Sensor TechnologiesPressure dan Atmospheric Pressure Sensor

12/04/2018

1

Dennis Christie - Universitas Gunadarma

Apa itu Barometer?

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

2

Bagian 1

Diskusi Singkat!

Menurut pendapatmu, mana dari variabel dibawah ini yang paling mempengaruhi tekanan?

a) Gayab) Luas Permukaanc) Temperaturd) Ketinggian

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

3

Diskusi Singkat!

Menurut pendapatmu, mana dari variabel dibawah ini yang paling mempengaruhi tekanan?

a) Gayab) Luas Permukaanc) Temperaturd) Ketinggian

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

4

Sejarah Barometer

• Alam takut terhadap ruang kosong!

• Ruang vakum murni tidak akan pernah bisa diciptakan karena materi sekitar akan dengan segera memenuhinya.

• Tidak bisa disalahkan juga, karena sepertinya sesuai dengan kehidupan sehari-hari

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

5

Aristoteles

Sejarah Barometer

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

6

Sejarah Barometer

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

7

Sejarah Barometer

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

8

Sejarah Barometer

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

9

Sejarah Barometer

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

10

Sejarah Barometer

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

11

Atmospheric Pressure

• Sebuah gaya dimana udara disekitar kita mendesak ke segala arah.

• Udara memiliki massa, sehingga udara memberikan tekanan.• Udara memiliki massa jenis sekitar 1.225 kg/m3

• Berat dari udara di dalam atmosfer yang menciptakan tekanan atmosfer.• Udara yang lebih tinggi menekan udara yang lebih rendah• Sehingga tekanan udara di sea level jauh lebih tinggi dibanding di gunung.

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

12

Atmospheric Pressure

• Satuan tekanan udara?• Atmosphere• Pascal• Bar• Psi (Pound-force per square inch, a retarted unit)

• 1 KPa = 0.01 bar = 0.145 Psi

• Tekanan udara di atas permukaan laut?• 1 Atm• 101,325 Pascal

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

13

Atmospheric Pressure

Tekanan udara di ketinggian 3810 m hanya setengahnya dari tekanan udara dari permukaan laut.

• Setengah dari dari massa seluruh atmosfer kita hanya berada dibawah 3810 meter.

• Untuk perbandingan saja, ketinggian atmosfer bumi (dari Troposphere sampai Thermosphere adalah 140,000 meter.

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

14

• Mengapa temperatur di masing-masing lapisan atmosfer kadang turun kadang naik?

• Temperatur juga bergantung pada property dari layer atmosfer.

• Kita hidup di troposfer dan sebagian besar panas berasal dari bumi.

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

15

Cara Kerja Sensor Tekanan

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

16

Bagian 2

MEMS Pressure Sensor

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

17

MEMS Pressure Sensor

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

18

MEMS Pressure Sensor

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

19

MEMS Atmospheric Pressure Sensor

• Sebenarnya tidak jauh berbeda, yang membedakannya ialah sensitifitas dari perubahan kapasitansi pada sensor.• Atmospheric pressure sensor jelas lebih sensitif

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

20

BMP180 BMP085 Adafruit

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

21

Terdapat lubang agar tekanan didalam IC equalize dengan luar

Contoh Penggunaan BMP180

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

22

Tekanan dan Ketinggian?

• Tentu ada keterkaitan antara tekanan dan ketinggian.

• Atmospheric pressure sensor dapat digunakan untuk mengukur ketinggian sebuah sistem relatif terhadap poin tertentu dalam permukaan bumi• Relatif terhadap permukaan laut.• Relatif terhadap ketinggian tanah dimana sistem berada.

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

23

Pengukuran Ketinggian

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

24

Bagian 3

Mengukur Ketinggian

𝑃ℎ = 𝑃0𝑒−𝑀𝑔ℎ𝑘𝑇

Dimana

• 𝑃ℎ = Tekanan saat ini

• 𝑃0 = Tekanan di permukaan laut

• 𝑀 = Massa molar udara (0.0289 kg/mol)

• 𝑔 = Percepatan gravitasi (9.80 m/

• ℎ = Ketinggan terhadap permukaan laut

• 𝑘 = Konstanta Boltzmann (8.314 J/mol/K)

• 𝑇 = Temperatur (Kelvin)

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

25

Mengukur Ketinggian• derivasi pengukuran ketinggian

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

26

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

27

ℎ =𝑅

𝑔𝑇 ln

𝑝0𝑝

Dimana:

𝑅 = 𝑘/𝑀 = 287.05 J/Kg K

𝑇 = Temperatur rerata pada layer 𝑝0 dan 𝑝

Contoh Implementasi

12/04/2018 Dennis Christie - Universitas Gunadarma

28