Bengkeltv.id – Pengertian Sensor Akselerometer (Accelerometer Sensor) : Fungsi dan Cara Kerjanya. Dalam era digital yang semakin canggih ini, berbagai jenis sensor telah menjadi bagian integral dari kehidupan kita sehari-hari. Sensor menjadi mata dan telinga perangkat digital yang memungkinkan interaksi antara manusia dan teknologi.
Salah satu jenis sensor yang sering kita temui adalah sensor akselerometer. Tapi apa sebenarnya pengertian dari sensor akselerometer ini? Mengapa keberadaannya begitu penting dalam teknologi modern? Artikel ini akan membahas secara mendalam tentang pengertian sensor akselerometer, fungsi utamanya, serta bagaimana cara kerjanya. Jadi, mari kita mulai eksplorasi kita ke dalam dunia sensor akselerometer.
Pengertian Sensor Akselerometer (Accelerometer)
Dikenal juga dengan istilah Accelerometer Sensor dalam bahasa Inggris, Sensor Akselerometer merupakan suatu alat elektromekanis yang bertugas untuk menghitung gaya percepatan yang diterima sebuah struktur.
Percepatan ini dapat diartikan sebagai perubahan kecepatan dalam kurun waktu tertentu. Sebagai contoh, ketika sebuah mobil melaju dari keadaan berhenti hingga mencapai kecepatan 120 km/jam dalam waktu 10 detik, maka bisa dikatakan percepatan mobil tersebut adalah 12 km/jam per detik (120 dibagi dengan 10).
Dalam pengukurannya, Sensor Akselerometer mampu mengukur percepatan secara statis ataupun dinamis. Pada pengukuran secara statis, sensor ini mampu mengukur gaya gravitasi bumi. Sedangkan pada pengukuran secara dinamis, sensor ini berfungsi untuk mendeteksi pergerakan objek, seperti mengenali kemiringan smartphone untuk merubah orientasi layar dari portrait menjadi landscape atau sebaliknya.
Penggunaan Sensor Akselerometer kini semakin beragam sejalan dengan perkembangan teknologi, mulai dari penerapannya pada pesawat, rudal, pendeteksi gempa bumi, sistem pengendalian stabilitas pada mobil, hingga pengujian struktur pada gedung dan bangunan. Bahkan, kini sensor ini juga banyak digunakan pada perangkat digital seperti kamera dan smartphone yang umum digunakan oleh masyarakat.
Fungsi Accelerometer
Setelah memahami Pengertian Sensor Akselerometer, mari kita bahas lebih lanjut tentang berbagai peran yang dimiliki oleh Accelerometer, yang bisa beragam tergantung pada perangkat tempat ia digunakan.
Misalnya, pada ponsel, accelerometer berperan sebagai pengatur getaran. Jika Kalian menggoyangkan ponsel, fitur-fitur di dalamnya akan berubah secara instan. Kalian bisa berganti lagu atau pindah ke daftar putar berikutnya hanya dengan menggoyangkan ponsel. Selain itu, accelerometer juga memungkinkan perubahan tampilan layar dari orientasi vertikal ke horizontal saat Kalian memutar ponsel.
Namun, peran accelerometer berbeda pada kamera video, di mana ia digunakan untuk menstabilkan gambar sehingga mengurangi efek blur.
Fungsi lain dari accelerometer adalah sebagai penghitung langkah atau pedometer. Peran ini sangat nyata saat Kalian berlari atau berolahraga. Dalam perangkat gadget, accelerometer bertugas sebagai monitor untuk menghitung jumlah langkah yang Kalian ambil saat berlari. Sebagai contoh, kita bisa melihat kolaborasi antara Apple dan Nike, dimana Nike merilis sepatu yang bisa berkomunikasi dengan pemutar musik pada iPod.
Selain itu, sepatu tersebut juga bisa mengirimkan data tentang jumlah langkah yang telah diambil, jumlah kalori yang terbakar, serta durasi waktu bergerak.
Prinsip Kerja Sensor Akselerometer
Masih dalam rangka memahami Pengertian Sensor Akselerometer, perlu kita ketahui bahwa sebagian besar sensor akselerometer modern kini memanfaatkan semikonduktor dan perangkat piezoelektrik untuk mengukur percepatan.
Namun, untuk lebih mendalam memahami bagaimana cara kerja dan prinsip dari sensor akselerometer, berikut ini ada gambar yang menjelaskan operasi dasar dari akselerometer elektromekanis linier sebagai referensi.
