Materi Praktikum Sistem Sensor dan Aktuator

1) Project Board & Rangkaian Dasar (Voltage Divider & Resistive Sensing)

Inti gagasan: Breadboard dipakai untuk merangkai cepat tanpa solder.

Rangkaian paling dasar untuk mengubah perubahan resistansi sensor menjadi tegangan adalah pembagi tegangan:

Vout = Vs × Rbawah / (Ratas + Rbawah)

Jika Rbawah (atau Ratas) diganti sensor (LDR, NTC, FSR), maka Vout berubah mengikuti kondisi fisik (cahaya/suhu/gaya).

Tips cepat:

• Pilih resistor pasangan sensor seorde dengan nilai nominal sensor pada titik kerja agar rentang Vout “pas” di 0–Vref (mis. 5 V).
• Pakai kabel pendek & rapi di breadboard.
• Gunakan resistor pembatas arus untuk LED.
• Pastikan ground bersama.

2) Wheatstone Bridge – Deteksi Perubahan Hambatan Kecil

Apa & kenapa: Wheatstone bridge membandingkan dua cabang resistansi sehingga perubahan kecil (mΩ–Ω) pada sensor tampak sebagai tegangan keluaran Vo.

Idealnya, saat imbang (balanced), Vo ≈ 0.

Begitu sensor berubah sedikit, jembatan tidak imbang → Vo bergeser dari nol.

Cocok untuk: strain gauge, RTD, sensor tekanan.

Resep praktikum (quarter-bridge, sensor = Rx):

• Pasang Rx sebagai salah satu kaki bridge.
• “Nol-kan” (balance) pakai trimpot/rasio R hingga Vo ≈ 0 pada kondisi awal.
• Ubah beban/tekanan → amati Vo mikrovolt–milivolt → perkuat dengan op-amp.

Rule of thumb: untuk perubahan ΔR ≪ R, Vo proporsional terhadap ΔR/R.

3) Operational Amplifier (Op-Amp) – Menguatkan Sinyal Sensor

Peran: Sinyal sensor sering sangat kecil → wajib diperkuat sebelum diproses.

Konfigurasi paling mudah: non-inverting amplifier.

Av = 1 + (Rf / Rg)
Vout = Vin × (1 + Rf/Rg)