Pengertian Sensor Akselerometer dan Cara Kerjanya

 

Pengertian Sensor Akselerometer dan Cara Kerjanya

 

Sensor Akselerometer, atau Accelerometer Sensor dalam bahasa Inggris, adalah perangkat elektromekanis yang digunakan untuk mengukur gaya percepatan suatu objek atau struktur. Percepatan sendiri adalah perubahan kecepatan dari suatu benda, yang dapat diartikan sebagai perubahan kecepatan dalam interval waktu tertentu. Sebagai contoh, jika sebuah mobil bergerak dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan 120 km/jam dalam waktu 10 detik, maka mobil tersebut mengalami percepatan sebesar 12 km/jam per detik (dihitung dengan cara membagi perubahan kecepatan 120 km/jam dengan waktu 10 detik).

 

Sensor Akselerometer dapat digunakan untuk mengukur percepatan baik dalam konteks pengukuran statis, seperti pengukuran gaya gravitasi Bumi, maupun dalam pengukuran dinamis, seperti saat mengukur pergerakan objek yang bergerak. Salah satu aplikasi yang umum menggunakan akselerometer adalah pada perangkat seluler dan smartphone, yang dapat mendeteksi perubahan orientasi dan mengubah tampilan layar dari potret ke lanskap atau sebaliknya.

 

Prinsip Kerja Sensor Akselerometer

 

Sebagian besar sensor akselerometer modern menggunakan teknologi semikonduktor dan bahan piezoelektrik untuk mengukur percepatan. Untuk lebih memahami cara kerja sensor akselerometer, mari kita tinjau prinsip dasar dari sensor akselerometer linier elektromekanis.

 

Pada gambar di atas, kita dapat melihat bagaimana sensor akselerometer linier elektromekanis dasar beroperasi. Sensor ini menggunakan perubahan posisi massa relatif terhadap wadahnya untuk mengukur percepatan. Gambar A menunjukkan kondisi ketika wadah dan massa berada dalam keadaan diam, di mana sensor akselerometer menghasilkan tegangan output yang konstan. Namun, ketika wadah berakselerasi ke arah horizontal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar B, massa dalam sensor tersebut akan tertinggal karena inersia (kelembaman), menyebabkan pegas di belakangnya menjadi lebih rapat dan pegas di depannya meregang. Akibatnya, tegangan output sensor akan meningkat sebagai respons terhadap percepatan yang diukur. Setelah percepatan berhenti, massa akan kembali ke posisi semula, dan tegangan output sensor akan kembali ke nilai semula.

 

Penting untuk mencatat bahwa inersia atau kelembaman adalah kecenderungan benda fisik untuk menentang perubahan terhadap keadaan geraknya. Prinsip ini menjadi dasar dari cara kerja sensor akselerometer ini.

 

Jenis-jenis Sensor Akselerometer dan Cara Kerjanya

 

Sensor Akselerometer dapat ditemukan dalam berbagai jenis, dan cara kerja mereka dapat bervariasi. Di bawah ini akan dijelaskan dua jenis sensor akselerometer yang umum digunakan:

 

1. Akselerometer Kapasitif (Capacitive Accelerometer): Jenis akselerometer ini menggunakan prinsip kapasitansi untuk mengukur percepatan. Sensor akselerometer kapasitif memiliki dua permukaan atau plat yang berfungsi sebagai kapasitor. Salah satu atau kedua plat tersebut dialiri arus listrik. Ketika terjadi pergerakan atau getaran pada sensor, jarak antara dua plat akan berubah. Perubahan jarak ini mengakibatkan perubahan kapasitansi, yang dapat diukur sebagai perubahan tegangan output. Keuntungan sensor akselerometer kapasitif termasuk stabilitas tinggi, akurasi, dan resistensi terhadap noise dan perubahan suhu.

 

2. Akselerometer Piezoelektrik (Piezoelectric Accelerometer): Sensor akselerometer jenis ini menggunakan efek piezoelektrik untuk mengukur percepatan. Sensor akselerometer piezoelektrik terdiri dari sebuah kristal tunggal yang akan menghasilkan tegangan saat mengalami perubahan kecepatan atau orientasi. Gaya yang disebabkan oleh getaran atau percepatan objek menyebabkan kristal ini "ditekan", yang menghasilkan muatan listrik (tegangan) yang sebanding dengan gaya yang diberikan padanya. Karena muatannya berbanding lurus dengan massa dan gaya yang bekerja pada sensor, tegangan yang dihasilkan juga sebanding dengan percepatan yang diukur. Sensor akselerometer piezoelektrik biasanya memiliki ukuran yang lebih kecil, ringan, dan mampu memberikan hasil yang sangat akurat.

 

Dalam rangkaian pengukuran dan kontrol modern, sensor akselerometer memiliki peran yang penting dalam mendeteksi perubahan kecepatan, orientasi, dan percepatan suatu objek. Jenis-jenis sensor ini memberikan kemampuan untuk mengukur berbagai jenis percepatan, baik yang bersifat statis maupun dinamis, dan memiliki aplikasi yang sangat luas mulai dari kendaraan hingga perangkat elektronik konsumen.***