Pengertian Sensor Akselerometer – Dalam sebuah perangkat ponsel, terdapat sebuah sensor akselerometer yang manfaatnya bisa kalian rasakan hingga saat ini.
Nah untuk itu pada artikel kali ini mimin akan membahas mengenai pengertian sensor akselerometer dan prinsip kerjanya. Untuk itu simak pembahasannya dibawah ini.
Daftar isi
Pengertian Sensor Akselerometer
Sensor Akselerometer (Accelerometer Sensor) adalah perangkat elektromekanis yang digunakan untuk mengukur gaya percepatan suatu struktur.
Yang dimaksud dengan percepatan yaitu pengukuran pada perubahan kecepatan atua bisa jga disebut dengan “kecepatan yang dibagi dengan waktu”.
Misalnya, sebuah mobil yang berakselerasi dari posisi diam hingga 120 km/jam dalam 10 detik mempunyai akselerasi setinggi 12 km/jam per detik (120 dibagi 10).
Percepatan yang diukur oleh sensor akselerometer ini bisa berupa pengukuran statis seperti pengukuran pada gaya gravitasi bumi serta pengukuran dimanis seperti pada pengukuran benda yang bergerak (misalnya seperti mendeteksi kemiringan pada smartphone yang bisa memutar tampilan layar menjadi landscape atau portrait).
Seiring dengan berkembangnya zaman, pengaplikasian sensor akselerometer ini semakin luas, mulai dari penggunaan pada pesawat terbang, rudal, pendeteksi gempa bumi, pengendali stabilitas di mobil, pengujian struktur gedung dan bangunan hingga kamera digital dan smartphone yang digunakan oleh konsumen umum.
Prinsip Kerja Sensor Akselerometer
Sebagian besar sensor akselerometer modern saat ini menggunakan semikonduktor dan alat piezoelektrik untuk mengukur percepatan.
Tetapi untuk mempermudah memahami cara kerja atau prinsip kerja dari sensor akselerometer ini, nah dibawah ini merupakan gambar yang bisa menjelaskan mengenai pengoperasian akselerometer linier elektromekanis dasar sebagai referensi.
Akselerometer pada gambar diatas ini menggunakan perpindahan massa pada pada relatif terhadap wadahnya untuk mengukur perbedaan percepatan.
Pada gambar A diatas, wadah diam dan massa tetap berada di tengah antara dua batangan. Dalam keadaan ini akselerometer mengeluarkan tegangan antara yang konstan.
Apabila wadah berakselerasi ke arah palang ke kanan (ditunjukkan pada gambar B), inersia masa menyebabkannya tertinggal, menekan pegas di belakangnya (pegas menjadi rapat) dan meregangkan pegas di depannya.
Saat ini terjadi, perangkat mencatat tegangan yang lebih tinggi relatif terhadap akselerasi yang diukur. Setelah perlambatan, massa kembali ke posisi semulanya dan tegangan output akan menurun.
Catatan : yang dimaksud dengan “inersia” atau kelembaman adalah kecenderungan semua benda fisik untuk menolak perubahan terhadap keadaan geraknya.
Jenis Sensor Akselerometer
Sensor akselerometer ini mempunyai 6 jenis berbeda yang digunakan secara praktis, yaitu:
- Capacitive – merupakan lempengan logam pada sensor yang memproduksi sejumlah kapasitansi dan perubahan kapasitansi akan mempengaruhi percepatan.
- Piezoeletric – yaitu pada kristal piezoelectric yang terdapat pada sensor akselerometer ini bisa mengeluarkan tegangan yang selanjutnya bisa dikonversi menjadi percepatan.
- Piezoresistive – yaitu dengan lempengan yang mempunyai nilai hambatan atau resistansi yang akan berubah sesuai dengan perubahan percepatan.
- Hall Effect – perubahan percepatan yang dikonversikan menjadi sinyal elektrik dengan cara mengukur setiap perubahan pergerakan yang terjadi pada daerah yang terinduksi magnet.