Akselerometer yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini mengukur perbedaan percepatan dengan menggunakan perpindahan massa padat relatif terhadap wadahnya.
Pada Gambar A, ketika wadah berada dalam kondisi diam, massa berada tepat di tengah antara dua batang. Dalam kondisi ini, akselerometer menghasilkan tegangan yang konstan.
Namun, jika wadah bergerak dengan percepatan ke arah kanan (seperti yang ditunjukkan pada Gambar B), massa karena inersianya akan tertinggal, menekan pegas di belakangnya (membuat pegas menjadi lebih tegang) dan menarik pegas di depannya.
Ketika hal ini terjadi, perangkat mencatat peningkatan tegangan yang berkaitan dengan percepatan yang diukur. Setelah perlambatan, massa akan kembali ke posisi semula dan tegangan keluaran akan berkurang.
Perlu diketahui, “Inersia” atau kelembaman merujuk pada karakteristik semua objek fisik yang cenderung menolak perubahan pada keadaan geraknya.
Spesifikasi Accelerometer
Berikut adalah beberapa spesifikasi Accelerometer yang perlu Kalian ketahui. Silakan disimak penjelasannya secara lengkap di bawah ini:
1. Spesifikasi Dinamis
- Sensitivitas
- Toleransi Sensitivitas
- Kebisingan (Noise)
- Amplitudo Puncak
- Respon Frekuensi
- Resonansi Frekuensi
- Variasi Sensitivitas berdasarkan Suhu
- Rentang Variasi Output berdasarkan Suhu
2. Spesifikasi Elektrik
- Tegangan Masukan
- Arus Masukan
- Tegangan Bias
- Waktu yang Diperlukan untuk Mengaktifkan Accelerometer
- Perlindungan (Shielding)
3. Spesifikasi Mekanis
- Rentang Suhu
- Berat
- Material Sensor
- Desain Sensor
- Material Casing atau Pelapis
Jenis-jenis Sensor Akselerometer (Accelerometer) dan Cara Kerja
Sensor Akselerometer dapat dibuat dalam beragam bentuk dengan memanfaatkan berbagai alat dan teknologi. Berikut ini adalah dua jenis sensor Akselerometer yang sering digunakan.
1. Akselerometer Kapasitif (Capacitive Accelerometer)
Akselerometer jenis ini bekerja dengan prinsip penginderaan kapasitif, yang menghasilkan tegangan berdasarkan jarak antara dua plat atau permukaan.
Salah satu atau kedua “plat” ini dialiri oleh arus listrik. Jika terjadi perubahan gerakan atau getaran pada sensor, hal ini akan mengubah posisi plat tersebut.
Perubahan dalam jarak antara dua plat ini menghasilkan perubahan dalam nilai kapasitansinya, yang dapat diukur sebagai output tegangan.
Akselerometer kapasitif memiliki kelebihan berupa stabilitas yang tinggi, keakuratan yang baik, dan resistensi terhadap noise dan perubahan suhu yang tidak ekstrem.
2. Akselerometer Piezoelektrik (Piezoelectric Accelerometer)
Akselerometer Piezoelektrik adalah jenis sensor akselerometer yang memanfaatkan efek piezoelektrik untuk mengukur akselerasi atau percepatan.
Sensor akselerometer ini terdiri dari kristal tunggal yang, saat terjadi perubahan kecepatan atau orientasi, akan menghasilkan tegangan berdasarkan perubahan tersebut.
Gaya yang dihasilkan oleh getaran atau perubahan gerakan (percepatan) menyebabkan massa “menekan” material piezoelektrik, yang selanjutnya menghasilkan muatan listrik (tegangan) proporsional dengan gaya yang diberikan.
Mengingat muatan listrik ini proporsional dengan gaya dan massa yang konstan, muatan listrik ini juga proporsional dengan percepatannya.
Sensor akselerometer ini memiliki kelebihan berupa ukuran yang relatif kecil dan ringan, namun masih tetap memberikan tingkat akurasi yang tinggi.
Contoh Penggunaan Akselerometer
Setelah memahami Pengertian Sensor Akselerometer, mari kita lihat beberapa Contoh Penerapan Akselerometer dalam berbagai bidang, yang perlu dipahami dengan baik:
1. Transportasi
Biasanya, kendaraan bermotor memanfaatkan akselerometer ini untuk mengidentifikasi penurunan percepatan yang tiba-tiba ketika terjadi benturan.
