Transduser

Transduser (Inggris: transducer) adalah sebuah alat yang mengubah satu bentuk daya menjadi bentuk daya lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan ukuran atau informasi (misalnya, sensor tekanan). Transduser bisa berupa peralatan listrik, elektronik, elektromekanik, elektromagnetik, fotonik, atau fotovoltaik. Dalam pengertian yang lebih luas, transduser kadang-kadang juga didefinisikan sebagai suatu peralatan yang mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal lainnya.

Contoh yang umum adalah pengeras suara (audio speaker), yang mengubah beragam voltase listrik yang berupa musik atau pidato, menjadi vibrasi mekanis. Contoh lain adalah mikrofon, yang mengubah suara kita, bunyi, atau energi akustik menjadi sinyal atau energi listrik.

Suatu definisi mengatakan “transducer adalah sebuah alat yang bila digerakkan oleh energi di dalam sebuah sitem transmisi, menyalurkan energi dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi kedua”. Transmisi kedua ini bisa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau termal (panas).

Sebagai contoh, definisi transducer yang luas ini mencakup alat-alat yang mengubah gaya atau perpindahan mekanis menjadi sinyal listrik. Alat-alat ini membentuk kelompok transducer yang sangat besar dan sangat penting yang lazim ditemukan dalam instrumentasi industri; dan ahli instrumentasi terutama berurusan dengan jenis pengubahan energi ini. Banyak parameter fisis lainnya (seperti panas, intensitas cahaya, kelembaban) juga dapt diubah menjadi energi listrik dengan menggunakan transducer. Transducer-transducer ini memberikan sebuah sinyal keluaran bila diransang oleh sebuah masukan yang bukan mekanis; sebuah transmistor bereaksi terhadap variasi temperatur; sebuah fotosel bereaksi terhadap perubahan intensitas cahaya; sebuah berkas elektron terhadap efek-efek maknetik, dan lain-lain. Namun dalam semua hal, keluaran elektris yang diukur menurut metoda standar memberikan besarnya besaran masukan dalam bentuk ukuran elektris analog.

Transducer dapat dikelompokan berdasakan pemakaiannya, metoda pengubahan energi, sifat dasar sinyal keluaran dan lain-lain. Tabel dibawah menunjukan suatu pengelompokan transducer berdasarkan prinsip listrik yang tersangkut. Bagian pertama tabel tersebut memberi daftar transducer yang memberikan daya luar. Ini adalah transducer pasif, yang memberi tambahan dalam sebuah parameter listrik seperti halnya tahanan, kapasitansi dan lain-lain yang dapat diukur sebagai suatu perubahan tegangan atau kuat arus. Kategori berikutnya adalah transducer jenis pembangkit sendiri, yang menghasilkan suatu tegangan atau arus analog bila dirangsang dengan suatu bentuk fisis energi. Transducer pembangkit sendiri tidak memerlukan daya dari luar.

            Defenisi Transduser

Transduser berasal dari kata “traducere” dalam bahasa Latin yang berarti mengubah. Sehingga transduser dapat didefinisikan sebagai suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain. Bagian masukan dari transduser disebut “sensor ”, karena bagian ini dapat mengindera suatu kuantitas fisik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk energi yang lain.

Suatu definisai mengatakan “transducer adalah sebuah alat yang bila digerakkan oleh energi di dalam sebuah sitem transmisi, menyalusrkan energi dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi kedua”. Transmisi kedua ini bisa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau termal (panas).

Transduser juga dapat diartikan sebagai alat yang mengubah suatu energy dari satu bentuk ke  bentuk lain yang merupakan elemen penting dalam suatu pengendali .Bottom of Form

Transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya”. Transmisi energi ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas).

Berdasarkan output yang dihasilkan, maka transduser dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu transduser output pasif (yang berupa resistansi, kapasitansi dan induktansi), dan transduser aktif memberikan output berupa sinyal elektrik seperti tegangan maupun arus dalam bentuk DC maupun AC). Transduser pasif membutuhkan sumber energi listrik dari luar sedangkan transduser aktif tidak.

