Kita akan mulai dengan mendefinisikan apa itu sensor dan klasifikasi sensor. Kemudian kita akan membahas apa saja aplikasi yang berbeda dan mungkin untuk sensor. Dan bagaimana memilih sensor terbaik yang sesuai dengan aplikasi atau proyek Anda. Terakhir, kita akan langsung membahasnya dan mulai mendemonstrasikan setiap sensor satu per satu. Ini mungkin merupakan bacaan yang panjang, tetapi pasti informatif dan bermanfaat. Dan tanpa basa-basi lagi, mari kita mulai!

1. Apa itu Sensor?
Sensor merupakan perangkat elektronik yang digunakan untuk mengukur beberapa parameter fisik (misalnya suhu, tekanan, intensitas cahaya, dll). Keluaran dari sensor elektronik berupa sinyal listrik yang dapat berupa analog atau digital. Pemrosesan output sensor dapat dilakukan dalam perangkat keras (menggunakan elemen elektronik diskrit) atau perangkat lunak (menggunakan semacam mikrokontroler atau MPU). Setiap sensor memiliki prinsip kerja yang berbeda, tergantung pada konstruksi fisik dan parameter fisik yang sebenarnya diukur. Hal yang umum di antara semua sensor adalah mereka semua mengubah parameter fisik (seperti suhu) menjadi sinyal listrik. Tetapi masing-masing memiliki fungsi transfer tertentu (untuk analog) atau bus komunikasi tertentu seperti SPI, UART, dll (untuk digital). Detail spesifik ini ditunjukkan sepenuhnya dalam lembar data untuk setiap sensor dengan diagram koneksi tipikal dan cara menghubungkannya.

2 Klasifikasi Sensor
Sebenarnya, ada banyak klasifikasi untuk sensor. Menurut jenis sinyal output atau parameter fisik yang diukurnya, kita bisa mengklasifikasikan sensor, dan pertimbangan lain yang bisa diambil, sehingga menghasilkan berbagai cara untuk mengklasifikasikan sensor. Namun demikian, dalam artikel ini, saya akan menyebutkan beberapa cara untuk mengklasifikasikan sensor. Yang pertama adalah jenis sinyal output dan yang kedua adalah parameter fisik yang mereka ukur.

Klasifikasi Sinyal Keluaran Sensor

1. Hasil analog
Keluaran dari sensor ini adalah tegangan analog yang dapat diukur kemudian menentukan parameter fisik yang diinginkan menggunakan fungsi transfer sensor. Mungkin juga kapasitif atau resistif atau analog apa pun.
Contoh : Sensor suhu (khusus LM35) adalah sensor analog yang keluarannya.

2. Hasil digital
Output dari sensor ini adalah data digital yang dapat dibaca melalui bus komunikasi serial atau paralel (seperti UART, SPI, I2C, dll). Format tipikal untuk data ditunjukkan persis di lembar data sensor.
Contoh : Sensor akselerometer (ADXL345) adalah sensor digital yang mengirimkan data keluarannya melalui bus dua kabel I2C.

Klasifikasi Parameter Fisik Sensor

Ada banyak sensor untuk mengukur segala sesuatu yang dapat Anda bayangkan, dan berikut ini adalah sensor yang paling umum.
Sensor Suhu, Sensor Cahaya, Sensor kelembaban, Sensor Arus, Sensor Kecepatan Motor, Sensor Lidar, Sensor Kompas Digital, Sensor Kimia, Sensor Kemiringan, Sensor Getaran, Sensor tekanan, Sensor Membungkuk, Sensor ultrasonik, Sensor Suara (Mikrofon), Sensor Kedekatan, Pendeteksi logam, Sensor Magnetik, Sensor sidik jari, Sensor PIR, Sensor Giroskop, Sensor IR, Sensor Sentuh, Kamera, Sensor Warna, GPS, Sensor Posisi, Sensor Akselerometer, Sensor Odometer. 

3. Aplikasi Untuk Sensor
Sensor telah ada sejak masa awal listrik dan telah digunakan dalam berbagai aplikasi yang sangat luas. Kami menggunakan sensor dalam proyek elektronik, robotika, industri, dan banyak lagi. Di bawah ini adalah daftar singkat aplikasi umum sensor.

