Accelerometer

Accelerometer adalah sebuah tranduser yang berfungsi untuk mengukur percepatan, mendeteksi dan mengukur getaran, ataupun untuk mengukur percepatan akibat gravitasi bumi. Accelerometer juga dapat digunakan untuk mengukur getaran yang terjadi pada kendaraan, bangunan, mesin, dan juga bisa digunakan untuk mengukur getaran yang terjadi di dalam bumi, getaran mesin, jarak yang dinamis, dan kecepatan dengan ataupun tanpa pengaruh gravitasi bumi.
Percepatan merupakan suatu keadaan berubahnya kecepatan terhadap waktu. Bertambahnya suatu kecepatan dalam suatu rentang waktu disebut juga percepatan (acceleration). Jika kecepatan semakin berkurang daripada kecepatan sebelumnya, disebut deceleration. Percepatan juga bergantung pada arah/orientasi karena merupakan penurunan kecepatan yang merupakan besaran vektor. Berubahnya arah pergerakan suatu benda akan menimbulkan percepatan pula

 

Accelerometer

.

Prinsip Kerja Accelerometer
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. Accelerometer yang diletakan di permukaan bumi dapat mendeteksi percepatan 1g (ukuran gravitasi bumi) pada titik vertikalnya, untuk percepatan yang dikarenakan oleh pergerakan horizontal maka accelerometer akan mengukur percepatannya secara langsung ketika bergerak secara horizontal. Hal ini sesuai dengan tipe dan jenis sensor Accelerometer yang digunakan karena setiap jenis sensor berbeda-beda sesuai dengan spesifikasi yang dikeluarkan oleh perusahaan pembuatnya. Saat ini hamper semua sensor/tranduser accelerometer sudah dalam bentuk digital (bukan dengan sistem mekanik) sehingga cara kerjanya hanya bedasarkan temperatur yang diolah secara digital dalam satu chip. Berikut ini adalah gambar bagaimana proses accelerometer analog (dengan sistem mekanik maupun digital) bekerja
–
Accelerometer digital yang bekerja berdasarakan temperatur
–
Accelerometer analog yang bekerja berdasarakan sistem mekanik

Tipe Accelerometer
Capacitive: lempengan metal pada sensor memproduksi sejumlah kapasitansi, perubahan kapasitansi akan mempengaruhi percepatan
Piezoelectric: kristal piezoelectric yang terdapat pada accelerometer jenis ini mengeluarkan tegangan yang selanjutnya dikonversi menjadi percepatan
Piezoresistive: lempengan yang secara resistan akan berubah sesuai dengan perubahan percepatan
Hall effect: percepatan yang dirubah menjadi sinyal elektrik dengan cara mengukur setiap perubahan pergerakan yang terjadi pada daerah yang terinduksi magnet.
Magnetoresistive: Perubahan percepatan diketahui berdasarkan resistivitas material karena adanya daerah yang terinduksi magnet
Heat Transfer: percepatan dapat diketahui dari lokasi sebuah benda yang dipanaskan dan diukur ketika terjadi percepatan dengan sensor temperatur
Terminology pada sensor percepatan
+1g, posisi diam sensor searah dengan arah vertikal bumi dan menghadap ke atas)
0g, posisi diam sensor searah dengan arah horizontal bumi
+1g, posisi diam sensor searah dengan arah vertikal bumi dan menghadap ke atas
Linearitas, selisih maksimum dari kurva antara tegangan yang dihasilkan dan gravitasi dengan garis lurus
Linearity=V_(out,0g)-1/2(V_(out,+1g)+V_(out,-1g)) (1)
Sensitivitas, ukuran seberapa banyak perubahan yang terjadi pada hasil output sensor berdasarkan perubahan percepatan yang dimasukan. Satuan dari sensitivitas adalah volts/g
sensitivity=〖∆V〗_out/∆g=(V_(out,+1g)+V_(out,-g))/2g (2)

