Pengertian Sensor Akselerometer, Jenis Dan Prinsip Kerja

Baca Cepat Buka

Finoo.id – Pengertian Sensor Akselerometer, Jenis Dan Prinsip Kerja. Di dalam ponsel, terdapat sensor akselerometer yang memberikan manfaat yang masih bisa dirasakan hingga saat ini.

Oleh karena itu, dalam artikel ini kita akan membahas pengertian sensor akselerometer dan prinsip kerjanya. Simak pembahasannya di bawah ini.

Pengertian Sensor Akselerometer

Sensor Akselerometer (Accelerometer Sensor) adalah suatu perangkat elektromekanis yang digunakan untuk mengukur gaya percepatan pada suatu struktur.

Percepatan mengacu pada perubahan kecepatan yang dapat dihitung dengan membagi kecepatan dengan waktu.

Sebagai contoh, sebuah mobil yang berakselerasi dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan 120 km/jam dalam waktu 10 detik memiliki percepatan sebesar 12 km/jam per detik (120 dibagi 10).

Sensor akselerometer dapat mengukur percepatan baik dalam bentuk pengukuran statis seperti gravitasi bumi, maupun dalam bentuk pengukuran dinamis seperti deteksi gerakan (misalnya untuk memutar tampilan layar pada smartphone menjadi lanskap atau potret).

Seiring dengan perkembangan zaman, penggunaan sensor akselerometer semakin meluas, mulai dari aplikasi di pesawat terbang, rudal, deteksi gempa bumi, pengendali stabilitas mobil, pengujian struktur gedung dan bangunan, hingga pada kamera digital dan smartphone yang digunakan oleh konsumen umum.

Fungsi Sensor Akselerometer Pada Ponsel

Berikut adalah beberapa fungsi sensor akselerometer yang dapat kalian ketahui:

1. Motion Input

Tidak hanya terbatas pada jam olahraga, alat pendeteksi getaran ini juga dapat diakses melalui perangkat lunak seperti aplikasi olahraga.

Dengan alat ini, kalian dapat menghitung jumlah langkah yang diambil sepanjang hari dan melacak durasi bergerak. Selain itu, alat ini juga memungkinkan kalian untuk mengetahui kecepatan saat berlari.

2. Shake Control

Akselerometer juga mengatur antarmuka pada layar ponsel, memungkinkan tampilan HP untuk menyesuaikan posisi layar saat diputar ke atas atau ke samping.

Ketika kalian menggoyangkan telepon, orientasi fitur-fitur juga akan berubah dan tetap berfungsi dengan baik. Selain itu, akselerometer juga dapat digunakan untuk mengganti playlist dalam aplikasi musik dengan menggerakkan perangkat.

3. Sensing Orientation

Penggunaan sensor akselerometer pada ponsel juga dapat memaksimalkan fungsi sensor kemiringan.

Sebagai contoh, saat mendeteksi gerakan sensitif pada permainan dalam aplikasi, sensor akselerometer memungkinkan tampilan permainan sesuai dengan perintah yang diinginkan.

Apabila objek permainan bergerak, kalian hanya perlu memiringkan perangkat untuk mengatur kemiringan objek sesuai dengan yang diinginkan.

4. Sound Recording

Selain merespons gerakan rotasi dan sensitivitas kemiringan, akselerometer dalam ponsel juga dapat merespons getaran tekanan udara melalui mikrofonnya. Hal ini menghasilkan informasi mengenai percepatan, sehingga perangkat HP dapat digunakan untuk merekam.

5. Image Stabilization

Gambar yang diambil dengan ponsel juga dijaga oleh sensor akselerometer untuk menstabilkan tangkapan gambar dan mencegahnya menjadi kabur.

Sensor ini mampu mengurangi gerakan yang dapat menyebabkan blur saat mengambil foto dengan kamera. Akselerometer juga memungkinkan kamera secara otomatis memutar gambar saat akan dilihat.

Prinsip Kerja Sensor Akselerometer

Sebagian besar sensor akselerometer modern yang digunakan saat ini menggunakan semikonduktor dan perangkat piezoelektrik untuk mengukur percepatan.

