Upload
joko-sukariono
View
26
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
VEHICLE CONTROL SYSTEM
ENGINE CONTROL SYSTEM
Sensor dan Pengolahan Sinyal
I. Pendahuluan
Dalam system control otomotif Sensor memegang peranan yang penting, yang mana
tugasnya memberikan informasi ke Kontrol Unit sebagai masukan yang selanjutnya diproses
menjadi suatu kondisi yang harus dilakukan oleh Aktor (Aktuator). Apapun yang
diinformasikan oleh sensor sangat menentukan bagi proses control baik secara open loop
maupun closed loop.
AKTOR ( Unit Aktuator )
Sensor mengkonversikan suatu kwantitas masukan berupa phisik atau bahan kimia
(pada umumnya non-elektrik) ke dalam suatu kwantitas keluaran elektrik.
Sensor
Keluaran Sinyal Elektrik
Fisik/ Kimia Kwantitas (non electric)
Gangguan-gangguan (temperature, tegangan
tidak setabil,)
Gangguan-gangguan yang dialami oleh sensor perlu diperhitungkan supaya tidak
mempengaruhi sinyal keluaran dari sensor. Oleh sebab itu perlu adanya pengolahan sinyal
(pengkondisian sinyal) sebelum sinyal tersebut digunakan oleh kontrol unit.
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
1-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Sensor-sensor pada kendaraan (automotive)
Jenis dan Karakteristik Kurva Sensor
Continuous linear: Aplikasi control dengan cakupan yang luas, pengolahan sinyalnya tidak rumit.
Continuous non-linear : Dalam closed-loop control untuk variable yang diukur di dalam batas ukur yang sempit.
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
2-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Discontinuous multi-stage : monitoring suatu aplikasi di mana suatu isyarat tepat pada waktunya diperlukan ketika suatu batas nilai dicapai.
Discontinuous Dual-stage : Monitoring koreksi ambang untuk penyesuaian berikutnya atau sesegera mungkin.
Type Output Sinyal
Output sinyal analog :
Arus/ tegangan, amplitudo Frekuensi/ periode Durasi pulsa/ pulsa duty factor
Discrete output signal :
Dual step (binary coded) Multi step (analog kode) Multi step (digital kode)
Contoh Keluaran sinyal :
Keterangan :
a. U = Sinyal output f = Frekuensi t = waktu
b. U = Sinyal output TP = Pulsa duration t = waktu
Tingkatan sensor :
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
3-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Keterangan :
SE : Sensor
SA : Sinyal conditioning (analog)
A/D : Analog to Digital Converter
SG : ECU
MC : Microcomputer
Sensor dari pengolahannya dapat kita bedakan jadi 4 tingkat :
1. Conventional : tingkat paling rendah, dia hanya berupa sensor.
2. 1st Integration level : level pertama sudah dilengkapi pengolah sinyal (sinyal analog).
3. 2nd Integration level : level kedua sinyal yang keluar sudah bentuk digital.
4. 3rd Integration level : level paling tinggi tergolong Intelegent Sensor.
Keuntungan Intelegent Sensor :
1. Mengurangi beban pada ECU
2. Flexsibel, memungkinkan komunikasi jaringan BUS (komunikasi serial).
3. Dapat digunakan banyak ECU (pengiritan sensor)
4. Mengurangi eror pengiriman sinyal.
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
4-36 6 5 1 5 0 5 0 5
II. Macam Macam Sensor pada Automobil
A. Sensor Temperatur
Sensor temperature mengunakan bahan Thermistor, merupakan bahan Solid-state variable
resistor terbuat dari semiconductor. NTC (Negative Temperature Coefficient) adalah
Thermistor yang nilai tahananya berkurang bila temperatur naik (Nilai tahanan berbanding
terbalik terhadap Temperatur).
Gambar NTC Resistor (Thermistor)
Pada 0C mempunyai tahanan 5 K, dan pada temperatur 80C tahanan 250 . Bila kita grafikkan akan terlihat seperti grafik dibawah.
