan pemancar. Sinyal yang diukur akan diwakili dalam format digital. Output digital dapat dalam bentuk Logika 1 atau Logika 0 (ON atau OFF). Sinyal fisik yang diterimanya akan dikonversi menjadi sinyal digital di dalam sensor itu sendiri tanpa komponen eksternal. Kabel digunakan untuk transmisi jarak jauh. Contoh Sensor Digital ini di antaranya adalah Akselerometer Digital (Digital Accelerometer), Sensor Kecepatan Digital, Sensor Tekanan Digital, sensor cahaya digital dan Sensor Suhu Digital.

3. Berdasarkan Struktur dan Fiturnya

Sebuah sensor diklasifikasikan menurut struktur dan fitur mereka. Di antara varian varian sensor berdasarkan struktur dan fiturnya adalah :

• Sensor Berbasis Output : Output diferensial, Output Resistif, Output Tegangan, dll
• Sensor Berbasis Parameter Pengindraan : Suhu, Cahaya, Pressor, dll
• Sensor Berbasis Aplikasi : Sensor Otomotif, Sensor Industri, dll

C. Jenis-jenis Sensor

1. Sensor Kedekatan/Jarak (Proximity Sensor)

Sensor Proximity atau sering juga kita kenal dengan Sensor Kedekatan adalah jenis sensor non-kontak yang mendeteksi keberadaan objek didekatnya.

Sensor Proximity ini dapat diimplementasikan menggunakan teknik yang tidak memerlukan sentuhan langsung dengan objek, seperti Optik (contohnya seperti penggunaan sinar Inframerah atau Laser), Suara (Ultrasonic), Magnetik (Efek Hall), Kapasitif, dan lain sebagainya.

Beberapa contoh penggunaan proximity sensor yang sering kita jumpai seperti pada barcode dan infrared reader pada Smartphone, Sensor Parkir Mobil, Industri (Object Alignment), dan juga pada Ground Proximity di Pesawat.

2. Sensor Cahaya

Sensor Cahaya atau Light Sensor adalah sejenis sensor yang digunakan untuk mendeteksi banyaknya cahaya yang mengenai sensor. Sensor cahaya analog ini dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa kategori seperti Foto-resistor, Cadmium Sulfide (CdS), dan Fotosel.

Sebuah resistor bergantung cahaya atau LDR dapat digunakan sebagai sensor cahaya analog yang dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan beban secara otomatis berdasarkan intensitas cahaya yang diterimanya.

Resistansi LDR akan meningkat jika intensitas cahaya berkurang. Sebaliknya, resistansi LDT akan menurun jika intensitas cahaya yang diterimanya ditingkatkan.

3. Sensor Suhu

Sensor Suhu atau Temperature sensors adalah sensor yang banyak tersedia dalam bentuk Sensor Digital dan Analog. Ada berbagai jenis sensor suhu yang digunakan untuk berbagai aplikasi.

Salah satu sensor suhu adalah thermistor, yaitu resistor peka panas yang digunakan untuk mendeteksi perubahan suhu. Jika suhu meningkat, resistansi thermistor juga akan meningkat. Sebaliknya, jika suhu menurun, resistansi juga menurun.

Contoh lain penggunaan sensor suhu adalah termometer. Dalam termometer kaca berbasis Merkuri / Air Raksa, input-nya adalah suhu. Cairan yang dikandungnya mengembang dan berkontraksi sebagai respons, menyebabkan level pada pengukur yang dapat dibaca manusia meningkat atau menurun.

4. Sensor Ultrasonik

Sensor Ultrasonik adalah jenis sensor non-kontak yang dapat digunakan untuk mengukur jarak dan kecepatan suatu benda. Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan karakteristik gelombang suara yang frekuensinya lebih tinggi dari suara manusia.

Dengan menggunakan gelombang suara, Sensor Ultrasonik dapat mengukur jarak suatu objek (mirip dengan SONAR). Sifat Doppler dari gelombang suara dapat digunakan untuk mengukur kecepatan suatu objek.

5. Sensor Tekanan

Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan pada kawat menyebabkan kawat bengkok sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah tahanannya

6. Sensor Akselerometer

Sensor Akselerometer adalah sensor yang mendeteksi Perubahan Posisi, Kecepatan, Orientasi, Guncangan, getaran, dan kemiringan dengan Gerakan Indra. Akselerometer analog ini dapat digolongkan lagi menjadi beberapa yang berbeda berdasarkan variasi konfigurasi dan sensitivitas.