Namun, untuk memudahkan pemahaman mengenai cara kerja atau prinsip kerja sensor akselerometer, di bawah ini terdapat gambar yang menjelaskan operasi dasar akselerometer elektromekanis linear sebagai referensi.

Pada gambar yang ditunjukkan di atas, akselerometer menggunakan perpindahan massa relatif terhadap wadahnya untuk mengukur perbedaan percepatan.

Pada Gambar A, wadahnya diam dan massa berada di tengah antara dua batang. Pada kondisi ini, akselerometer menghasilkan tegangan yang konstan.

Ketika wadah mengalami percepatan ke arah horizontal ke kanan (seperti yang ditunjukkan pada Gambar B), inersia massa menyebabkan massa tertinggal, menekan pegas di belakangnya (pegas menjadi lebih rapat) dan meregangkan pegas di depannya.

Selama proses ini terjadi, perangkat akselerometer mencatat tegangan yang lebih tinggi sesuai dengan percepatan yang diukur. Setelah perlambatan, massa kembali ke posisi semula dan tegangan output akan berkurang.

Catatan: Inersia atau kelembaman merujuk pada kecenderungan semua objek fisik untuk menentang perubahan pada keadaan geraknya.

Spesifikasi Sensor Akselerometer

Spesifikasi Dinamis:

Sensitivitas.
Toleransi sensitivitas.
Noise (kebisingan).
Amplitudo puncak.
Respon frekuensi.
Resonansi frekuensi.
Output suhu dari sensitivitas.
Rentang suhu output.

Spesifikasi Elektrik:

Tegangan input.
Arus input.
Tegangan bias.
Waktu yang dibutuhkan untuk menghidupkan akselerometer.
Pelindung.

Spesifikasi Mekanis:

Rentang suhu.
Berat.
Material untuk sensor.
Desain sensor.
Material pelapis.

Jenis Sensor Akselerometer

Sensor akselerometer memiliki 6 jenis yang berbeda yang digunakan secara praktis, yaitu:

Kapasitif – menggunakan lempengan logam pada sensor yang menghasilkan kapasitansi, dan perubahan kapasitansi tersebut mempengaruhi percepatan.
Piezoelektrik – menggunakan kristal piezoelektrik pada sensor yang menghasilkan tegangan yang dapat dikonversi menjadi percepatan.
Piezoresistif – menggunakan lempengan dengan resistansi yang berubah sesuai dengan perubahan percepatan.
Efek Hall – mengkonversi perubahan percepatan menjadi sinyal elektrik dengan mengukur perubahan pergerakan pada daerah yang terpengaruh oleh medan magnet.
Magnetoresistif – mendeteksi perubahan percepatan berdasarkan perubahan resistansi bahan karena adanya medan magnet.
Perpindahan Panas – nilai percepatan diketahui berdasarkan perubahan lokasi benda yang dipanaskan dan diukur ketika terjadi percepatan dengan menggunakan sensor suhu.

Contoh Penggunaan Akselerometer

1. Transportasi

Kendaraan bermotor umumnya menggunakan sensor akselerometer untuk mendeteksi penurunan percepatan yang drastis saat terjadi tabrakan.

Dengan menggunakan pengukuran akselerometer, kalian dapat memeriksa kecepatan yang ditampilkan pada kendaraan untuk mencegah kejadian tersebut.

Tidak hanya digunakan dalam mobil, chip ini juga digunakan dalam transportasi lain seperti pesawat tempur. Fungsinya sebagai komponen dalam sistem navigasi, mendeteksi, dan memantau getaran pada mesin.

2. Bidang Medis

Alat ini juga banyak diaplikasikan dalam bidang kesehatan, contohnya seperti pada jam olahraga yang dilengkapi dengan sensor akselerometer. Setiap langkah yang terhitung akan ditampilkan pada jam olahraga tersebut, berkat penggunaan akselerometer.

3. Peralatan Elektronik

Laptop atau notebook yang kalian miliki sebenarnya dilengkapi dengan sensor akselerometer untuk mengevaluasi goncangan, misalnya saat laptop terjatuh.