Gambar Grafik hubungan temperatur dengan tahanan
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
5-36 6 5 1 5 0 5 0 5
1. Engine Coolant Temperature (ECT)
- Bahan : Thermistor NTC.
- Fungsi : Mendeteksi suhu air pendingin (engine) untuk :
1. Mengatur campuran bahan bakar
2. System start dingin
3. Mengatur saat (derajat) pengapian
4. Mengatur putaran idel dingin
- Posisi pada kendaraan : Pada mesin (air pendingin), setiap kendaraan beda.
- Temperatur kerja : 40C s/d +130C
Gambar Sensor Temperatur engine
Circuit ECT
Cara kerja :
ECT dihubungkan seri dengan tahanan dan
diberi tegangan 5 V. Bila tahanan pada
ECT berubah (karena temperatur) maka
tegangan yang ke ECU juga berubah.
Tegangan kerja 4,5 s/d 0,2 Volt. Dari
dingin ke panas.
Kesimpulan :
- Temperatur dingin = tahanan besar = tegangan besar
- Klasifikasi sensor = Sensor Conventional
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
6-36 6 5 1 5 0 5 0 5
2. Intake Air Temperature (IAT) Sensor
- Bahan : Thermistor NTC.
- Fungsi : Mendeteksi suhu udara masuk (intake).
- Posisi pada kendaraan : - Pada saluran udara masuk (intake manifolt).
- Pada Sensor Udara Masuk (Air Flow Sensor)
- Temperatur kerja : 40C s/d +120C
Gambar Intake Air Temperature (IAT) Sensor
Circuit IAT
Cara kerja :
IAT dihubungkan seri dengan tahanan
dan diberi tegangan 5 V. Bila tahanan
pada IAT berubah (karena temperatur),
tegangan sinyal akan mengalami
perubahan. Perubahan tegangan identik
dengan perubahan temperatur.
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
7-36 6 5 1 5 0 5 0 5
B. Throttle Position Sensor (TPS)
- Fungsi : Mengetahui posisi (derajat) pembukaan katup gas guna:
ndaraa
- Range kerja :
(0 % = 0,5 Volt ______ 100 % 4,7 Volt)
- Bahan : Tahanan Geser (Karbon Arang).
1. Air Fuel Ratio Corection
2. Decelerasi (Fuel cut off)
3. Beban maksimum (Full load)
- Posisi pada ke n : Pada ujung lain dari Katup Gas.
Dalam % pembukaan katup gas.
Type 3 Pin potensio
5 volt
3. Negatif ground
Gambar Lokasi sensor TPS
Keterangan :
1. Tegangan sumber
2. Tegangan sinyal
1
2
3
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
8-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Type 4 pin potensio
Keterangan :
5 volt
2. Tegangan sinyal 4. Negatif ground
1
2
1. Tegangan sumber
3. Sensor idel
Circuit TPS
g berasal dari perbandingan tahanan, sehingga mengeluarkan sinyal tegangan 0,5
Kesimpula
dengan bukaan katup gas
- Klasifikasi sensor = conventional
Kerja :
Tegangan 5 volt dari ECU sebagai sumber, bila katup gas dibuka akan membuat perbandingan
tegangan yan
s/d 4,7 Volt.
n :
- Sinyal berupa tegangan.
- Tegangan sinyal berbanding lurus
3
4
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
9-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
10-36 6 5 1 5 0 5 0 5
C. Air Flow Sensor (Sensor Udara Masuk)
- Bahan : Tahanan G
- Fungsi : Mengetah
- Posisi pada kendaraan : Pada saluran udara masuk (setelah filter udara).
1. Sensor Flap (impact pressure) Air Flow Sensor LMM.
eser (Karbon Arang).
ui Banyaknya (flow) udara masuk.