- Magnetoresistive – yaitu perubahan percepatan diketahui berdasarkan besarnya nilai hambatan materian karena adanya daerah yang terinduksi oleh magnet.
- Heat Transfer – yaitu nilai percepatan yang bisa diketahui dari lokasi sebuah benda yang dipanaskan dan diukur ketika terjadi percepatan dengan sensor temperature.
Spesifikasi Sensor Akselerometer
Spesifikasi Dinamis
- Sensitivitas.
- Toleransi sensitivitas.
- Noise
- Amplitude puncak.
- Respon frekuensi.
- Resonansi frekuensi.
- Temperature output dari sensitivitas.
- Range temperature output.
Spesifikasi Elektrik
- Tegangan input.
- Arus input.
- Tegangan bias
- Waktu yang dibutuhkan untuk menghidupkan akselerometer.
- Pelindung.
Spesifikasi Mekanis
- Range temperature.
- Berat.
- Material untuk sensor.
- Desain sensor.
- Material pelapis.
Fungsi Sensor Akselerometer Pada Ponsel
Berikut ini merupakan beberapa fungsi dari sensor akselerometer yang bisa anda ketahui, diantaranya:
1. Motion Input
Tidak hanya berfungsi pada sport watch, alat pendeteksi getaran ini juga bisa diakses perangkat lunak seperti aplikasi olahraga.
Alat inilah yang menghitung jumlah langkah saat berjalan seharian dan berapa lama bergerak. Tidak hanya itu saja, karena bisa mengetahui berapa kecepatan saat berlari menggunakannya.
2. Shake Control
Antar muka pada layar ponsel juga diatur oleh akselerometer, sehingga tampilan HP menyesuaikan posisi layar saat dibolak-balikkan ke atas dan ke samping.
Jadi saat menggoyangkan telepon, arah fiturnya juga berubah dan tetap berfungsi dengan baik. Selain rotasi juga bisa menggunakannya untuk mengganti playlist dalam aplikasi musik dengan cara menggerakkannya.
3. Sensing Orientation
Penggunaan sensor akselerometer pada ponsel juga bisa berfungsi untuk memaksimalkan sensor kemiringan.
Misalnya, saat mendeteksi gerakan sensitive dari games yang dimainkan di aplikasi. Karena inilah tampilan aplikasi games bisa sesuai dengan perintah yang diinginkan.
Apabila objek permainan bergerak hanya perlu memutarnya hingga arah kemiringannya sesuai dengan yang ditentukan.
4. Sound Recording
Selain merespon gerakan rotasi dan sensitivitas kemiringan, akselerator dalam ponsel juga bisa merespon getaran tekanan udara melalui mikrofonnya. Ini menyebabkan percepatan, sehingga perangkat HP bisa digunakan untuk merekam.
5. Image Stabilization
Gambar yang diambil di ponsel juga dijaga oleh alat pengukur ini untuk menstabilkan tangkapan gambar dan menjaganya dari kekaburan.
Ia bisa mengurangi gerakan yang menyebabkan blur saat mengambil foto di kamera. Akselerometer juga membuat kamera otomatis memutar gambar ketika akan dilihat.
Contoh Penggunaan Akselerometer
1. Transportasi
Kendaraan bermotor umumnya menggunakan pengukur ini untuk mendeteksi penurunan percepatan drastis yang terjadi ketika tabrakan.
Untuk menghindari hal tersebut, kalian bisa mengecek kecepatan yang ditampilkan pada kendaraan dari pengukuran akselerometer.
Tidak hanya mobil, chip ini juga digunakan dalam contoh transportasi lain seperti pesawat tempur. Kegunaannya yaitu sebagai komponen sistem navigasi, mendeteksi, dan memonitor getaran pada mesin putarnya.
2. Bidang Medis
Alat ini juga banyak diaplikasikan dalam bidang kesehatan, contohnya seperti pada sporrt watch. Setiap langkah yang terhitung ditampilkan jam olahraga tersebut yaitu berkat pengukuran akselerometer.
