8/6/2019 8-penderia

1/28

UNIT 17

PENDERIA / SENSOR

8/6/2019 8-penderia

2/28

PENGENALAN

Alat menukar satu bentuk tenaga/isyarat kepada

satu bentuk tenaga/isyarat yang lain.

Contoh: Tukar dari tenaga/isyarat tekanan kpd

tenaga elektrik.

Jenis-jenis penderia: jenis cahaya, suhu, tekanan

dan bunyi.

Tekanan penderia elektrik

Tekanan piezoelektrik elektrik

Elektrik motor pusingan sudut

8/6/2019 8-penderia

3/28

Sambungan

2 jenis

1. Penderia aktif - tidak perlu

sumber tenaga luaruntuk berkendali.

2. Penderia pasif - perlu sumber

tenaga dari luar untukberkendali

8/6/2019 8-penderia

4/28

1. Cahaya Light

1. LDR (Light DependentResistor)

kendaliannya bergantungkepada gelombang cahaya.

dianggap perintang di manadikawal oleh keamatancahaya.

Bila keamatan cahaya tinggirintangan - rendah.

Bila keamatan cahaya rendahrintangan adalah tinggi.

8/6/2019 8-penderia

5/28

8/6/2019 8-penderia

6/28

Sambungan

Lampu boleh dipasang dan dipadam secaraotomatik dengan menggunakan litar dari

Rajah 17.1.

Lampu

8/6/2019 8-penderia

7/28

Pada rajah 17.2 (sebelah), rintangangelap lebih tinggi dari R danrintangan cerah lebih rendah dari R.

Pada waktu malam, rintangan LDRlebih tinggi dari R, voltan tapak (B)transistor jadi +ve.

Seterusnya arus akan melalui kepemungut (C) transistor dan gegantitertutup seterusnya

lampu terpasang. Pada siang hari, rintangan LDR

menjadi rendah, voltan pada tapak(B) transistor jadi -ve.

Tiada arus mengalir melaluipemungut (C) transistor, maka

geganti akan terbuka &lampu terpadam.

8/6/2019 8-penderia

8/28

Photo Transistor

Lebih peka terhadapcahaya daripada jenisdiod.

Apabila kaki tapakterkena pancarancahaya, menghasilkanarus pada kaki tapak(Ib)dan kaki pemungut(Ic).

8/6/2019 8-penderia

9/28

Dari gambarajah 17.3a, bila

persimpangan Je dikenakan pincanghadapan dan simpang Jc dikenakanpincang balikan arus (Ib) adalahkecil dan transistor tidak dapatberfungsi.

Ttp bila cahaya dikena pd

transistor, pada simpang Jc,elektron dihasilkan denganbanyaknya.

Oleh itu, Ic mengalir dengan nilaiyang tinggi dan oenderia berfungsi.

Pertambahan Ic bergantung kepadakeamatan cahaya.

8/6/2019 8-penderia

10/28

Diod Foto Photodiode

Diod foto ialah sebuah

diod.

Permukaan katod disalutibahan-bahan seperti

cesium antimony atau

potasium oksida sangat

peka kepada cahaya.

8/6/2019 8-penderia

11/28

Sambungan

Bila pancaran cahaya dikenakan ke ataspermukaan katod, akan mengeluarkan elektrondan mengalirkan arus.

Arus mengalir diukur dgn ammetermenggunakan unit lumen iaitu unit untukcahaya.

Jenis kaca pada tiub menentukan kepekaan

penderia kepada panjang gelombang cahaya. Tiub kaca akan memotong sinaran pancaran

dalam julat ultra-violet.

8/6/2019 8-penderia

12/28

Lengkung ciri arus-voltan di rajah bawah, bila

voltan cukup dipasang antara anod dan

katod, arus mengalir bergantung kepada

jumlah cahaya dipancarkan.

8/6/2019 8-penderia

13/28

8/6/2019 8-penderia

14/28

2. Suhu Temperature1) PengandingSuhuThermocouple

Pasangan dawai disambung pada satu hujung (cantuman panas) danterbuka pada hujung satu lagi (cantuman sejuk).

Hujung terbuka dikekalkan pada satu nilai suhu yang tetap.

Bila terdapat perbezaan suhu di antara cantuman sejuk dan panas, dayagerak elektrik (d.g.e) terhasil dan menyebabkan arus mengalir dalam litar.

Arus berkadar terus dengan perbezaan suhu di antara cantuman panas dansejuk.

Magnitud d.g.e yang terhasil bergantung kepada logam dawai dan jugaperbezaan suhu antara cantuman panas dan cantuman sejuk.