Gambar Lokasi sensor pada kendaraan
Gambar Nama bagian sensor
Keterangan :
1. Penyetel CO
2. Plat Sensor
3. Stoper
4. Plat Kompensasi
5. Ruang Kompensasi
6. IAT Sensor
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
11-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Cara Kerja :
ekan untuk membuka katup gas.
Udara diisap oleh motor jumlah udara yang
Pedal dit
mengalir diukur oleh pengukur jumlah udara.
asi
elektronika.
Volume bensin yang diinjeksikan diatur oleh
irkuit Air Flow Meter
Pengukur aliran udara memberikan inform
utama secara elektris ke unit pengontrol
unit pengontrol elektronika.
S
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
12-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Grafik n teg ngan engan hubunga a d bukaan plat sensor
Model Lama tegangan naik bila plat
sensor terangkat (Udara masuk)
Model Baru dimana tegangan menurun bila plat
sensor terangkat (Udara masuk)
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
13-36 6 5 1 5 0 5 0 5
2. Sensor Massa Udara (Kawat dan Film Panas).
: Kawat Panas (Platinum
- Fungsi 1. Cam2. Saat pengapian
- asuk (antara katup gas dan filter udara).
) Sensor Massa Udara (Kawat Panas) Tipe A
- Bahan ), Thermister, Metallic Film.
: Mengetahui Massa Udara yang masuk Untuk : puran bahan bakar
Lokasi pada kendaraan : Pada saluran udara m
Rangkaian Pengolah Sinyal
Keterangan :
QM = Mass Flow
UM = Tegangan Sinyal
RH = Tahanan Kawat Panas (Platinum)
RK = Resistor Kompensasi (IAT)
RM = Tahanan Ukur
R1,R2 = Tahanan Pelengkap
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
14-36 6 5 1 5 0 5 0 5
) Sensor Massa Udara (Kawat Panas) Tipe B
Bypass Udara masuk
IAT Sensor (Thermister)
Massa Udara
Kawat panas (Platinum)
5. Pengolah sinyal
Keterangan :
1.
2.
3.
4.
Rangkaian Pengolah Sinyal
Prinsip Kerja :
Kawat panas dijaga pada temperatur tetap dirangkai dengan termistor seperti gambar.
Suatu aliran udara akan menyebabkan kawat panas menjadi dingin, rangakian elektronik akan
empertahankan temperatur pada kawat panas tetap. Pada waktu yang bersaan rangkaian
elektronik mengukur arus yang mengalir ke kawat panas dan mengeluarkan sinyal tegangan
sebanding dengan aliran arus. Grafik tegangan dapat dilihat pada gambar diatas.
m
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
15-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Untuk menjaga performa dan kesetabilan sensor, maka sensor akan melakukan
pem an de anaskan sensor (temperatur 1000 C) beberapa saat setiap posisi OFF.
) Sensor Massa Udara (Film Panas)
bersihan diri dari deposit akibat pembakar ngan cara mem
K
3. Driver stage
4. Rangkaian Pengolah sinyal
5. Elemen Sensor (Metallic Film)
eterangan :
1. Pendingin
2. Pengatur Jarak
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
16-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Rangkaian Sensor Film Panas
Keterangan :
QM = Mass Flow
UM = Tegangan Sinyal
rus Pemanasan
H
RK = Resistor Kompensasi (IAT)
RS = Sensor Resistor
R1,R2,R3 = Tahanan pemhubung
I = AH R = Tahanan Kawat Panas (Platinum)
Keterangan :
A = Tampak Depan
B = Tampak Belakang
1 = Keramik
2 = Potongan keramik
RH = Tahanan Kawat Panas (Platinum)
RK = Resistor Kompensasi (IAT)
RS = Sensor Resistor
R1 = Tahanan penghubung
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
17-36 6 5 1 5 0 5 0 5
3. Karman Vortex.
-
-
-
Bahan : Photo Coupler (LED dan Photo Transistor).
