sensor kapasitif
Post on 14-Jun-2015
1.870 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
PLATOGEOSAINS | Sensor Kapasitif 1
SENSOR KAPASITIF©
© L. K. Baxter
Zainal Abidin1)
1) Divisi Sistem Mikrokontroler, PLATOGEOSAINS Meteorologi, FITB – ITB – Indonesia
Jum’at, 4 Desember 2009
Sensor kapasitif dapat mengindera langsung berbagai hal, seperti: gerakan, komposisi
kimia dan medan listrik. Sensor kapasitif juga dapat mengindera berbagai variabel yang
dikonversi terlebih dahulu menjadi konstanta gerak ataupun dielektrik, seperti: tekanan,
percepatan, tinggi dan komposisi fluida.
Sensor kapasitif menggunakan elektroda konduktif dengan dielektrik. Rangkaian detektor
hanya membutuhkan tegangan (listrik) 5 Volt yang akan mengubah variasi kapasitansi menjadi
variasi voltase, frekuensi atau lebar pulsa. Sensor kapasitif menjangkau hampir di seluruh
kehidupan masyarakat, diantaranya adalah:
• Detektor gerakan yang dapat mendeteksi perpindahan hingga 10-14 m. Detektor ini stabil,
memiliki respon cepat dan tahan terhadap berbagai kondisi lingkungan ekstrim. Sensor
kapasitif dengan elektroda besar dapat mendeteksi dan mengukur kecepatan sebuah
automobile (kendaraan).
• Teknologi kapasitif menggantikan peran piezoresistance pada implementasi silikon dari
akselerometer dan sensor tekanan. Aplikasi inovatif seperti detektor sidik jari dan infra-
merah muncul pada silikon dengan dimensi sensor ber-orde mikro serta kapasitansi
elektroda 10 fF dengan resolusi hingga 5 aF (10-18 F).
• Sensor kapasitif di kilang minyak dapat mengukur persentase air dalam minyak.
Kelembaban gandum di lumbung juga dapat diukur menggunakan sensor kapasitif.
• Saklar sentuh untuk meredupkan lampu di rumah menjadi lebih efektif dan ekonomis
jika menggunakan sensor kapasitif. Sensor kapasitif membantu teknisi rumah dalam
menyelesaikan pekerjaannya, seperti: wall stud sensor dan digital construction level.
PLATOGEOSAINS | Sensor Kapasitif 2
• Komputer laptop menggunakan sensor kapasitif sebagai pengendali cursor dua dimensi.
Selain itu, sensor kapasitif transparan digunakan sebagai monitor komputer di kios retail
(pengecer).
• Flow – Berbagai flow meter mengkonversi tekanan atau perpindahan menggunakan
sebuah lubang untuk volume flow atau efek gaya Coriolis untuk mass flow. Sensor
kapasitif kemudian mengukur perpindahannya.
• Tekanan – Sebuah diafragma dengan defleksi stabil dapat mengukur tekanan dengan
detektor yang sensitif terhadap jarak.
• Tinggi fluida – Detektor tinggi fluida kapasitif mengindera tinggi fluida di reservoir
(tandon, kolam air) dengan mengukur perubahan kapasitansi diantara pelat konduktif
yang terbenam dalam air. Detektor tinggi fluida kapasitif juga dapat dipasang di luar
tangki non-konduktif.
• Spasi – Jika objek logam dekat dengan elektroda kapasitor, kapasitansi mutual
merupakan pengukur spasi yang sangat sensitif.
• Sensor pemindai (scan) multi-pelat – Pengukuran spasi pelat tunggal dapat
dikembangkan menjadi pengukuran kontur menggunakan multi-pelat. Baik permukaan
konduktif maupun dielektrik dapat diukur menggunakan sensor ini.
• Pengukuran ketebalan – Dua pelat yang mengapit sebuah insulator digunakan untuk
mengukur ketebalan insulator jika konstanta dielektriknya diketahui atau mengukur
konstanta dielektrik jika ketebalan insulator diketahui.
• Detektor es – Pembekuan (icing) sayap pesawat terbang dapat dideteksi menggunakan
potongan (strip) logam terisolasi yang dipasang pada sisi sayap utama.
• Posisi linier atau sudut batang (shaft) – Sensor kapasitif dapat mengukur sudut atau
posisi dengan skema multi-pelat yang memberikan akurasi tinggi dengan keluaran
digital, atau dengan sebuah keluaran analog yang menyebabkan akurasi lebih rendah
tetapi memiliki respon cepat dan rangkaian yang lebih sederhana.
• Saklar lampu redup (dimmer) – Lampu dim soft-touch pelat logam standar
menggunakan frekuensi 60 Hz dan dapat mengindera kapasitansi tubuh manusia.
• Keyswitch – Keyswitch kapasitif menggunakan efek shielding dari jari terdekat atau
menggunakan plunger (pompa) konduktif yang bergerak untuk menginterupsi coupling
diantara dua buah pelat kecil.
PLATOGEOSAINS | Sensor Kapasitif 3
• Limit switch – Limit switch dapat mendeteksi proksimitas (kedekatan) komponen
(mesin) logam yang sebanding dengan peningkatan kapasitansi. Limit switch juga dapat
medeteksi proksimitas komponen plastik berdasarkan peningkatan konstanta
dielektriknya di udara.
• Tablet X-Y – Tablet input grafik kapasitif dengan berbagai ukuran dapat menggantikan
mouse komputer, yaitu sebagai devais input koordinat x-y. Misalnya: finger-touch-
sensitive, z-axis-sensitive dan devais stylus-activated.
• Akselerometer – Analog Devices telah memperkenalkan IC akselerometer dengan
sensitivitas hingga 1.5 gram yang dapat berfungsi sebagai tiltmeter.
Menurut sebuah referensi, sensor kapasitif ditemukan di Nature, 1907. Sensor kapasitif
merupakan teknologi murah dengan rangkaian pengkondisi sinyal yang sederhana tapi memiliki
kestabilan. Sensor kapasitif tidak memerlukan penyesuaian terhadap offset dan gain.
Kelembaban merupakan permasalahan klasik pada berbagai tipe sensor (terutama sensor resistif),
tetapi hal ini dapat dipecahkan dengan menggunakan sensor kapasitif. Konstanta dielektrik udara
yang lembab hanya beberapa ppm (part per million) lebih tinggi dari udara kering.
top related