• Otomasi
• Robotika
• Sistem Tertanam
• Komputer
• Mobil Pintar
• Avionik
• Satelit
• Rumah Pintar
• Ponsel Pintar
• Jam Tangan Pintar
• Pembangkit energi
• Penginderaan Jauh
• Komunikasi

Hampir di semua sistem tertanam dan perangkat elektronik, setidaknya akan ada beberapa sensor yang memberikan semacam umpan balik untuk properti fisik seperti suhu, tekanan, dll. Daftarnya terus bertambah, dan bukan dalam ruang lingkup artikel ini untuk membuat daftar lengkap yang lengkap untuk semua kemungkinan aplikasi sensor. Ini hanya dimaksudkan untuk memberi Anda gambaran tentang sebanyak mungkin kemungkinan yang saya bisa.

4. Bagaimana Cara Memilih Sensor yang Tepat?
Ada banyak faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih sensor untuk proyek Anda. Tetapi semuanya dimulai dengan memilih parameter fisik yang ingin Anda ukur. Kemudian saatnya untuk mempertimbangkan beberapa faktor lain untuk mendapatkan sensor terbaik untuk hasil terbaik dan dalam batasan yang diberikan seperti anggaran, akurasi, dll. Di bawah ini adalah beberapa faktor yang paling penting untuk dipertimbangkan.

Rentang Operasi
Faktor terpenting yang perlu dipertimbangkan dalam sebuah sensor adalah rentang operasi. Jika Anda merancang sistem ketel yang akan mengontrol cairan mendidih pada suhu 500°C, Anda tidak boleh menggunakan sensor LM35 kecil yang hanya dapat membaca hingga 150°C. Anda harus memastikan bahwa sensor memenuhi persyaratan jangkauan aplikasi Anda untuk mendapatkan sensor yang tepat untuk itu

Akurasi (Resolusi)
Tentukan resolusi (akurasi) sensor yang diperlukan untuk aplikasi Anda sebelum memilih sensor. Misalnya, sensor suhu dengan akurasi 1°c akan cukup untuk desain sistem tertanam ketel uap. Namun, sensor yang sama dengan akurasi yang sama mungkin tidak cukup untuk beberapa eksperimen ilmiah kritis atau perangkat yang membutuhkan akurasi 0,1 °c. Jadi, ada pertukaran dan Anda harus membuat keputusan sendiri berdasarkan spesifikasi sistem Anda.

Total Biaya
Sensor elektronik memiliki kisaran harga yang luas. Anda dapat dengan mudah menebak bahwa sensor dengan akurasi tinggi selalu jauh lebih mahal daripada sensor dengan akurasi rendah. Rentang dinamis yang luas juga berperan dalam menentukan titik harga sensor, dll. Intinya adalah Anda harus memastikan bahwa Anda memilih sensor yang memberikan hasil terbaik dalam anggaran yang diizinkan untuk proyek Anda. Ya, Anda dapat menurunkan resolusi dan masih mendapatkan proyek yang layak dengan kesalahan kecil pada outputnya, tetapi setidaknya itu berhasil! Daripada menghabiskan semua anggaran untuk sensor berteknologi tinggi dan tidak ada uang yang tersisa untuk bagian lain. Itulah intinya, dan sekali lagi, Anda harus memutuskan pertukaran ini dengan mempertimbangkan situasi dan spesifikasi aplikasi yang tepat untuk proyek Anda.

Metode Interfacing
Seperti yang sudah kami nyatakan sebelumnya, sebagian sensor bersifat analog dan sebagian lagi bersifat digital. Oleh karena itu, ada beberapa cara yang berbeda untuk menghubungkan dan membaca sensor-sensor ini dengan menggunakan pin input analog MCU. Atau dihubungkan pada bus serial seperti UART, SPI, dan I2C. Anda juga harus memutuskan jenis antarmuka yang dapat ditangani oleh aplikasi Anda dengan lebih lancar tanpa masalah atau kehabisan port serial.

5 Bagaimana Cara Mendapatkan Koleksi Sensor Terbaik?
Saya sangat merekomendasikan kit berikut ini yang terdiri dari 37 modul sensor yang berbeda yang mudah dihubungkan dengan papan Arduino dan sistem berbasis mikrokontroler lainnya. Dengan cara ini, Anda bisa mendapatkan pengalaman langsung dan melakukan beberapa eksperimen dengan sensor yang berbeda, sehingga Anda dapat membuat aplikasi berbasis sensor di masa depan. Kit ini tersedia di Amazon.com dan Anda akan menemukan sketsa Arduino di mana-mana di internet untuk memulai dengan masing-masing sensor.