Fungsi : Mengetahui Volume Udara masuk: 1. Campuran bahan bakar 2. Saat pengapian
Lokasi pada kendaraan : Pada saluran udara masuk (antara katup gas dan filter udara).
Kisi-kisi
onstruksi dan nama bagian
. Pembentuk pusaran udara 4. Penerima gelombang
. Plat penstabil pusaran udara 5. Pengolah Sinyal
. Bagian pemancar gelombang 6. Saluran By Pass
agian 1 & 2 berfungsi untuk membuat pusaran udara yang akan diukur melalui pemancar &
enerima gelombang frekuensi tinggi. Dengan sebuah pengolah sinyal , gelombang frekuensi
nggi pada bagian penerima diubah bentuknya menjadi impul tegangan yang diterima oleh
omputer.
Udara masuk Udara yang sudah diukur
Udara masuk By Pass
Pusaran udara
Ke komputer
K
1
2
3
B
p
ti
k
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
18-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Rangkaian Karman Vortex
Gambar Sinyal Karman Vortex
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
19-36 6 5 1 5 0 5 0 5
4. Manifold Absolute Pressure (MAP)
- Bahan
- Fungsi suk Untuk :
-
: Piezo Resistive.
: Mengetahui Tekanan Udara ma1. Campuran bahan bakar 2. Saat pengapian
Lokasi pada kendaraan : Pada saluran udara masuk (setelah katup gas).
Gambar : Lokasi Sensor
Nama Bagian Sensor
5 = Gelas Isolator 9 = Sirkuit rangkaian
Keterangan :
1,3 = Konektor
2 = Vacum referensi
4 = Silicon Chip Ukur
6 = Rumah Vacum
7 = Input Vacum (Intake Manifold)
8 = Silicon Chip
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
20-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Rangkaian Pengolah Sinyal
Uo = Tegangan sumber
UM = Tegangan sensor
A = Tegangan sinyal
Keterangan :
A = Unit MAP Sensor
B = Op-Amp
C = Rangkaian Kompensasi Temperatur
U
Cara Kerja MAP
Piezo Resistive adalah bahan yang nilai tahanan a perubahan bentuk.
Piezo resistive dibuat diafragma (Silicon chip) berfun i n antara ruangan
vacuu anifold.
Perbedaan tekanan antara ruang vacum dengan in erubahan
lengkungan pada membran silicon chip. Pengolah sinya n sinyal. MAP
engeluarkan tegangan paling tinggi ketika tekanan intake manipold adalah paling tinggi
sebaliknya m batan).
ny tergantung dari
gs sebagai membra
m (0,2 bar) sebagai referensi dan ruangan yang berhubung dengan intake m
take manifold berakibat p
l merubah menjadi teganga
sensor m
(kunci kontak ON mesin MATI, atau katup gas diinjak tiba-tiba/Accelerasi). Begitu pula
engeluarkan tegangan paling rendah jika terjadi decelerasi (perlam
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
21-36 6 5 1 5 0 5 0 5
D. Sensor Putaran.
1. Sensor Indu
- Bahan
- Fungsi
-
ktif pada Distributor
: Kumparan dan Magnet.
: 1. Sensor Putaran mesin
2. Sebagai tanda silinder 1 Posisi TOP.
3. Sebagai tanda saat pengapian
4. Sebagai tanda saat injeksi
Posisi pada kendaraan : Pada Distributor pengapian.
Keterangan : 1 = Rotor
y y Perubahan medan karena
2 = Stator 3 = Kumparan Induktif 4 = Plat Dudukan 5 = Busing Rotor 6 = Badan Stator 7 = Celah Udara 8 = Magnet Permanan 9 = Celah Dalam 10 = Plat Dudukan Tetap
Induksi terjadi karena :
Perubahan medan magnet yang terjadi pada inti
berputarnya rotor
1
2
3
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
22-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Bentuk osilogram sinyal induktif dari sensor
)Untuk system ka sinyal putaran
di poros engkol.
