JUDUL

Sensor Fisika

Sensor tekanan(MPX4115)

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. TUJUAN

2. DAFTAR KOMPONEN

3. LANDASAN TEORI

4. PROSEDUR PERCOBAAN

5. RANGKAIAN DAN PRINSIP KERJA

6. VIDEO

7. LINK DOWNLOAD

1. TUJUAN [kembali]

a. Mengetahui apa itu MPX4115 and Application
b. Mengetahui rangkaian dari MPX4115 and Application
c. Mengetahui fungsi dari MPX4115 and Application

2. DAFTAR KOMPONEN [kembali]

1.Sensor MPX4115

Gambar 1. MPX4115

2.OP-AMP CA3140

Gambar 2.OP-AMP CA3140

3.Resistor

Gambar 3. Resistor
  

4.VCC 5 volt

Gambar 4.VCC

5.GROUND
 

Gambar 5.Ground

3. LANDASAN TEORI [kembali]

Sensor Tekanan diciptakan untuk mengukur tekanan suatu zat yang memiliki tekanan sangat kecil sehingga sulit untuk diukur apabila menggunakan alat pengukur biasa. Dalam pelajaran Science, kita mengenal adanya alat pengukur untuk suatu benda. Seperti contoh thermometer sebagai alat untuk mengukur suhu, anemometer untuk mengukur kecepatan angin dan speedometer untuk mengukur kecepatan suatu benda. Tekanan yang dilambangkan dalam huruf (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya, yang dilamabangkan dengan (F) persatuan luas, yang dilambangkan dengan (A). Satuan tekanan sering digunakan untuk menguk kekuatan atau tekanan dari unsur zat yaitu berupa cairan dan gas. Fungsi dari sensor tekanan sebenarnya adalah untuk mengubah tekanan menjadi induktasi.

Konstruksi sensor tekanan:

Perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga mengakibatkan perubahan induksi magnetik pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT (center tap), dengan demikian apabila inti mengalami pergeseran maka induktansi pada salah satu kumparan bertambah sementara induktansi pada kumparan yang lain berkurang. Kemudian pengubah sinyal berfungsi untuk mengubah induktansi magnetik yang timbul pada kumparan menjadi tegangan yang sebanding.

Pemanfaatan sensor tekanan: mengukur tinggi suatu cairan.

Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan dengan 


rumus :

P = d.g.h

Keterangan:

P = tekanan statis (pascal)

D = kepadatan cairan ( kg/m3)

G = konstanta gravitasi (9,81 m/s2)

H = tinggi cairan (m)

Jenis sensor tekanan yang lain adalah tabung Bourdon. 
SENSOR MPX4115

        Sensor tekanan mempunyai prinsip kerja yang sedikit rumit. Pertama, perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga menyebabkan perubahan induksi magnetic pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT ( center tap). Dengan demikian, apabla inti mengalami pergeseran, maka induktasi pada salah satu kumparan bertambah, namun menyebabkan kumparan yang lain berkurang. Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan dengan rumus (P = d.g.h). Untuk keterangannya, (p) adalah tekanan statis (pascal) sementara (D) adalah kepadatan cairan (km/m3), lalu (G) adalah konstanta gravitasi ( 9,81 m/s2) dan (H) adalah tinggi cairan (M). 

        Prinsip kerja dari sensor tekanan itu sendiri adalah mengubah tegangan mekanik menjadi listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan pada kawat itu sendiri menyebabkan kawat menjadi bengkok. Sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah ketahananya. Ada beberapa fungsi lain dari sensor tekanan. Applikasi sensor tekanan adalah sebagai pemantau cuaca yang sering berubah-ubah. Digunakan dipesawat terbang untuk mengukur tekanan angina yang berada didalam band pesawat terbang, lalu yang terakhir adalah pengukur tekanan udara pada ruangan tertutup. Tiga fungsi ini adalah fungsi umum dari sendor tekanan yang sering ditemui oleh masyarakat namun masyarakat belum mengetahui cara kerja dari pengukur tekanan tersebut.

Grafik Tegangan output sensor MPX4115

 CA3140

CA3140 adalah penguat operasional sirkuit terpadu yang menggabungkan kelebihan dari PMOS transistor tegangan tinggi dengan tegangan tinggi transistor bipolar pada sebuah chip monolithic.

Absolute Maximum Ratings

DC Supply Voltage (Between V+ and V- Terminals) . .... . . .. . . . . . . . . . 36V
Differential Mode Input Voltage . . . . . . . . . .... .. . . . .. . . .. .. . . . . . . . . . . 8V
DC Input Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . ... .. . .. . . . (V+ +8V) To (V- -0.5V)
Input Terminal Current. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... ... . . . . . . . . . . . 1mA
Output Short Circuit Duration∞ (Note 2) . . . . . .. . ... .. ... . . . . . . . . Indefinite
Temperature Range. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . ... .. . . . -55oC to 125oC
Maximum Junction Temperature (Plastic Package) . .... . . .. . .. . . . . . . 150oC
Maximum Storage Temperature Range . . . . . .. ... . ... . .. .. . -65oC to 150oC
Maximum Lead Temperature (Soldering 10s) . . . . ... . . .. . . .... . . . . . 300oC

RESISTOR

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika

GROUND

 Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembali nya arus listrik arus searah atau titik kembali nya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.

4. PROSEDUR PERCOBAAN [kembali]

power supply ON, maka rangkaian pendeteksi tekanan Sensor MPX 4115  mendapat tegangan. Output dari sensor tekanan berupa sinyal listrik yang masih lemah untuk menguatkannya maka digunakan rangkaian penguat yang menggunakan ic op-amp tipe CA3140 disini IC dikonfigurasikan sebagai penguat non inferting. Penguat non inferting akan menghasilkan sinyal output yang sefasa dengan singyal input.

5. RANGKAIAN DAN PRINSIP KERJA [kembali]

 Prinsip Kerja:

     Ketika power supply ON, maka rangkaian pendeteksi tekanan Sensor MPX 4115  mendapat tegangan. Output dari sensor tekanan berupa sinyal listrik yang masih lemah untuk menguatkannya maka digunakan rangkaian penguat yang menggunakan ic op-amp tipe CA3140 disini IC dikonfigurasikan sebagai penguat non inferting. Penguat non inferting akan menghasilkan sinyal output yang sefasa dengan singyal input. Besar nilai output adalah AV (penguatan teg dari rangkai penguat itu sendiri)* teg input. Ciri penguat non inverting adalah inputnya menggunakan pin + (positif), sedangkan input inverting akan dihub pada rangkaian unterresistor yang akan membentuk besarnya penguatan rangkaian non inverting atau besarnya penguatan penguat non inverting.

             Rfedback = 100 kohm yang bisa diatur atur.

Rinput      = 10 kohm berupa nilai resistansi yang tetap.

Sehingga besarnya penguatan bisa diatur atur yang akan mengubah juga besarnya siyal output karena V output adalah AV *Vin

6. VIDEO [kembali]

7. LINK DOWNLOAD [kembali]

Download video simulasi disini

Download rangkaian disini

Download data sheet disini