Untuk mengantisipasi ini, kecepatan kendaraan bisa dipantau melalui pengukuran akselerometer. Chip ini juga digunakan dalam berbagai jenis transportasi lain seperti pesawat tempur, dimana fungsi utamanya adalah sebagai komponen dalam sistem navigasi, serta untuk mendeteksi dan memonitor getaran pada mesin yang berputar.
2. Bidang Medis
Akselerometer juga banyak digunakan dalam bidang kesehatan, misalnya dalam jam tangan olahraga. Dengan pengukuran akselerometer, setiap langkah yang diambil bisa dihitung dan ditampilkan pada jam tangan olahraga.
Fitur ini memungkinkan pengguna untuk melacak jumlah langkah yang telah mereka lakukan dalam aktivitas sehari-hari, membantu dalam memonitor tingkat aktivitas fisik, mengukur jarak yang ditempuh, dan bahkan memantau pola tidur.
Dengan informasi yang disediakan oleh akselerometer, pengguna dapat merencanakan dan mencapai tujuan kebugaran mereka dengan lebih efisien.
3. Peralatan Elektronik
Laptop atau notebook yang Kalian miliki sebenarnya dilengkapi dengan akselerometer untuk memantau getaran, misalnya saat laptop terjatuh.
Ketika situasi ini terjadi, akselerometer bertugas melindungi hard drive, sehingga data yang disimpan tetap aman dan tidak rusak.
Di laptop premium, alat pengukuran ini juga dapat digunakan untuk mengubah tampilan layar menjadi potret atau lanskap.
4. Biologi
Akselerometer juga digunakan dalam bidang biologi. Pengambilan data akselerasi bi-aksial atau tri-aksial dengan frekuensi tinggi (> 10 Hz) memungkinkan pengidentifikasian pola perilaku hewan saat berada di luar jangkauan pengamatan visual.
Data akselerasi ini memungkinkan para peneliti untuk mengukur tingkat energi yang dihabiskan oleh hewan dalam habitat alaminya.
5. Industri
Akselerometer juga digunakan untuk pemantauan kondisi mesin pada peralatan yang berputar, seperti pompa, kipas, rol, kompresor, dan menara pendingin.
Program pemantauan getaran telah terbukti dapat menghemat uang, mengurangi waktu henti produksi, dan meningkatkan keamanan di pabrik di seluruh dunia dengan mendeteksi kondisi seperti ketidakseimbangan poros, kegagalan gigi, atau masalah pada bantalan yang dapat menyebabkan perbaikan yang mahal.
6. Navigasi
Sistem Navigasi Inersial (Inertial Navigation System/INS) merupakan sistem navigasi yang memanfaatkan sensor komputer dan pergerakan (akselerometer) untuk terus-menerus mengkalkulasi posisi, orientasi, dan kecepatan (arah dan laju gerakan) suatu objek yang bergerak, tanpa membutuhkan referensi eksternal.
Beberapa istilah alternatif yang digunakan untuk merujuk pada sistem navigasi inersial atau perangkat yang berhubungan erat dengan ini meliputi sistem panduan inersial, platform referensi inersial, dan berbagai variasi lainnya.
Hanya menggunakan akselerometer tidaklah cukup untuk menentukan perubahan ketinggian atau jarak dalam situasi dimana terjadi penurunan vertikal gravitasi yang signifikan, seperti pada pesawat dan roket. Menghadapi perubahan gradien gravitasi, proses kalibrasi dan data numerik bisa menjadi tidak stabil.
Penutup
Dengan demikian, bengkeltv.id telah membahas secara mendalam tentang Pengertian Sensor Akselerometer. Sensor ini memegang peranan penting dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari dan teknologi, mulai dari perangkat ponsel kita hingga sistem navigasi pesawat dan roket.
Mudah-mudahan, melalui penjelasan ini, kita menjadi lebih memahami bagaimana sensor akselerometer bekerja dan berbagai aplikasinya. Memahami teknologi ini tidak hanya memberikan wawasan tentang bagaimana banyak perangkat kita bekerja, tetapi juga dapat membantu kita mengapresiasi kemajuan teknologi dan bagaimana teknologi ini terus berkembang dan memberikan manfaat kepada kita.
Semoga artikel ini bermanfaat dan memberikan pengetahuan yang berguna tentang sensor akselerometer. Jangan ragu untuk mengeksplorasi lebih jauh tentang teknologi ini dan bagaimana bisa digunakan dalam berbagai aplikasi di masa depan. Terima kasih telah menyimak artikel ini.