Sensor CKP dan CMP pada distributor yang pengajuan pengapiannya dengan mikrokontrol ma
(CKP) harus dilengkapi dengan sensor posisi silinder (CMP). Sinyal ada yang di distributor dan
Gambar : Sinyal CKP dan CMP
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
23-36 6 5 1 5 0 5 0 5
2. Sensor Induktif pada Poros Engkol
) Satu Sensor Induktif
Keterangan :
ermanen
ak
refesensi
1. Magnet P
2. Rumah sensor
3. Inti Besi lun
4. Kumparan
5. Roda gigi dengan
Gambar : Bentuk Sinyal Sensor Induktif
Keuntungan :
o Cukup satu sensor induktif o Satu sensor keluar 2 sinyal (Data RPM dan Posisi TOP)
erugian :
o Pengolahan Sinyal lebih rumit
K
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
24-36 6 5 1 5 0 5 0 5
) Dua Sensor Induktif (CKP dan CMP).
Keterangan :
or C
2. Sensor C
3. Magnet
4. Inti Bes
5. Kumpar
6. Rumah
7. Ton ola
8. Roda G
1. Sens KP
MP
Permanen
i Lunak
an
Poros Engkol
n segmen
aya
j
Sinyal CK
Gambar : Bentuk P dan CMP
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
25-36 6 5 1 5 0 5 0 5
3. Sensor Hall pada distributor
po
Effek Hall :
Bila lempeng hall (5) dialiri
inal 1,2), dan
kan medan magnet
nda panah), maka pada sisi
) akan ada beda
tensial disebut dengan effek
elektron (term
dijatuh
(ta
(3) dan (4
Hall (Sinyal hall).
Gambar : Effek Hall
Sensor Hall pada distributor
ll Prinsip Kerja Sensor IC-Ha
2. = Soft magnetik konduktor
U = Tegangan sumber
Keterangan :
1. = Sudu logam
3. = IC-hall
4 = Celah sensor
b = lebar sudu
S
U = Tagangan Sinyal O
Grafik tegangan sinyal
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
26-36 6 5 1 5 0 5 0 5
4. Sensor Photodioda
(LED dan Photodiode)
- Fungsi :
P.
pengapian
4. Sebagai tanda saat in
- stributor, pada po
- Bahan : Photo Coupler
1. Sensor Putaran mesin
2. Sebagai tanda silinder 1 Posisi TO
3. Sebagai tanda saat
jeksi
Posisi pada kendaraan : Pada Di ros cam.
Prinsip Kerja :
Terdapat L dan
Photodiode seb nsor
tersebut terdapa
sedemikian rupa. 4 celah sebagai sensor CKP,
dan 1 celah seb
Tegangan Sinyal Photodiode
ED sebagai pemancar
agi penerima, diantara se
t disc yang didesain
agai sensor CMP.
Jenis ini or
CKP dan 4 lubang untuk CMP, ada satu lubang
khusus ta
Dalam 1 pu
- CKP mengirimkan = 360 X sinyal 1 dan 0
- CMP mengirim = 4 X sinyal 1 dan 0
Dalam 1 Putaran poros engkol :
- CKP mengirim = 180 X sinyal
- CMP mengirim = 2 X sinyal
mempunyai 360 lubang sebagai sens
nda silinder 1.
taran sensor :
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
27-36 6 5 1 5 0 5 0 5
E. Sensor Knoking.
- Bahan : Piezoceramic.
- Fungsi : 1. Mengetahui terjadi knoking.
2. Sistem closed-loop pengapian.
3. Mendetaksi Octane bahan-bakar.
- Posisi pada kendaraan : Pada Blok silinder.
Keterangan : 1 = lement
2 = S
3 = R
4 = Baut pengencang
5 = P
6 = Konektor
7 = Blok Silinder
V = Getaran
Piezoceramic e
eismic mass
umah sensor
ermukaan kontak
P
),
akan terjadi getaran pada sensor
knoking berupa nois seperti terlihat
pada gambar. ECU akan memundur-
kan saat pengapian 2 kali sampai
i detonasi lagi.