Spesifikasi Accelerometer
 
Spesifikasi dinamis:
Sensitivitas
Toleransi sensitivitas
Noise
Amplitudo puncak
Respon frekuensi
Resonansi frekuensi
Temperature output dari sensitivitas
Range temperatur output

Spesifikasi elektrik:
Tegangan input
Arus input
Tegangan bias
Waktu yang diperluakan untuk menyalakan accelerometer
Pelindung

Spesifikasi mekanikal:
Range temperatur
Berat
Material untuk sensor
Desain sensor
Material pelapis (casing)

Contoh Penggunaan Accelerometer
Transportasi: Salah satu pengguaan accelerometer yang sangat umum yaitu dalam sistem airbag yang terdapat pada kendaraan, khususnya mobil. Accelerometer ini digunakan untuk mendeteksi penurunan percepatan yang sangat besar yang biasanya terjadi ketika terjadinya tabrakan antar kendaraan.
Bidang Medis: Sport Watch, berupa jam tangan olahraga yang juga dapat menghitung berapa banyak langkah yang telah kita lakukan, menggunakan accelerometer untuk menghitung kecepatan dan jarak dari si pelari yang menggunakannya.

Science and Engineering: Accelerometer banyak digunakan untuk menghitung percepatan dan penurunan percepatan dari sebuah kendaraan. Accelerometer membantu untuk mengevaluasi performansi dari mesin dan sistem percepatan dan juga breaking system (sistem penurunan percepatan). Kecepatan yang biasa ditampilkan pada kendaraan anda umumnya didapatkan dari penggunaan accelerometer. Selain itu juga biasa digunakan untuk menghitung vibrasi pada kendaraan, mesin, bangunan, dan sistem keamanan pada kendaraan (safety installation). Accelerometer juga dapat mengkalkulasi percepatan yang diakiabatkan oleh gravitasi bumi. Accelerometer yang menghitung gravitasi secara spesifik digunakan pada gravimetry, disebut sebagai gravimeter. Notebook atau laptop juga dilengkapi dengan accelerometer untuk mengevaluasi goncangan yang dirasakan oleh laptop tersebut.

Peralatan Elektronik: Accelerometer pada laptop biasanya digunakan pada sistem Sudden Motion Sensor, yang biasa digunakan untuk mendeteksi jatuhnya laptop. Jika kondisi pada saat jatuh terdeteksi, hard disk drive yang ada akan diproteksi sehingga tidak terjadi data loss. Sekarang ini juga terdapat notebook yang menggunakan accelerometer untuk secara otomatis mengubah arah layar (menjadi miring ataupun terbalik) sesuai dengan arah monitor tersebut ditegakkan (portrait atau landscape). Terdapat juga sejumlah handphone yang menggunakan accelerometer untuk mengubah lagu yang dimainkan (Track Switching). Camera recorder menggunakan accelerometer untuk menstabilkan gambar (image stabilization). Camera digital menggunakan accelerometer untuk menu pilihan anti blur ketika mengambil gambar.

Baru-baru ini Aple.Inc memperkenalkan sebuah gebrakan dengan mengkombinasikan 2 sensor gerakan yaitu antara Accelerometer dan Gyroscope pada sebuah perangkat handphone. Ini akan menyempurnakan fitur dari handphone yang hanya menggunakan accelerometer dalam mendeteksi gerakan. Dengan kombinasi ini maka akan didapatkan “6-axis motion sensing”/deteksi 6 sumbu gerakan yaitu 3 sumbu linier (atas-bawah, kanan-kiri, depan-belakang) dan  3 sumbu rotasi (rotasi roll,pitch and yaw seperti pada gambar 2). 1 keunggulan lagi dari kombinasi ini adalah akan didapatkan output gambar yang tiap detil gerakannya lebih halus dari pada perangkat handphone yang hanya menggunakan accelerometer.

http://satuduaenam.blogspot.com/2011/11/makalah-accelerometer-gyroscope.html
http://radiotrack.wordpress.com/2011/02/23/ujicoba-insgps-dengan-kendaraan/

Artikel Terkait: