Praktikum 7: Karakteristik Sensor Posisi Kapasitif

Nama File: Klas_PrakSensorTranduser_7(nama,nama,………..)

PRAKTIKUM 7: KARAKTERISTIK SENSOR POSISI KAPASITIF

I.     TUJUAN PRAKTIKUM

ü  Mengetahui prinsip kerja sensor kapasitif sebagai pengukur jarak.

ü  Memahami kakarakteristik sensor kapasitif.

ü  Memahami cara mengubah peerubahan besaran kapasitansi menjadi tegangan

II.  DASAR TEORI

Sensor kapasitif merupakan sensor elektronika yang bekerja berdasarkan konsep kapasitif. Sensor ini bekerja berdasarkan perubahan muatan energi listrik yang dapat disimpan oleh sensor atau perubahan reaktansi kapasitif dari dua lempeng logan yang berdekatan. Perubahan ini disebabkan akibat perubahan jarak lempeng, perubahan luas penampang atau perubahan volume dielektrikum sensor kapasitif tersebut. Satu contoh perlakuan sebagai sensor kapasitif yaitu misalnya luas permukaan dan dielektrik dijaga konstan, maka perubahan nilai kapasitansi ditentukan oleh jarak antara kedua lempeng logam. Jika luas permukaan dan jarak kedua lempeng logam dijaga konstan dan suatu cairan digunakan sebagai bahan dielektrik makan perubahan kapasitansi ditentukan oleh volume atau ketinggian cairan yang digunakan sebagai bahan dielektrik. Jika jarak dan dielektrik dijaga konstan, maka perubahan kapasitansi ditentukan oleh luas permukaan kedua lempeng logam yang saling berdekatan.

 Gambar 1 prinsip Kerja Kapasitor

Kontruksi sensor kapasitif ditunjukkan seperti pada gambar 1,  berupa dua buah lempeng logam yang diletakkan sejajar dan saling berhadapan, ditengahnya dipisahkan dengan bahan dielektrik (bisa juga udara). Nilai kapasitansi yang ditimbulkan berbading lurus dengan luas permukaan lempeng logam, berbanding terbalik dengan jarak antara kedua lempeng dan berbading lurus dengan zat antara kedua lempeng tersebut (dielektrik), atau secara matematis dapat ditulis sebagai berikut:

C = Ɛ_oƐ_r (A/d)

Keterangan :

Ɛ_o : permitivitas ruang hampa (8,85.10-12 F/m)

Ɛ_r : permitivitas relatif (udara = 1)

A : luas plat/lempeng dalam m2

d : jarak antara plat /lempeng dalam m

Aplikasi Sensor Kapasitif : 

Beberapa aplikasi yang dapat dibuat dengan sensor kapasitif diantaranya adalah :

• Sensor Tekanan : menggunakan sebuah membran yang dapat merenggang sehingga tekanan       dapat dideteksi.
• Sensor Berat dan jarak : menggunakan perubahan nilai kapasitansi diantara kedua plat yang jarak kedua plat berubah sesuai beban berat yang diterima.
• Ketinggian cairan : menggunakan perubahan nilai kapasitansi antara kedua plat yang yang dicelupkan pada cairan sehingga terjadi perubahan bahan dielektrik .

 Gambar 2. Modul Sensor Kapasitif

I.         PROSEDUR PERCOBAAN

1.        Alat dan Bahan

- Modul Sensor Kapasitif

- Voltmeter

- Function Generator

- Protoboard

- Kabel

- Oscilloscope

2.        Mengukur Jarak Menggunakan Sensor Kapasitif

Prosedur Kerja:

a)      Buatlah rangkaian seperti pada gambar 3a

b)     Atur Function Generator pada posisi: Gelombang sinus dengan frekusensi 100 kHz, dan amplitudo 5 volt puncak ke puncak, pastikan hasil pengaturan dengan mengamati bentuk gelombang menggunakan oscilloscope.

c)    Atur posisi lempeng kapasitor dengan jarak terdekat (misalnya 0,5 mm tapi tidak saling menyentuh)

d)   Tampilkan gambar tegangan masukan (dari Fuction Generator) dan keluaran menggunakan oscilloscope dual trace. Ambil gambar pada tampilan oscilloscope menggunakan kamera.

e)      Ulangi percobaan poin d dengan jarak: 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm, 2,5 mm

f)      Ulangi semua langkah di atas tapi terlebih dahulu menyisipkan keertas di di dalam sensor seperti ditunjukkan pada gambar 3b.

 Gambar 3. Mengubah Besaran Kapasitif Menjadi Tegangan

I.         PEMBAHASAN

1.    Hitung nilai kapasitornya pada berbagai jarak sesuai data

2.    Analisa data yang diperoleh tentang jarak dan perubahan tegangan keluaran

3.    Analisa data yang diperoleh tentang kesalahan hasil pengukuran.

II.     KESIMPULAN

1.    Simpulkan hasil analisis yang telah diperoleh tentang jarak perubahan tegangan keluaran.

2.    Simpulkan  tentang kesalahan hasil pengukuran.

VI.  DAFTAR PUSTAKA

1. Silahkan diisi   ??????
2. ??????
3. ??????
4. ??????
5. ??????