Acuan Gambar
Untuk mengetahui berapa beban dari benda tersebut maka dibuatlah rangkaian ini.
1. Tujuan;[kembali]
-Mengetahui dan memahami sensor Strain Gauge
-Mampu menjelaskan prinsip kerja sensor Strain Gauge
-Mampu mengaplikasikan sensor Strain gauge pada rangkaian 2. Alat dan Bahan;[kembali]
A. Alat- Baterai
Baterai digunakan pada rangkaian ini berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menjalankan rangkaian. - Alternator
Alternator pada rangkaian sebagai gambaran dari listrik AC dari pusat penyedia listrik.
B. Bahan
- Resistor 220 ohm
Spesifikasi :Resistance (Ohms) : 220 V
Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W
Tolerance : ± 5%
Packaging : Bulk
Composition : Carbon Film
Temperature Coefficient : 350ppm/°C
Lead Free Status : Lead Free
RoHS Status : RoHs Complient
- LED
Spesifikasi :
* Superior weather resistance
* 5mm Round Standard Directivity
* UV Resistant Eproxy
* Forward Current (IF): 30mA
* Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
* Reverse Voltage: 5V
* Operating Temperature: -30℃ to +85℃
* Storage Temperature: -40℃ to +100℃
* Luminous Intensity: 20mcd
Konfigurasi Pin :
* Pin 1 : Positive terminal of LED
* Pin 2 : Negative terminal of LED
- Load Cell
Load cell merupakan sensor gaya yang sering digunakan untuk mengukur berat. Load cell tersusun dari satu atau lebih strain gauge yang ditempelkan pada batang berbahan logam yang berbentuk cincin, dimana strain gauge digunakan sebagai patokan perubahan pada load cell.
- Relay
Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay disebut sebagai komponen electromechanical karena terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak saklar atau mekanikal.Komponen relay menggunakan prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang memiliki tegangan lebih tinggi.
3. Dasar Teori;[kembali}
Strain gauge merupakan sensor yang dapat mendeteksi tekanan dan gaya. Strain gauge terdiri dari selembar kertas foil logam tipis, yang dibentuk sedemikian rupa menjadi benang-benang yang sangat halus. Kertas foil ini terbungkus seluruhnya oleh lapisan film plastik.
 |
| gambarstruktur strain gauge |
Perubahan tekanan yang dideteksi Strain gauge akan menyebabkan perubahan resistansinya. Strain gauge dipasangkan pada objek yang akan diberi tekanan mekanik. Ketika objek terkena tekanan, kertas foil mengalami hal yang sama sehingga benang-benangnya akan tertarik memanjang. Ketika hal ini terjadi, benang-benang tersebut menjadi lebih panjang dan tipis sehingga tahanan listriknya bertambah. Perubahan nilai tahanan ini sangat kecil, sehingga diperlukan rangkaian khusus untuk mengukurnya.
Dimana R dapat dicari dengan rumus:
Keterangan:
GF : Gauge Faktor
ΔR : Perubahan resistansi karena pergangan
R : Resistansi tanpa peregangan
ϵ : regangan (strain)
L : panjang bahan
A : luas permukaan bahan
𝘱 : hambat jenis bahan
Jika panjang (l) suatu bahan berubah maka resitansi bahan tersebut akan berubah, begitu pula jika luas permukaan (A) yang dilalui arus listriknya berubah.Sensor strain gauge umumnya diaplikasikan pada jembatan whetston dan jembatan penimbangan kendaraan. Pada jembatan Wheatstone persamaan sederhana tegangan pada kabel AB jika jembatan Wheatstone tidak seimbang adalah sebagai berikut:
 |
| gambar 9. aplikasi strain gauge pada jembatan wheatstone |
Karakteristik
-Memiliki sensitivitas yang cukup tinggi.grafik perubahan resistansi sensor terhadap pembebanan
 |
| gambar 10. grafik resistansi terhadap beban |
-Memiliki ketelitian ± 1µm/m dalam range strain ±10%
-Output selama periode pembacaan relatif tidak bergantung kepada temperature dan parameter lainya
-Strain gauge dan peralatan pendukungnya rendah biaya dan dapat dipakai secara luas.
-Sistem Strain gauge mudah diinstal dan dioperasikan4. Percobaan;[kembali}
A. Prosedur Percobaan
1. Siapkan Alat dan Bahan yang akan digunakan dengan memilih dan mengambil dari library proteus.
2. Letakkan semua alat dan bahan yang telah diambil ke dalam rangkaian
3. Hubungkan rangkaian tersebut dengan benar
4. Jika telah dihubungkan dengan baik dan benar cobalah rangkaian tersebut
5. Apabila berhasil maka lampu akan menyala
B. Rangkaian
Gambar rangkaian ketika beban dalam batas toleransi
Gambar rangkaian ketika beban diluar batas toleransi
Pada simulasi ini, strain gauge diganti dengan load cell. Hal ini dilakukan karena tidak tersedianya strain gauge pada library proteus.Prinsip kerja strain gauge adalah jika diberikan tekanan dari sebuah benda, maka foil atau kawat akan terdeformasi, dan tahanan listriknya akan berubah. Prinsip kerja load cell adalah selama proses penimbangan akan menimbulkan reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan gaya secara elastis. Gaya yang ditimbulkan oleh regangan ini dikonversi ke dalam sinyal elektrik oleh strain gauge (pengukur regangan) yang terpasang pada load cell. Sinyal elektrik berupa tegangan yang dihasilkan strain gauge sangat kecil sehingga dibutuhkan rangkaian penguat sinyal dengan menggunakan operator amplifier.
Saat tekanan atau beban yang diberikan berada dalam batas ukur, maka tegangan yang dihasilkan oleh strain gauge pada load cell lebih kecil (Vo<4.5 mV). Tegangan ini akan diperkuat menjadi 1000 kali oleh rangkaian operator amplifier (Vo<4.5 V). Tegangan keluaran dari operator amplifier akan diteruskan menuju relay, karena tegangan tersebut tidak memenuhi tegangan minimum untuk mengaktifkan relay maka lampu tidak menyala karena tidak terhubung dengan alternator
Saat tekanan atau beban yang diberikan berada luar batas ukur, maka tegangan yang dihasilkan oleh strain gauge pada load cell lebih besar(Vo>=4.5 mV). Tegangan ini akan diperkuat menjadi 1000 kali oleh rangkaian operator ampilifier (Vo>=4.5 V). Tegangan keluaran dari operator amplifier akan diteruskan menuju relay, karena tegangan tersebut memenuhi tegangan minimum untuk mengaktifkan relay maka lampu akan menyala karena terhubung dengan alternator.
