Universitas Andalas

SENSOR MAGNET
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Teori

4. rangkaian

5. video

6. Link Download

1. Tujuan []

Mengetahui pengertian sensor effect hall

Mengetahui prinsip kerja effect hall

Mengetahui kelebihan dan kekurangan sensor effect hal

[kembali]

2. Komponen []

Sumber tegangan

sebagai sumber tegangan.

gambar 1

potensiometer

Sebagai pengatur besarnya resitansi.

gambar 2

Sebagai indikator adanya arus yang mengalir.

Gambar 3

Relay

Sebagai saklar

Gambar 4

IC LM324

Sebagai detektor.

Gambar 5

Transistor NPN

Berfungsi sebagai switch.

Gambar 6

Sensor Magnet (reed switch)

Sebagai sensor untuk mendeteksi magnet.

Gambar 7

Speaker

Sebagai indikator adanya aris yang mengalir.

Gambar 8

Logicstate

Sebagai pemberi kondisi,jika diberi logika1 maka sensor aktif sedangkan logika 0 sensor tidak aktif.

Gambar 8

[kembali]

3. Teori []

Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor) dan Prinsip Kerjanya –

Sensor Efek Hall atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Hall Effect Sensor adalah komponen jenis transduser yang dapat mengubah informasi magnetik menjadi sinyal listrik untuk pemrosesan rangkaian elektronik selanjutnya. Sensor Efek Hall ini sering digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi kedekatan (proximity), mendeteksi posisi (positioning), mendeteksi kecepatan (speed), mendeteksi pergerakan arah (directional) dan mendeteksi arus listrik (current sensing).

Sensor Magnetik yang terbuat dari bahan semikonduktor ini merupakan komponen populer pilihan para perancang elektronika untuk aplikasi-aplikasi non-contact mereka karena kehandalannya dan mudah dirawat. Sensor Efek Hall juga tahan terhadap air, debu dan getaran apabila dibungkus dengan pelindung yang benar.

Salah satu penggunaan Hall Effect Sensor ini adalah pada produk otomotif seperti mendeteksi posisi jok mobil, sensor sabuk pengaman, indikator minyak dan kecepatan roda untuk sistem pengereman ABS (Anti-Lock Braking System). Selain pada produk otomotif, Hall Effect Sensor ini juga dapat kita temukan di produk Smartphone (ponsel pintar) yang memiliki fitur deteksi Cover atau Penutup ponsel.

Sensor Efek Hall ini merupakan perangkat atau komponen yang diaktifkan oleh medan magnet eksternal. Seperti yang kita ketahui bahwa medan magnet memiliki dua karakteristik penting yaitu densitas flux (flux density) dan Kutub (kutub selatan dan kutub utara). Sinyal masukan (Input) dari Sensor Efek Hall ini adalah densitas medan magnet disekitar sensor tersebut, apabila densitas medan magnet melebihi batas ambang yang ditentukan maka sensor akan mendeteksi dan menghasilkan tegangan keluaran (output) yang disebut dengan Tegangan Hall (VH).

Pertama,sumber tegangan eksternal digunakan untuk menimbulkan arus (I) pada semikonduktor.Tegangan output (VH) tegak lurus dengan arah arus.Ketika sebuah medan magnet didekatkan,muatan negatif dibelokkan ke satu sisi menghasilkan tegangan.

VH = KIB/D

VH = Hall-effect voltage
K = konstanta (tergantung pada material)
I = arus dari sumber eksternal
B = kerapatan fluksi magnetik
D = tebal konstan

VH berbanding lurus dengan I dan B.Jika I tetap konstan,maka VH berbanding lurus dengan B (kerapatan fluksi magnetik).Oleh karena itu,hasilnya tidak benar-benar on/off tapi(lebih dari jarak pendek)agak linier.Untuk mendapatkan tindakan pengalihan,output harus melalui detektor threshold seperti yang diilustrasikan pada Gambar 6.33(a). Ini sirkuit menggunakan dua amp komparator untuk menetapkan tegangan switching tinggi dan rendah.Ketika VH berjalan di atas 0,5 V,ampli atas menetapkan R-S flip-flop.Ketika VH berjalan di bawah 0,25 V,amp dasar mengatur ulang flip-flop. Agar sirkuit ini berfungsi, kita harus membuatnya.Pastikan bahwa magnet cukup dekat ke sensor untuk membuat VH pergi di atas 0,5 V dan cukup jauh untuk VH turun di bawah 0,25 V.