Berbagai Jenis Sensor

Sensor Suhu
Sensor Suhu Semikonduktor adalah perangkat yang datang dalam bentuk sirkuit terpadu yaitu IC, oleh karena itu, dikenal sebagai sensor suhu IC. Ini adalah perangkat elektronik yang diproduksi dengan cara yang sama dengan perangkat semikonduktor elektronik masa kini seperti mikroprosesor. Lebih dari ribuan perangkat dapat dibuat di atas wafer silikon tipis. Berbagai macam sensor suhu semikonduktor yang baru hadir dari produsen yang berbeda. Namun, yang paling populer adalah AD590 dan LM35. Desain mereka dihasilkan dari fakta bahwa dioda semikonduktor memiliki karakteristik tegangan vs arus yang sensitif terhadap suhu. Ketika dua transistor identik dioperasikan pada rasio kerapatan arus kolektor yang konstan, perbedaan tegangan basis-emitor berbanding lurus dengan suhu absolut.

Termistor Koefisien Suhu Negatif (NTC). Rentang pengoperasian yang efektif adalah -50 hingga 250 °C. Detektor Suhu Resistansi (RTD), juga dikenal sebagai termometer resistansi. Platinum RTD menawarkan output yang cukup linier yang sangat akurat (0,1 hingga 1 ° C) pada suhu -200 hingga 600 ° C. Selain memberikan akurasi terbesar, RTD juga cenderung menjadi sensor suhu yang paling mahal.
Termokopel. Termokopel adalah perangkat listrik yang terdiri dari dua konduktor listrik yang berbeda yang membentuk persimpangan listrik pada suhu yang berbeda. Termokopel menghasilkan tegangan yang bergantung pada suhu sebagai hasil dari efek termoelektrik, dan tegangan ini dapat ditafsirkan untuk mengukur suhu. Termokopel adalah jenis sensor suhu yang banyak digunakan.
Termokopel adalah sensor nonlinier, yang memerlukan konversi ketika digunakan untuk kontrol dan kompensasi suhu, biasanya dilakukan dengan menggunakan LUT (tabel pencarian). Akurasi rendah, dari 0,5 ° C hingga 5 ° C. Namun, mereka beroperasi pada rentang suhu terluas, dari -200 ° C hingga 1750 ° C.

Sensor Tekanan
Sensor tekanan digunakan untuk mengukur tekanan gas dan cairan. Sensor tekanan digunakan untuk kontrol dan pemantauan dalam ribuan aplikasi sehari-hari. Sensor tekanan juga dapat digunakan untuk mengukur variabel lain secara tidak langsung seperti aliran fluida/gas, kecepatan, ketinggian air, dan ketinggian.

Berbagai Jenis Sensor Tekanan

Sensor tekanan dapat diklasifikasikan berdasarkan rentang tekanan yang diukurnya, rentang suhu operasi, dan yang paling penting adalah jenis tekanan yang diukurnya. Sensor tekanan diberi nama yang beragam sesuai dengan tujuannya, tetapi teknologi yang sama dapat digunakan dengan nama yang berbeda.

1. Sensor tekanan absolut
Sensor ini mengukur tekanan relatif terhadap ruang hampa udara yang sempurna.

2. Sensor tekanan pengukur
Sensor ini mengukur tekanan relatif terhadap tekanan atmosfer. Pengukur tekanan ban adalah contoh pengukuran tekanan gauge; apabila menunjukkan angka nol, maka tekanan yang diukurnya sama dengan tekanan sekitar.

3. Sensor tekanan vakum
Istilah ini dapat menyebabkan kebingungan. Istilah ini dapat digunakan untuk menggambarkan sensor yang mengukur tekanan di bawah tekanan atmosfer, yang menunjukkan perbedaan antara tekanan rendah dan tekanan atmosfer, tetapi juga dapat digunakan untuk menggambarkan sensor yang mengukur tekanan absolut relatif terhadap ruang hampa udara.

4. Sensor tekanan diferensial
Sensor ini mengukur perbedaan antara dua tekanan, satu terhubung ke setiap sisi sensor. Sensor tekanan diferensial digunakan untuk mengukur banyak properti, seperti penurunan tekanan melintasi filter oli atau filter udara, level cairan (dengan membandingkan tekanan di atas dan dibawah cairan), atau laju aliran (dengan mengukur perubahan tekanan melintasi batasan). Secara teknis, sebagian besar sensor tekanan adalah sensor tekanan diferensial; misalnya, sensor tekanan pengukur hanyalah sensor tekanan diferensial yang satu sisinya terbuka ke atmosfer sekitar.