Strain Gauge

Strain Gauge adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur tekanan (deformasi atau strain). Alat ini berbentuk foil logam atau kawat logam yang bersifat insulatif (isolasi) yang ditempel pada benda yang akan diukur tekanannya, dan tekanan berasal dari pembebanan. Prinsipnya adalah jika tekanan pada benda berubah, maka foil atau kawat akanter deformasi, dan tahanan listrik alat ini akan berubah. Perubahan tahanan listrik ini akan dimasukkan kedalam rangkaian jembatan Whetstone. Berikut gambar dari rangkaian jembatan whetstone.

 Kemudian akan diketahui berapa besar tahanan pada Strain Gauge. Tegangan keluaran dari jembatan Wheatstone merupakan sebuah ukuran regangan yang terjadi akibat tekanan dari setiap elemen pengindera Strain Gauge. Tekanan itu kemudian dihubungkan dengan regangan sesuai dengan hukum Hook yang berbunyi : Modulus elastis adalah rasio tekanan dan regangan. Dengan demikian jika modulus elastis adalah sebuah permukaan benda dan regangan telah diketahui, maka tekanan bisa ditentukan.

Hukum Hook dituliskan sebagai:

σ = E/s

dimana:

σ = regangan, Δl/l (tanpasatuan)

s = tegangangeser , kg/cm²

E = modulus Young , kg/cm²

Bila dua gauge atau lebih digunakan, maka tekanan pada pelacakan arah setiap gauge bisa ditentukan dengan menggunakan perhitungan. Namun demikian persamaannya memiliki tingkat kompleksitas yang berbeda tergantung pada kombinasi dan orientasi gauge tersebut. Kepekaan sebuah Strain Gauge disebut dengan faktor gauge dan perbandingan antara unit resistansi dengan perubahan unit panjang adalah :

Faktor gauge:            

                                 

            K = ΔR/R 

                    Δl/l

Dimana :                     

K = Faktor gage

ΔR = Perubahan tahanan gauge

Δl= Perubahan panjang bahan

R = Tahanangage nominal

l = Panjang normal bahan

Jadi regangan diartikan sebagai perbandingan tanpa dimensi, perkalian unit yang sama, misalnya mikro inci / inci atau secara umum dalam persen (untuk deformasi yang besar) atau yang paling umum lagi dalam mikro strain.

Perubahan tahanan ΔR pada sebuah konduktor yang panjangnya (l) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan bagi tahanan dari sebuah konduktor yang penampangnya serba sama, yaitu :

                                               

                                    R= ρ panjang

                                 luas

dimana :

ρ = tahanan spesifik dari bahan konduktor

l = panjang konduktor

Karakteristik Strain Gauge

Karakteristik dari filamen adalah sebagai berikut :

1.      Faktor Gauge tertinggi

2.      Koefisien suhu resistansirendah

3.      Resitivitas tinggi

4.      Kekuatan mekanis tinggi

5.      Potensial termolistrik minimum disekitar lead

Bahan- bahan yang bisa dijadikan Strain Gauge

Berbagai jenis bahan tahanan telah dikembangkan untuk pemakaian dalam gauge-gauge kawat dan foil, seperti:

a.       Constantan adalah paduan (alloy) tembaga-nikel dengan koefisien temperatur rendah. Biasanya Constantan ditemukan dalam Gauge yang digunakan untuk strain dinamik, dimana perubahan level strain tidak melebihi ± 1500 μcm/cm. Batas temperatur kerja adalah dari 10 ^oCsampai 200^oC.

b.      Nichrome V adalah paduan nikel-chrome yang digunakan untuk pengukuran strain statik sampai 375 ^oC dengan kompensasi temperatur, paduan ini dapat digunakan untuk pengukuran static sampai 650 ^oC dan pengukuran dinamik sampai 1000 ^oC.

c.       Dynaloy adalah paduan nikel-besi dengan FaktorGauge yang rendah dan ketahanan yang tinggi terhadap kelelahan. Bahan ini digunakan untuk pengukuran strain dinamik bila sensitivitas temperatur yang tinggi dapat di tolerir.

d.      Stabiloy adalah paduan nikel-chrome yang dimodifikasi dengan rangkuman kompensasi temperatur yang lebar. Gauge ini memiliki stabilitas yang sangat baik dan temperatur cryogenic sampai sekitar 350^oC dan ketahanan yang baik terhadap kelelahan.

e.       Paduan-paduan platina tungsten memberikan stabillitas yang sangat baik dan ketahanan yang tinggi terhadap kelelehan pada temperatur tinggi. Gauge ini disarankan untuk pengukur anuji static sampai 700^oC dan pengukuran dinamik 850^oC.

http://www.um.ac.id// 

http://elektro.um.ac.id/ 

LDR (Light Dependent Resistor)

LDR (Light Dependent Resistor) adalah suatu komponen elektronik yang resistansinya berubah ubah tergantung pada intensitas cahaya. Jika intensitas cahaya semakin besar maka resistansi LDR semakin kecil, jika intensitas cahaya semakin kecil maka resistansi LDR semakin besar. LDR sering juga disebut dengan sensor cahaya. LDR memiliki 2 cara kerja rangkaian.

Cara kerja rangkaian 1 adalah pada saat intensitas cahaya disekitar LDR membesar, maka hambatan LDR akan mengecil. Hal ini menyebabkan tegangan pada Titik 1 semakin besar. Dan sebaliknya, jika intensitas cahaya disekitar LDR semakin kecil, maka hambatan LDR semakin besar. Hal ini menyebabkan tegangan pada Titik 1 semakin kecil.

Cara kerja rangkaian 2 adalah pada saat intensitas cahaya disekitar LDR membesar, maka hambatan LDR akan mengecil. Hal ini menyebabkan tegangan pada Titik 2 semakin mengecil. Dan sebaliknya, jika intensitas cahaya disekitar LDR semakin besar, maka hambatan pada LDR semakin kecil. Hal ini menyebabkan tegangan pada Titik 2 semakin besar.

LDR memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya berubah-ubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Bahan yang digunakan adalah Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium Selenida (CdSe).

Karakteristik LDR terdiri dari dua macam, yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral.

1.      Laju Recovery

Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu kedalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuaran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR type arus harganya lebih besar dari 200 K/detik (selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.

2.      Respon Spektral

LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik.

Pada keadaan gelap tanpa cahaya sama sekali, LDR memiliki nilai resistansi yang besar (sekitar beberapa Mega ohm). Nilai resistansinya ini akan semakin kecil jika cahaya yang jatuh ke permukaannya semakin terang. Pada keadaan terang benderang (siang hari) nilai resistansinya dapat mengecil , lebih kecil dari 1 KOhm. Dengan sifat LDR yang demikian maka LDR biasa digunakan sebagai sensor cahaya. Contoh penggunaannya adalah pada lampu taman dan lampu di jalan yang bisa menyala di malam hari dan padam di siang hari secara otomatis.

http://elektro.um.ac.id/ 

http://www.um.ac.id//