Allegro 3175 , itu termasuk sensor (X), penggerak lintas arus, dan detektor ambang batas.Transistor menyala ketika medan magnet berjalan di atas +100 gauss dan mati ketika medan turun di bawah -100 gauss.Transistor bisa tenggelam 15 mA, yang dapat menggerakkan relay kecil langsung atau sirkuit digital TTL.

AC712 Hall effect current sensitivity IC comes in 3 different ranges

Respon Sensor

Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui respon sensor UGN3503 terhadap medan magnet. Sensor tersebut digunakan untuk mendeteksi medan magnet pada kumparan Leybold P6271 yang dialiri arus listrik menggunakan power supply. Besarnya arus listrik divariasikan mulai dari 0 sampai 6,9 Ampere.Sedangkan Hasil karakterisasi sensor UGN3503 dapat dilihat seperti pada grafik. Pengambilan data kalibrasi dilakukan sebanyak 33 kali dengan variasi arus listrik mulai dari 0 Ampere sampai 6,4 Ampere. Dari hasil kalibrasi diperoleh persamaan y = 0.296x – 182.9, dimana y adalah medan magnet yang terukur oleh Teslameter dan x adalah tegangan dari sensor yang terbaca oleh port ADC.

Pada Gambar 8 merupakan grafik hubungan antara medan magnet (B) terhadap arus listrik (I), dari grafik tersebut diperoleh persamaan y = 0.045x – 0.519, dimana y adalah arus listrik yang terbaca oleh Amperemeter power supply dan x adalah medan magnet yang terukur oleh Teslameter.Arus listrik yang terukur oleh sistem pada alat ini merupakan hasil konversi tegangan sensor terhadap medan magnet. Selain arus listrik, besarnya medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan juga diukur menggunakan Teslameter. Pengambilan data dilakukan sebanyak 40 kali dengan variasi arus listrik mulai dari 1 Ampere sampai 4,9 Ampere. Selanjutnya hasil pengukuran arus listrik oleh sistem pada alat dicatat dan dibandingkan dengan arus listrik yang terbaca oleh Amperemeter internal power supply. Dari hasil pengujian dihitung persentasi kesalahan rata-rata sistem pada alat adalah sebesar 1,44 %.

[kembali]

4. Rangkaian []

Gamabr 9

Gambar 10

Prinsip Kerja

Ketika sensor berlogika 1, maka kondisi sensor aktif dan sensor mengeluarkan output sebesar 5 volt.Kemudian arus akan mengalir ke kaki non inverting IC lM324 dimana fungsi nya sendiri sebagai detektor.Karena tegangan input di kaki noninverting lebih besar dari pada tegangan di kaki inverting ( tegangan reverensi) maka, output yang di keluarkan sebesar +Vcc yaitu sebesar 12 volt.Kemudian arus megalir ke resitor dan berlanjut ke kai basis transistor NPN dan mengakibatkan transistor tersebut aktif sehingga ada arus yang mangalir dari sumber ke relay ke kolektor,emitor dan ke ground. Hal ini mengakibatkan rekay menjadi aktif dan rangkaian pun menjadi tertutup yang mengakibatkan LED dan speaker menjadi ON.
Sedangkan ketikaKetika sensor berlogika 0 maka kondisi sensor tidak aktif dan sensor mengeluarkan output sebesar 0 volt.Kemudian hal ini mengakibakan tidak adanya arus mengalir ke kaki non inverting IC lM324 dimana fungsi nya sendiri sebagai detektor.Karena tegangan input di kaki non inverting lebih kecil dari pada tegangan di kaki inverting ( tegangan reverensi) maka, output yang di keluarkan sebesar -Vcc yaitu sebesar -12 volt.Kemudian arus megalir ke resitor dan berlanjut ke kai basis transistor NPN tidak cukup untuk membuat transistor tersebut aktif dan megakibatkan relay juga tidak aktif sehingga rangkaian yang ada komponen LED dan speaker menjadi terputus yang mengakibtkan LED dan speaker OFF

IC LM324 Sebagai Detektor

Detektor Penyilang nol

Detektor Penyilang nol tak pembalik ( non-Inverting zero crossing Detector/NIZCD) Sinyal masukan masuk pada (+) op amp dan membandingkan dengan nol (-) op Amp.

Ed = (+) input – (-) input= Vi – 0
Vi > 0 maka Vo = + Vsat
Vi < 0 maka Vo = - Vsat

Gambar14

Gambar 15

Detektor taraf membalik (Inverting voltage level detector / IVLD).

Sinyal masukan masuk pada (-) op amp dan membandingkan dengan nol (+) op Amp.
Ed = (+) input – (-) input= Vref – vi.
Vi > Vref maka Vo = + Vsat.
Vi < Vref maka Vo = - Vsat.