3. Peralatan Elektronik
Laptop atau notebook yang kalian punya sebenarnya dilengkapi dengan akselerometer untuk mengevaluasi goncangan misalnya saat laptop terjatuh.
Saat kondisi ini terjadi, hard drive akan diproteksi, sehingga data yang tersimpan tidak akan hilang/rusak.
Pada laptop premium, penggunaan alat ukur ini juga digunakan untuk mengubah layar menjadi portrait atau landscape.
4. Biologi
Akselerometer juga semakin banyak digunakan dalam ilmu biologi. Frekuensi tinggi rekaman bi-aksial atau tri-aksial percepatan (> 10 Hz) memungkinkan diskriminasi pola perilaku, sedangkan hewan keluar dari pandangan.
Kemudian rekaman percepatan memungkinkan peneliti untuk mengukur tingkat dimana seekor hewan itu mengeluarkan energi di alam liar.
Baik itu oleh penentuan ekstremitas-stroke frekuensi atau langkah-langkah seperti percepatan tubuh secara keseluruhan yang dimanis pendekatan tersebut sebagian besar sudah diadopsi oleh para ilmuwan kelautan karena ketidakmampuan untuk mempelajari hewan di alam liar pengamatan visual yang menggunakan.
Tetapi peningkatan jumlah ahli biologi terestrial yang mengadopsi pendekatan serupa. Perangkat ini bisa dihubungkan ke amplifier untuk memperkuat sinyal.
5. Industri
Akselerometer juga digunakan untuk pemantauan kesehatan mesin berputar peralatan seperti pompa, penggemar, rol, kompresor dan menara pendingin.
Program pemantauan getaran terbukti menghemat uang, mengurangi downtime dan meningkatkan keselamatan di pabrik di seluruh dunia dengan mendeteksi kondisi seperti misalignment poros, ketidakseimbangan rotor, kegagalan gigi atau kesalahan bantalan yang bisa menyebabkan perbaikan mahal.
Accelerometer vibration memungkinkan pengguna untuk memantau mesin dan mendeteksi kesalahan sebelum peralatan berputar gagal.
Program pemantauan getaran yang digunakan dalam industri seperti manufaktur otomotif, aplikasi mesin alat, produksi farmasi, pembangkit listrik, pul dan kertas, makanan dan minuman produksi, air dan air limbah, tenaga air, petrokimia dan manufaktur baja.
6. Navigasi
Inertial Navigation System (INS) adalah sebuah navigasi bantuan yang menggunakan sensor komputer dan gerak (akselerometer) untuk terus menghitung melalui perhitungan posisi mati, orientasi dan kecepatan (arah dan kecepatan gerakan) dari objek yang bergerak tanpa perlu eksternal referensi.
Istilah lain yang digunakan untuk mengacu pada sistem navigasi inersia atau perangkat erat terkait termasuk sistem bimbingan inersia, platform referensi inersial dan variasi lainnya.
Akselerometer saja tidak cocok untuk menentukan perubahan ketinggian jarak diaman penurunan vertikal gravitasi adalah signifikan, seperti untuk pesawat dan roket. Dihadapan gradien gravitasi, proses reduksi kalibrasi dan data numerik tidak stabil.
Kelebihan dan Kekurangan Sensor Akselerometer
Kelebihan :
- Harga yang lebih terjangkau
- Mampu menghasilkan pengukuran-pengukuran sudut tegak lurus yang akuran saat sistem sedang diam (statis).
Kekurangan :
- Respon yang cenderung lambat, sehingga tidak mampu mengikuti pergerakan yang cepat.
- Boros baterai, sehingga membutuhkan daya listrik yang cukup besar.
- Hanya mampu membaca dalam dua sumbu yaitu atas dan bawah, karena dipengaruhi oleh gravitasi.
Demikianlah pembahasan mengenai pengertian sensor akselerometer dan prinsip kerjanya. Semoga bisa bermanfaat bagi kita semua. Sekian sampai jumpa, terimakasih 😃