, 5
rinsip Kerja :
Bila terjadi knoking (pinking
tidak terjad
Untuk 4 silinder perlu 1 sensor
atau 6 perlu 2 sensor, 8 lebih bisa 2
atau lebih sensor.
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
28-36 6 5 1 5 0 5 0 5
F
Di atina (elektroda)
- Fungsi : 1. Sistem Closed
2. Mengetahui kerusakan Katalitik konverter.
- Posisi pada kendaraan : Pada Saluran
. Sensor Gas Buang.
- Bahan : Zirconium oxide (ZrO2), Pl
-loop A/F Rasio.
Gas buang.
Keterangan :
1. Lambda Sensor
2. Ceramic monolic
3. Wire screen
4. Heat resistant double shell
3. Electroda
4. Saluran Buang
Prinsip kerja :
Bila ada perbedaan jumlah O2 gas
buang dengan O2 udara luar, akan terjadi
beda potensial antara kedua elektroda.
Tegangan max 1 volt. Temperatur kerja m
400 C.
Keterangan :
1. Lapisan proteksi keramic
2. ZrO2 (Zirconium Dioxide)
in
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
29-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
30-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Karakteristik Sensor
b. Campuran kurus
= 1 Berbandingan 14,7 : 1 ( Tegangang sinyal = 0,45 V)
< 1 Campuran kaya ( Tegangang sinyal = 0,6 1,0 V)
> 1 Campuran miskin ( Tegangang sinyal = 0,4 0,1 V)
Model Closed-Loop Control dan sinyal yang dihasilkan
Keterangan :
a. Campuran kaya
Salah satu rangkaian pengolah sinyal
III. Pe
g). Sejauh diperlukan, pengolahan sinyal tersebut
idalamnya mempunyai fungsi-fungsi antara lain :
) Monitor diri sendiri (On-Board Diagnostic)
) Pengaman hubung singkat ) Penghubung dengan jaringan (CAN) ) Dll.
. Konversi ke Tegangan
) Metode pembagi tegangan. Metode ini dapat langsung kita terapkan bila bentuk sinyal linier.
n Wheatstone (Wheatstone Bridges)
ngolahan Sinyal (Sinyal conditioning).
Sinyal yang keluar dari sensor perlu atau harus dikondisikan (diolah) terlebih dahulu
sebelum dapat diproses (Data Processin
d
) Peningkatan/ pembesaran sinyal (AC, DC) ) Perbaikan sinyal (phasenya, sinkronisasi) ) Konversi ke tegangan atau frekuensi ) Pemfilteran frekuensi dari nois ) Konversi ADC dan DAC ) Linierisasi ) Kalibrasi kompensasi temperature (Analog, Digital). ) Kalibrasi nol otomatis
) Penstabil tegangan (regulasi tegangan)
1
) Metoda Jembata
VCC
R
RNTC V VOUT = xVccRntcR )(Rntc+ VOUT
Contoh penerapan :
- Sensor temperature
- Sensor Katup Gas
Maka VOUT dapat kita hitung dengan rumus :
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
31-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Untuk memonitor perubahan resistasi, kita bias gunakan jembatan wheatstone. Prinsip
kerjanya sama dengan pembagi tegangan dengan 2 jalur : Kalau nilai resistansi dari 4 resistance
lt.
) F to V konversi
sama maka tegangan Outputnya = 0 Vo
Jadi kita dapat mencari VOut dengan mengunakan rumus ? ?
R2RS
R3R1
Out
+ Out
VOut
E
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
32-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
33-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Mengkonversi suatu sinyal frekuensi menjadi sinyal tegangan, sudah banyak rangkaian
Salah satu contoh rangkaian F to V.
jadi di pasaran.