Ketika situasi seperti itu terjadi, hard drive akan dilindungi, sehingga data yang tersimpan tidak akan hilang atau rusak.

Pada laptop premium, sensor akselerometer juga digunakan untuk mengubah orientasi layar antara mode potret atau lanskap.

4. Biologi

Akselerometer juga semakin banyak digunakan dalam bidang ilmu biologi. Rekaman percepatan bi-aksial atau tri-aksial dengan frekuensi tinggi (>10 Hz) memungkinkan pemisahan pola perilaku hewan ketika mereka berada di luar jangkauan pengamatan visual.

Rekaman percepatan ini memungkinkan para peneliti untuk mengukur tingkat energi yang dikeluarkan oleh hewan di alam liar. Baik melalui pengukuran frekuensi gerakan ekstremitas atau langkah-langkah seperti percepatan tubuh secara keseluruhan, pendekatan ini telah banyak diadopsi oleh ilmuwan kelautan karena keterbatasan dalam mengamati hewan secara visual di lingkungan alam liar.

Namun, semakin banyak ahli biologi terestrial yang mengadopsi pendekatan serupa. Perangkat ini dapat terhubung ke amplifier untuk memperkuat sinyal.

5. Industri

Akselerometer juga digunakan untuk pemantauan kesehatan mesin pada peralatan berputar seperti pompa, kipas, rol, kompresor, dan menara pendingin.

Program pemantauan getaran terbukti dapat menghemat biaya, mengurangi waktu henti produksi, dan meningkatkan keselamatan di pabrik di seluruh dunia dengan mendeteksi kondisi seperti ketidaksesuaian poros, ketidakseimbangan rotor, kerusakan gigi, atau kerusakan pada bantalan yang dapat menyebabkan perbaikan yang mahal.

Akselerometer getaran memungkinkan pengguna untuk memantau mesin dan mendeteksi kesalahan sebelum peralatan berputar mengalami kegagalan.

Program pemantauan getaran ini digunakan dalam berbagai industri seperti manufaktur otomotif, aplikasi mesin perkakas, produksi farmasi, pembangkit listrik, industri pulp dan kertas, produksi makanan dan minuman, pengolahan air dan limbah, tenaga air, petrokimia, dan manufaktur baja.

6. Navigasi

Inertial Navigation System (INS) adalah sistem navigasi yang menggunakan sensor komputer dan akselerometer untuk terus menghitung posisi, orientasi, dan kecepatan (arah dan kecepatan gerakan) dari objek yang bergerak tanpa memerlukan referensi eksternal.

Istilah lain yang digunakan untuk merujuk pada sistem navigasi inersial atau perangkat yang terkait erat termasuk sistem bimbingan inersial, platform referensi inersial, dan variasi lainnya.

Akselerometer sendiri tidak cocok untuk menentukan perubahan ketinggian atau jarak di mana gravitasi vertikal memiliki pengaruh yang signifikan, seperti pada pesawat terbang dan roket. Dalam menghadapi gradien gravitasi, proses kalibrasi dan data numerik menjadi tidak stabil.

Baca Juga :

Penutup

Demikianlah artikel finoo.id ini telah membahas mengenai pengertian sensor akselerometer. Sebagai teknologi yang semakin populer, akselerometer telah menunjukkan peran pentingnya dalam berbagai sektor, mulai dari elektronik konsumen, otomotif, hingga teknologi ruang angkasa.

Dengan pemahaman yang lebih dalam mengenai sensor akselerometer, kita bisa lebih menghargai kehadirannya dalam kehidupan sehari-hari dan memanfaatkan teknologi ini sebaik mungkin. Kemajuan dalam teknologi akselerometer juga memberikan harapan akan adanya inovasi dan aplikasi baru di masa mendatang yang bisa memperkaya kehidupan kita.

Ingatlah bahwa pengertian dan pengetahuan adalah langkah awal untuk memahami dan menerapkan teknologi. Semoga artikel ini bermanfaat dan dapat menambah wawasan kalian mengenai sensor akselerometer. Sampai jumpa di artikel selanjutnya!