Pengertian Sensor Akselerometer (Accelerometer Sensor) dan Prinsip Kerjanya

Pengertian Sensor Akselerometer (Accelerometer Sensor) dan Prinsip Kerjanya – Sensor Akselerometer atau dalam bahasa Inggris ditulis dengan Accelerometer Sensor adalah perangkat elektromekanis yang digunakan untuk mengukur gaya percepatan suatu struktur. Yang dimaksud dengan Percepatan adalah pengukuran pada perubahan kecepatan atau dapat juga dikatakan sebagai “kecepatan yang dibagi dengan waktu”. Misalnya, sebuah mobil yang berakselerasi dari posisi diam hingga 120 km/jam dalam 10 detik memiliki akselerasi setinggi 12 km/jam per detik (120 dibagi 10).

Percepatan yang diukur oleh Sensor Akselorometer ini dapat berupa Pengukuran Statis seperti pengukuran pada gaya gravitasi bumi dan Pengukuran Dinamis seperti pada pengukuran benda yang bergerak (contohnya seperti mendeteksi kemiringan pada smarphone yang dapat memutar tampilan layar menjadi landscape maupun portrait).

Seiring dengan perkembangannya, pengaplikasian Accelerometer Sensor ini semakin luas, mulai dari penggunaan pada pesawat terbang, rudal, pendeteksi gempa bumi, pengendali stabilitas di mobil, pengujian struktur gedung dan bangunan hingga kamera digital dan smartphone yang digunakan oleh konsumen umum.
Baca juga : Pengertian Sensor dan Jenis-jenisnya.

Prinsip Kerja Sensor Akselerometer

Sebagian besar sensor akselerometer modern saat ini menggunakan semikonduktor dan alat piezoelektrik untuk mengukur percepatan, namun untuk mempermudah kita memahami cara kerja ataupun prinsip kerja dari sensor Akselerometer ini, dibawah ini adalah gambar yang menjelaskan tentang pengoperasian akselerometer linier elektromekanis dasar sebagai referensi.

Akselerometer pada gambar di bawah ini menggunakan perpindahan massa padat relatif terhadap wadahnya untuk mengukur perbedaan percepatan. Pada Gambar A diatas, wadah diam dan massa tetap berada di tengah antara dua batangan. Dalam keadaan ini Akselerometer mengeluarkan tegangan antara yang konstan. Jika wadah berakselerasi ke arah palang ke kanan (ditunjukkan pada Gambar B), inersia massa menyebabkannya tertinggal, menekan pegas di belakangnya (pegas menjadi rapat) dan meregangkan pegas di depannya. Saat ini terjadi, perangkat mencatat tegangan yang lebih tinggi relatif terhadap akselerasi yang diukur. Setelah perlambatan, massa kembali ke posisi semulanya dan tegangan output akan menurun.
Catatan : yang dimaksud dengan “Inersia” atau kelembaman adalah kecenderungan semua benda fisik untuk menolak perubahan terhadap keadaan geraknya.

Jenis-jenis Sensor Akselerometer (Accelerometer) dan Cara Kerjanya

Sensor Akselerometer dapat dibuat dalam berbagai bentuk dengan menggunakan berbagai alat dan teknologi. Dibawah ini adalah dua jenis sensor Akselerometer yang sering digunakan.

1). Akselerometer Kapasitif (Capacitive Accelerometer)

Akselerometer yang menerapkan penginderaan kapasitif menghasilkan tegangan yang bergantung pada jarak antara dua permukaan atau plat. Salah satu atau kedua “pelat” tersebut dialiri dengan arus listrik. Apabila terjadi Pergerakan atau getaran pada sensor, maka akan menyebabkan perubahan posisi pada plat tersebut. Perubahan posisi atau jarak di antara dua plat ini akan mengakibatkan perubahan nilai kapasitansinya dan dapat diukur sebagai Output Tegangan.

Akselerometer Kapasitif ini memiliki kelebihan seperti stabilitas yang tinggi dan akurat serta tidak terlalu rentan terhadap Noise dan perubahan suhu.

2). Akselerometer Piezoelektrik (Piezoelectric Accelerometer)

Akselerometer Piezoelektrik adalah jenis sensor Akselerometer yang mengunakan efek Piezoelektrik untuk mengukur Akselerasi atau Percepatan. Sensor Akselerometer jenis ini terdiri dari sebuah Kristal tunggal yang pada saat terjadi perubahan kecepatan ataupun orientasi akan menghasilkan tegangan tertentu dari perubahan tersenbut.

Gaya yang ditimbulkan oleh getaran atau perubahan gerak (percepatan) menyebabkan massa “menekan” material piezoelektrik yang kemudian menghasilkan muatan listrik (tegangan) yang sebanding dengan gaya yang diberikan padanya. Karena muatannya yang sebanding dengan gaya dan massa adalah konstanta, maka muatan listrik tersebut juga sebanding dengan percepatannya. Sensor Akselerometer ini memiliki kelebihan di ukurannya yang relatif kecil dan ringan secara memiliki hasil keakuratan yang tinggi.