Karakteristik   Transduser
Karakteristik transduser dibagi menjadia tiga :

A. Karakteristik Statis.

Karakteristik statis adalah hubungan dalam keadaan steady – state antara besaran fisik input dan output elektrik. Karakteristik statis terdiri dari :

1. Accuracy, adalah perbedaan antara true output dan actual output.
2.   Resolusi, adalah perubahan input yang paling kecil yang masih bisa dideteksi   oleh transduser.

3.  Repeatability, adalah kemampuan transduser untuk menghasilkan output yang sama pada pengukuran yang sama berulang kali.

4.  Hysteresis, adalah perbedaan antara kalibrasi dengan cara naik dengan kalibrasi dengan cara turun.

5. Linearity, adalah linieritas output dari transduser.

6. Conformance, adalah perbedaan antara kurva hasil kalibrasi dengan suatu kurva linier.
7. Sensitivity, adalah perbandingan perubahan output dengan nilai perubahan dari pengukuran.

B. Karakteristik Dinamis.

Karakteristik dinamis adalah seberapa cepat suatu output berubah ketika mendapat perubahan pada input. Karakteristik dinamis terdiri dari :

1.  Rise time, adalah waktu yang dibutuhkan agar dapat mencapai 10 % hingga 90 % dari respon seluruhnya.

2. Time constant, adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 63.2% dari harga maksimum.

3. Dead time, adalah perbedaan waktu antara input dan output.

4.   Settling time, adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kurang lebih 2%  dari nilai steady state.

C. Karakteristik lingkungan

Karakteristik lingkungan adalah performa dari suatu transduser, baik ketika beroperasi maupun tidak, terhadap kondisi external. Misalnya suhu, tekanan, getaran, kecepatan, dan lain lain

2.2       Transduser sebagai Elemen system Instrumentasi dan Pengendali    Elektronik

System instrumentasi dan pengendali elektronik pada dasrnya terdiri dari tiga bagian pokok.Bagian- bagian pokok system instrumentasi dan pengendali elektronik tersebut adalah

1.      Bagian Input/Masukan

Bagian input atau masukan memnungut besaran atau parameter non listrik yang terukur dan mengirimkan dlam bentuk besaran listrik yang sesuai dke bagian pengkondisi sinyal

2.      Bagian Pengkondisi Sinyal/ Prossesor

Bagian pengkondisi sinyal melakukan proses mengkondisikan sinyal masukan ke dalam suatu format tertentu. Pengkondisian dapat berupa operasi aritmatik maupun logic. Selanjutnya sinyal yang sudah terkondisi dapat ditampilkan melalui bagian keluaran atau untuk melakukan proses gerak mekanik sebuah mesin.

3.      Bagian Output

Bagian output berfungsi untuk menampilkan sinyal keluaran baik berupa tampilan analog maupun digital. Bentuk tampilan dapat berupa display sevent segment,LED,dan meter atau perekam grafik.

Ketiganya dapat bersama-sama melakukan proses pengendalian dan menampilkan hasilnya baik berupa analog maupun digital. Pada umunya input pada system instrumentasi berupa besaran nonlistrik yang harus diubah ke besaran listrik dengan menggunakan transduser.Oleh karena itu sinyal ini dapat dikondisikan melalui proses elektronik.. Dengan memahami fungsi kerja transduser tersebut maka transduser dapat didefenisikan sebagai piranti yang mengubah suatu bentuk energy ke bentuk energy yang lain.

Klasifikasi Transduser

Beberapa jenis transduser dapat diklasifikasikan sesuai denga prinsip pengubahan energy, sinyal keluaran, atau berdasarkan bidang pemakaian.

Dari sisi pola aktivasinya, transduser dapat dibagi menjadi dua, yaitu:

• Transduser pasif, yaitu transduser yang dapat bekerja bila mendapat energi tambahan dari luar.