Berdasarkan pada sinyal keluaran, Akselerometer analog menghasilkan tegangan variabel konstan berdasarkan jumlah percepatan yang diterapkan pada Akselerometer. Selain Akselerometer Analog, Akselerometer ini juga digital.

7. Sensor Oksigen

Salah satu contoh penggunaan Sensor Oksigen (Oxygen sensor), yang Anda lihat pada Sistem Kontrol Emisi Mobil, mendeteksi Rasio Bensin/Oksigen, biasanya melalui reaksi kimia yang menghasilkan tegangan. Komputer terpasang membaca voltase dan menyesuaikan kembali keseimbangan jika campuran tidak optimal.

8. Sensor Suara

Sensor suara adalah sensor analog untuk merekam tingkat suara. Sensor suara analog ini mengubah Sensor suara analog ini menerjemahkan amplitudo volume akustik suara menjadi tegangan listrik untuk mengukur tingkat suara. Proses ini membutuhkan banyak sirkuit dan menggunakan Mikrokontroler bersama dengan mikrofon untuk membuat Sinyal Output Analog.

9. Sensor Gerak PIR

Contoh paling sederhana penggunaan Sensor Gerak (PIR Motion Sensors) yang mungkin Anda temukan di lampu keamanan rumah, pintu otomatis, dan perlengkapan kamar mandi biasanya memancarkan beberapa jenis energi, seperti gelombang mikro, Gelombang Ultrasonik, atau Berkas Cahaya, dan mendeteksi kapan aliran energi terganggu oleh sesuatu yang memasuki jalan.

10. Sensor Kelembaban

Sensor Kelembaban atau Humidity Sensor adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi tingkat kelembapan suatu tempat. Pengukuran kelembapan sangat penting untuk pemantauan lingkungan di suatu area, diagnostik medis, atau menyimpan produk sensitif.

Jika Anda melihat sistem pemantauan cuaca, biasanya mereka menyediakan data suhu dan kelembapan. Oleh karena itu, pengukuran kelembapan merupakan tugas penting dalam banyak aplikasi dan sensor kelembapan membantu kita mencapainya.

11. Sensor Warna

Sensor Warna adalah perangkat yang berguna untuk membuat aplikasi penginderaan warna di bidang pemrosesan gambar, pengenalan warna, pelacakan objek industri, dll.

Contoh Sensor Warna yang paling sering digunakan adalah tipe TCS3200. Jenis sensor warna ini merupakan sensor warna sederhana yang dapat mendeteksi warna apapun dan menghasilkan gelombang persegi yang sebanding dengan panjang gelombang warna yang terdeteksi.

12. Sensor Kemiringan

Sensor kemiringan atau sering kita kenal dengan nama Tilt Sensors ini merupakan perangkat yang digunakan untuk mendeteksi kemiringan atau orientasi.

Sensor kemiringan adalah salah satu sensor paling sederhana dan termurah di pasaran. Sebelumnya, sensor kemiringan terdiri dari Merkurius (dan karenanya kadang-kadang disebut sebagai Mercury Switches) tetapi sebagian besar sensor kemiringan modern berisi bola rol.

13. Sensor Level Air

Sensor Ketinggian Air atau Water Level adalah seperangkat alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian air di berbagai lokasi untuk mendapatkan data pembanding.

Level air yang paling sederhana adalah sepasang tabung yang bertemu di bagian bawah. Level air cukup mengukur level air melalui level air di 2 tabung untuk melihat apakah sudah sama atau tidak.

Saat ini Ketinggian Air dapat diukur dengan mudah dengan alat-alat modern seperti hidrometer. Memahami Ketinggian Air Sendiri adalah seperangkat alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian air di berbagai lokasi untuk pengetahuan perbandingan. 

Ketinggian Air yang paling sederhana adalah sepasang pipa yang terhubung di bagian bawah. Level air sederhana akan mengukur level air melalui level air di 2 tabung untuk melihat apakah keduanya sama atau tidak.

Hasil pengukuran dari water level lebih rendah dari gunakan laser tapi water level mempunyai akurasi yang tinggi dalam pengukuran jarak jauh. Untuk menghindari kesalahan pengukuran saat menggunakan ketinggian air, suhu air harus sama.

14. Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor)

Sensor Efek Hall atau Hall Effect Sensor adalah Sensor yang mampu mengubah informasi Magnetik menjadi sinyal listrik untuk diproses lebih lanjut untuk Rangkaian Elektronik.

Sensor Efek Hall ini sering digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi Kedekatan (Proximity), mendeteksi Posisi (Positioning), mendeteksi Kecepatan (Speed), mendeteksi Pergerakan Arah (Directional) dan mendeteksi Arus Listrik (Current Sensing).

15. Sensor Asap dan Gas

Salah satu sensor yang umum digunakan dalam aplikasi sistem keamanan ruangan adalah Sensor Asap dan Gas. Hampir semua kantor dan industri dilengkapi dengan beberapa detektor asap, yang mendeteksi adanya asap (akibat kebakaran) dan membunyikan alarm.

Sensor Gas lebih umum di laboratorium, dapur skala besar, dan industri perhotelan. Mereka dapat mendeteksi berbagai gas seperti LPG, Propana, Butana, Metana (CH4), dll.

16. Sensor Alkohol

Seperti yang tertuang pada namanya, Sensor Alkohol atau Alcohol sensors merupakan alat yang mampu mendeteksi kadar alkohol pada benda dan manusia.

Biasanya, sensor alkohol digunakan dalam perangkat breathalyzer, yang menentukan apakah seseorang mabuk atau tidak. Personel penegak hukum menggunakan breathalyzers untuk menangkap pelaku mabuk dan mengemudi.

17. Sel Beban (Load Cell)

Sel Beban atau Load Cell adalah jenis sensor yang digunakan untuk mengukur berat. Input dari Load Cell ini adalah gaya atau tekanan sedangkan keluarannya adalah nilai tegangan. Ada beberapa jenis Load Cell, diantaranya adalah Beam Load Cell, Single Point Load Cell dan Compression Load Cell.

18. Sensor Giroskop (Gyroscope Sensor)

Sensor Giroskop adalah sensor yang digunakan untuk merasakan dan menentukan orientasi dengan bantuan gravitasi bumi. Perbedaan utama antara Sensor Akselerometer dan Giroskop adalah bahwa Giroskop dapat merasakan rotasi di mana akselerometer tidak bisa.

19. Potensiometer

Potensiometer digunakan untuk mendeteksi posisi. Ini umumnya memiliki berbagai rentang resistor yang terhubung ke berbagai kutub sakelar. Potensiometer dapat berupa tipe putar atau linier. Pada tipe putar, penghapus disambungkan ke poros panjang yang dapat diputar.

Ketika poros telah berputar posisi wiper berubah sedemikian rupa sehingga resistansi yang dihasilkan bervariasi yang menyebabkan perubahan tegangan keluaran.  Dengan demikian output dapat dikalibrasi untuk mendeteksi perubahan posisinya.

20. Sensor Fleksibel (Flex Sensor)

Sensor FLEX adalah transduser yang mengubah resistansinya saat bentuknya berubah atau saat ditekuk. Sensor FLEX berukuran panjang 2,2 inci atau sepanjang jari.  

Itu ditunjukkan pada gambar. Singkatnya, resistansi terminal sensor meningkat saat ditekuk. Perubahan penolakan ini tidak ada gunanya kecuali kita dapat membacanya.  

21. Sensor Hujan

Sensor Hujan adalah sejenis sensor yang mendeteksi hujan atau tidak, yang dapat digunakan di semua jenis aplikasi dalam kehidupan sehari-hari.

Prinsip pengoperasian modul sensor ini adalah ketika air hujan turun dan menyentuh plat sensor maka akan terjadi elektrolisis air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam lapisan cairan elektrolit, maka cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.

22. Sensor Inframerah (Infrared Sensor)

Sensor Inframerah (IR) adalah perangkat elektronik yang mengukur dan mendeteksi radiasi infra merah di lingkungan sekitarnya. 

Prinsip kerja Sensor Inframerah adalah ketika sensor memancarkan Radiasi yang mengenai suatu objek dan sebagian radiasi tersebut dipantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan penerima IR, keluaran sensor ditentukan.

Semoga saja Artikel ini sangat bermanfaat bagi para Mahasiswa Teknik Informatika dan Teknik Elektro. Dan Alat-alat tersebut bisa Anda beli di Toko-toko Online Marketplace seperti Tokopedia, Shopee, dll.

Terima Kasih 😄😘👌👍 :)

Wassalammu‘alaikum wr. wb.