Komponen utam p dan komponen
pendukung lainnya.
2. OpAmp.
Op-Amp adalah Operasional Amplifier atau Penguat Operasional, mempunyai fungsi
banyak sekali diantaranya :
inyal
- Filter tegangan
- Dll.
egatip. Tegangan sumber Op - Amp
tersebut antara 5V sampai dengan 1 V
anya berupa IC yang didalamnya terdiri dari beberapa op-am
- Sebagai penguat s
- Sebagai komparator
- Perubah bentuk sinyal
Op - Amp membutuhkan tegangan sumber positip dan n
8 .
Disamping hubungan untuk tegangan sumber, Op - Amp mempunyai pula hubungan tegangan
sebagai masukan pembalik - ( Inverting input ) dan sebagai masukan bukan pembalik + ( Non
Inverting Input ) demikian juga halnya sama dengan keluarannya.
+ 12V
-12V
OP - AMP Kel
an pemilikis Input)
bukan pembalikerting Input)
uaran
Masuk(Inventar
Masukan(non Inv
Gam ar p)
Petunjuk kaki IC 741
8
Masukan pembalik (Inverting Input)
b : Simbol Penguat Operasi (OP-Am
1
2
3
4 5
6
7
OFFSET N1 Nc
IN
IN
Vcc
Vcc
OUT
OFFSET N2
+
- +
-
Penguatan tegangan V dari Op - Amp umumnya besar sekali, lebih dari 100.000 kali.
) Penguat Operasi Misalnya pada masuk luaran U2 sebesar : U2 = 100.00 (1MV) = 100 V
Karena m p hanya mempunyai tegangan catu sebesar 15V, aka untuk tegangan keluaran U2 sebesar 100V tersebut tidak dapat dicapai. Tegangan
eluaran Op - Amp sangat ditentukan oleh besarnya tegangan catu dari Op - Amp itu sendiri. (
ehingga praktis tegangan keluarannya 15V )
an diberi tegangan U1 sebesar 1 mV, maka tegangan ke
U = V .U1 2
nurut suatu ketentuan Op - Ame
m
k
s
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
34-36 6 5 1 5 0 5 0 5
2
3
-
+
6
4
+ 12V
+ 12V
-12V
7
P1 = 10K
R=10K
U1
-12V
U2
Gambar : Penguatan Operasional
) Penguatan Operasi Non-Inverting. Sebuah penguat operasi buk p atan tertentu sebesar V dibangun
p
an embalik dengan pengu
ada gambar seperti dibawah ini.
2
3 -
+6
4
+ 12V
7
-12V
U2U1
R1
R2
Gamabar : Rangkaian Non-inverting (Penguat sinyal)
Perhitungan penguatan dapat kita rumuskan seperti berikut:
U2 = 2
1 2
R
RR + U1 = ( 1 +
R2
R1) U1
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
35-36 6 5 1 5 0 5 0 5
) Prinsip komparator
Komp p ) tanpa umpan balik.
arator dapat dibangun dengan menggunakan penguat operasi ( Op - am
+ 12V
-12V
U1
U2
U3
+
_
Gambar : Komperator
adalah berlogika 1 atau 0 ( + 12 V atau GND )
U1 < U2 , U3 berlogika 1
Rangkaian ini dapat digunakan untuk mendeteksi besaran - besaran level atau
amplitudo sinyal.
) Rangkaian Deferensiator (Bembentuk Pulsa)
Sinyal keluaran U3 adalah merupakan sinyal digit dengan perkataan lain sinyal tersebut
Pada saat U1 > U2 , U3 berlogika 0
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
36-36 6 5 1 5 0 5 0 5
) Rangkaian Integrator (Bembentuk Pulsa)
Dikeluarkan oleh : Tanggal : Hus 11-06
Program Studi :
OTOTRONIK N a m a :
Halaman :
37-36 6 5 1 5 0 5 0 5
Halaman:
38