Transduser ini tidak dapat menghasilkan tegangan sendiri tetapi dapat menghasilkan perubahan nilai resistansi,kapasitansi atau induktansi apabila mengalami perubahan kondisi sekeliling.

Jika transduser ini mengalami perubahan kondisi lingkungan sekelilingnya maka nilai resistansinya akan berubah Perubahan ini selanjutnya akan menyebabkan perubahan besar tegangan atau kuat arus yang dihasilkan transduser.

Perubahan resitansi ini dapat bernilai positif yang berarti tegangannya juga meningkat atau negative yang berarti tegangannyaberkuarang.Perubahan tegangan inilah yang dimnfaatkan untuk mengetahui keadaan yang diukur.

Ada tiga jenis transduser pasif yang dapat kiat peroleh dari pasaran yakni transduser kapasitif, transduser induktif dan transduser photo.

• Transduser aktif, yaitu transduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri.

Adapun jenis- jenis transduser aktif antara lain sebagai berikut

Parameter listrik dan kelas transduser	Prinsip kerja dan sifat alat	Pemakaian alat
Sel fotoemisif	Emisi elektron akibat radiasi yang masuk pada permukaan fotemisif	Cahaya dan radiasi
Photomultiplier	Emisi elektron sekunder akibat radiasi yang masuk ke katode sensitif cahaya	Cahaya, radiasi dan relay sensitif cahaya
Termokopel	Pembangkitan ggl pada titik sambung dua logam yang berbeda akibat dipanasi	Temperatur, aliran panas, radiasi
Generator kumparan putar (tachogenerato)	Perputaran sebuah kumparan di dalam medan magnet yang membangkitkan tegangan	Kecepatan, getaran
Piezoelektrik	Pembangkitan ggl bahan kristal piezo akibat gaya dari luar	Suara, getaran,    percepatan, tekanan
Sel foto tegangan	Terbangkitnya tegangan pada sel foto akibat rangsangan energi dari luar	Cahaya matahari
Termometer tahanan (RTD)	Perubahan nilai tahanan kawat akibat perubahan temperatur	Temperatur, panas

            Aplikasi Transduser dalam Alat Elektronik

Pada pengaplikasian transduser , alat ini dapat diaplikasikan pada bidang kesehatan dimana bahwa Transduser adalah komponen USG yang ditempelkan pada bagian tubuh yang akan diperiksa, seperti dinding perut atau dinding poros usus besar pada pemeriksaan prostat. Di dalam transduser terdapat kristal yang digunakan untuk menangkap pantulan gelombang yang disalurkan oleh transduser. Gelombang yang diterima masih dalam bentuk gelombang akusitik (gelombang pantulan) sehingga fungsi kristal disini adalah untuk mengubah gelombang tersebut menjadi gelombang elektronik yang dapat dibaca oleh komputer sehingga dapat diterjemahkan dalam bentuk gambar.

Transduser sebagai pengukur amplitudo kecepatan getaran

Untuk mengukur suatu getaran mesin dibutuhkan suatu tranduser getaran yang berfungsi untuk mengolah sinyal getaran menjadi sinyal lain, dalam hal ini sinyal listrik.. Tranduser getaran yang umum digunakan adalah velocity pickups, accelerometer dan non-contact pickups. Masing¬masing tranduser tersebut mempunyai keuntungan dan kerugian dalam aplikasinya. Tidak ada satupun tranduser yang dapat memberikan semua kebutuhan pengukuran yang diperlukan, sehingga kita harus memilih tranduser yang paling cocok untuk pekerjaan yang akan kita lakukan. Karena itu bab ini dimaksudkan untuk mengenal lebih mendalam mengenal tranduser yang secara umum dipakai untuk pengukuran getaran, sehingga dapat membantu kita memilih tranduser mana yang paling cocok untuk pekerjaan yang akan kita lakukan.Transduser ini juga  terdiri atas massa seismic berkumparan listrik yang bergerak dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga mampu mengukur amplitudo kecepatan getaran.