Kesan termo-elektrik pada cantuman dikenali sebagai KesanSeeback.

meterbahan G

Tiub T

Cantuman panas

Cantuman sejuk

8/6/2019 8-penderia

15/28

Kerintangan( ;cm )

Suhu rC

Rajah 17.5c : Ciri rintangan suhu

8/6/2019 8-penderia

16/28

Pengesan Suhu Rintangan / RTD (Resistance

Temperature Detector)

Termistor - komponen separa pengalir dianggap perintangyang mempunyai angkali suhu rintangan negatif.

Rintangan berkurang apabila suhunya bertambah.

Rintangan termistor pada suhu bilik susut 6% untuk satu

darjah Centigrade kenaikan suhu. Kepekaan yang tinggi pada perubahan suhu ini membuat

termistor sangat sesuai untuk ukuran suhu dengan tepatsekali dan juga sebagai alat kawalan dan pemanasan.

Julat suhu antara 100rC hingga 300rC.

Termistor dibuat dari campuran bersinar logam oksida iaitumanganese, nikel, kobalt, tembaga, besi dan uranium.

Julat rintangan termistor adalah dari 0.5 ohm hingga 75Mohm dan didapati dalam berbagai bentuk dan saiz.

8/6/2019 8-penderia

17/28

3. Bunyi Sound

Ultrasonik Ultrasonic

- Penderiamengesan frekuensi bunyi.

- Guna satu pemancarkeluarkan satu

gelombangbunyi yangtelahdisetkan padasatu julattertentu.

- Pancarangelombangdikesanoleh satualat

penerima yangmanaberkeadaan positif

sekiranyaterdapat satugangguanatauhalanganbagi laluangelombangyang

diterimaolehalat penerimatersebut

8/6/2019 8-penderia

18/28

4. Tekanan Pressure

Strain Gauge (Tolok Terikan)

- Penderia pasif rintangan Strain Gauge

berubah bila daya mekanikal dikenakanke atasnya.

Terbahagi kepada dua jenis iaitu:

Jenis terikat (bounded) Jenis tidak terikat (unbounded)

8/6/2019 8-penderia

19/28

Strain Gauge jenis terikat terdiri daripada

satu kepingan logam nipis dan diperketatkan

pada satu bahan penyokong

Logam nipis

Bahan

penyokong

8/6/2019 8-penderia

20/28

Strain Gauge jenis tidak terikat terdiri

daripada satu dawai halus yang dibentukkan

pada penyokong-penyokongnya dan dikenalisebagai Wire Strain Gauge.

penyokong

Dawai

halus

8/6/2019 8-penderia

21/28

Prinsip kendalian

Bila Strain Gauge dikenakan tegasan dari luar,

rintangan dawai akan berubah disebabkan oleh

perubahan panjang dawai akibat dari

pemanjangan atau mampatan.

Perubahan rintangan pada Strain Gauge adalah

berkadaran dengan terikan pada bahan dandiukur mengunakan litar Tetimbang Wheatstone

8/6/2019 8-penderia

22/28

FAKTOR TOLOK, K = ( R / R( l / l

8/6/2019 8-penderia

23/28

Piezoelektrik Piezoelectric

bahanaktifmengeluarkan voltandanarus sendiri apabiladirangsangoleh satutenagayangberbentukfizikal.

Bahanyangbiasadigunakan ialah

kuartza. Walaubagaimana pun piezoelektrik

synthetic yangmengandungibahantitanate seramikadalahterdiri daripada serbuk-serbukhalus dibawahtekananyangmenjadikannya satubahanyang

mempunyai medan elektrikarusterus yangkuat.

Manakala piezoelektrikhablurdigunakan sebagai satucarauntukmengukurtenaga.

Tekanan masukan

keluaran

8/6/2019 8-penderia

24/28

Prinsip Kendalian

Bahan binaan piezoelektrik terdiri daripada bahan yangmenghasilkan cas-cas elektrik apabila terkena daya atautekanan. Beban hablur atau kristal mengeluarkan daya gerakelektrik.

Kristal ini diapit di antara tapak dan plet yang mengalamisejumlah daya bila tekanan dari bahagian atas kristal danianya akan tertekan dan mengeluarkan daya gerak elektrikpada punca keluaran 1 dan 2.

Pengeluaran daya gerak elektrik pada punca keluaran 1 dan 2adalah berkadar terus dengan kekuatan tekanan.

8/6/2019 8-penderia

25/28

Kegunaan

Mengukur perubahan tekanan, getaran dan

bunyi.

Sebagai meter pecutan frekuensi tinggi

Digunakan di dalam sistem penguat.

8/6/2019 8-penderia

26/28

5. Kelembapan Humidity

Humidity sensor atau penderia kelembapan

terbentuk daripada lapisan polimer

thermoset, elektrod platinum serta cip silicon

voltan bersepadu untuk keluaran isyarat.

Habuk, kotoran & minyak tidak akan memeberi kesan

kepada sensor

8/6/2019 8-penderia

27/28

8/6/2019 8-penderia

28/28