 Prinsip kerja dari tranduser ini berdasarkan hukum fisika bahwa ” apabila suatu konduktor digerakkan melalui suatu medan magnet, atau jika.suatu medan magnet digerakkan melalui suatu konduktor, maka akan timbul suatu tegangan induksi pada konduktor tersebut. Apabila transducer ini ditempatkan pada bagian mesin yang bergetar, maka tranduser inipun akan ikut bergetar, sehingga kumparan yang ada di dalamnya akan bergerak relatif terhadap medan magnet akan menghasilkan tegangan listrik pada ujung kawat kumparannya. Sinyal listrik yang dihasilkan sebanding. dengan kecepatan getaran mesin tersebut. Dengan mengolah/ mengukur dan menganalisa sinyal listrik dari tranduser, maka getaran mesin dapat diukur.

Transducer Tekanan Relatif pada VSD untuk Motor Pompa

Pengaturan tekanan pada tangki air yang bersirkulasi secara terus-menerus dapat dilakukan dengan pengaturan pipa buang . Motor pada pompa dioperasikan secara penuh sesuai dengan kapasitasnya sementara tekanan air pada tangki dapat diatur dengan membuang sebagian air yang akan masuk ke tangki sirkulasi. Hal ini berakibat adanya air yang dibuang secara sengaja untuk menjaga tekanan air yang kita inginkan. Dalam perspektif penggunaan motor pompa sebagai sumber tenaga yang melakukan proses sirkulasi tersebut, maka pembuangan air kembali ke bak utama merupakan suatu pemborosan listrik.

Hal diatas dapat diatasi dengan penggunaan sensor tekanan aktif pada tangki sirkulasi. Yaitu sensor tekanan yang akan mengirimkan statusnya ke tenaga penggerak utama (yang dalam hal ini adalah motor pompa) sehingga motor pompa hanya bekerja sesuai dengan kebutuhan. Ketika tekanan dalam tangki sirkulasi melebihi batas nilai yang diinginkan, maka motor pompa dapat bekerja pada kecepatan dan atau tegangan yang lebih kecil dan sebaliknya ketika tekanan dalam tangki sirkulasi lebih kecil dari nilai yang diinginkan, maka motor harus dioperasikan dengan kecepatan dan atau tegangan yang lebih besar. Dengan pengaturan motor ini, penggunaan listrik akan jauh lebih hemat karena motor hanya dioperasikan sesuai kebutuhannya saja.

Sensor/transducer tekanan pada umumnya menggunakan strain gauge sebagai sensornya. Strain gauge dapat mengubah sinyal tekanan menjadi sinyal listrik. Pada kenyataannya, perubahan tekanan ini akan membuat strain gauge memberikan nilai resistansi yang berbeda ketika terjadi perubahan luas penampangnya. Selanjutnya, hambatan yang berubah-ubah ini dapat kita konversikan menjadi bentuk tegangan atau arus yang berubah-ubah dengan menggunakan tambahan rangkaian.

 Transduser Ultrasonik dan Sensor Pyroelectric Sebagai Alat Bantu Pendeteksi Objek Untuk Penderita Tunanetra

Penderita tunanetra yang menggunakan bantuan tongkat atau anjing untuk mobilitasnya tidak dapat mendeteksi objek yang sejajar dengan kepalanya, serta tidak dapat mengetahui posisi orang lain di sekitarnya. Alat bantu tunanetra ini menggunakan transduser ultrasonik untuk mendeteksi objek yang ada di hadapan pengguna, sensor pyroelectric untuk mendeteksi keberadaan orang lain, dan mikrokontroler sebagai pengendali sistem. Pengguna alat ini dapat mengetahui objek yang ada di hadapannya dari bunyi yang dihasilkan oleh earphone, sedangkan keberadaan manusia dapat diketahui melalui getaran yang dihasilkan oleh motor DC.