Sensor pneumatic cylinder digunakan untuk memberikan umpan balik posisi ke sistem kontrol di mesin dan peralatan otomatis. Silinder pneumatik menggunakan sensor untuk mendeteksi posisi linier piston untuk aplikasi di mana umpan balik posisi sangat penting.

Jenis sensor yang paling umum digunakan untuk silinder pneumatik adalah sensor jarak magnetik, yang mendeteksi medan magnet yang terintegrasi dalam piston silinder.

Bagaimana Cara Kerja Sensor Pneumatic Cylinder?

Sensor dipasang ke badan silinder pneumatik dan akan menunjukkan "ON" atau "OFF" berdasarkan kedekatannya dengan magnet. Tergantung pada aplikasinya, berbagai teknologi sensor jarak magnetik yang berbeda dapat digunakan untuk memaksimalkan kinerja, ruang, dan keandalan. 

Sensor Reed adalah jenis sensor pneumatic cylinder yang paling umum. Mereka telah digunakan selama bertahun-tahun dan merupakan teknologi yang terbukti kehandalannya.

Dua penyebab utama kekhawatiran untuk sensor reed di atas sensor lain yang dibahas di bawah ini adalah masalah masa pakai dan guncangan/getaran.

Sensor Reed biasanya memiliki siklus hidup lebih dari 10 juta dan biasanya sensor reed bukanlah yang pertama gagal saat berada dalam aplikasi guncangan atau getaran tinggi. Untuk alasan ini, sensor reed telah dan masih merupakan sensor pneumatic cylinder yang paling populer.

Mengapa menggunakan sensor untuk Pneumatic Cylinder?

Sensor posisi linier silinder pneumatik digunakan untuk mendeteksi posisi linier piston selama operasi. Silinder pneumatik biasanya dibuat dengan magnet yang sudah terpasang secara internal pada piston, sehingga penggunaan sensor jarak dari magnet dapat digunakan jika diinginkan.

Tergantung di mana sensor dipasang, sensor dapat mendeteksi ekstensi, retraksi, atau posisi di sepanjang badan silinder.

Beberapa sensor juga dapat dipasang ke satu silinder pneumatik untuk beberapa lokasi umpan balik posisi. Silinder pneumatik dengan sensor posisi memungkinkan keamanan dan umpan balik tambahan untuk memastikan lokasi piston untuk aplikasi penting.

Pemasangan sensor Pneumatic Cylinder

Dua tipe paling umum dari tipe bodi silinder pneumatik adalah profil, seperti ISO 15552 seperti pada square double acting magnetic cylinder, atau bundar, seperti ISO 6432 (double acting miniatur cylinder pneumatic).

Tergantung pada tipe bodi, ada metode pemasangan yang berbeda. Metode pemasangan juga dapat berubah dengan jenis sensor yang berbeda, jadi penting untuk memahami jenis badan silinder yang Anda miliki dengan jenis sensornya.

Silinder profil

Silinder profil berbentuk persegi panjang dan memiliki dua metode mudah untuk memasang sensor ke badan silinder. Untuk silinder pneumatik yang mematuhi ISO 15552, ada alur di sepanjang bodi untuk memasang sensor. Sensor diikat ke tempatnya dengan sekrup penyetel menggunakan obeng.

Silinder profil lainnya memiliki batang pengikat, yang membentang sepanjang badan silinder di keempat sudutnya. Sensor dapat dipasang ke batang pengikat dan digeser ke posisi yang sesuai di sepanjang silinder.

Silinder bulat

Silinder bundar umumnya lebih kecil, seperti ISO 6432, tetapi sensor masih dapat dipasang dengan menggunakan pita melingkar untuk mengelilingi rumah silinder. Pita harus ditentukan sesuai dengan diameter silinder. Setelah dipasang, sensor dan pita dapat meluncur di sepanjang silinder dan kemudian diikat ke tempatnya. Silinder pneumatik ISO 6432 dengan sensor terpasang di atasnya.

Opsi sensor jarak magnetik

Semua sensor yang digunakan untuk silinder pneumatik untuk umpan balik pada posisi linier piston memanfaatkan medan magnet. Oleh karena itu, biasanya semua silinder pneumatik sudah memiliki magnet yang terletak di bagian dalam piston.

Namun, tetap penting untuk memverifikasi spesifikasi desain ini untuk silinder pneumatik Anda jika umpan balik posisi linier diperlukan.

Saklar Reed

Sensor saklar reed adalah sensor jarak magnetik yang diaktifkan "ON" ketika medan magnet yang disejajarkan secara aksial diterapkan padanya. Cara kerja sensor pneumatic cylinder ini adlaah ketika kutub magnet dari magnet yang sejajar secara aksial terletak bersebelahan dalam bidang aksial, magnet yang disejajarkan secara aksial mendekati sensor reed, medan magnet yang sejajar dengan sakelar reed dihasilkan.

Sebuah saklar reed terdiri dari sepasang reed logam feromagnetik, yang tertutup dalam tabung kaca tertutup. Tanpa adanya medan magnet reed logam akan terpisah, dan sensor akan dimatikan "OFF". Ketika piston silinder melewati sakelar dan menerapkan medan magnet yang cukup kuat untuk menarik buluh bersama-sama, sensor akan menjadi "ON".

Dibandingkan dengan opsi sensor lainnya, sakelar reed hemat biaya dan dapat dioperasikan dengan tegangan AC atau DC. Selain itu, sensor saklar reed memiliki konsumsi daya yang rendah yang membuatnya cocok untuk aplikasi dengan persyaratan konsumsi daya.

Karena sifat mekanis dari switching kontak reed, sensor saklar reed memiliki keterbatasan.

Pertama, kontak pensaklaran memiliki jumlah siklus pensaklaran yang terbatas dan akan memerlukan perawatan selama masa pakai mesin.

Selanjutnya, sensor saklar reed tidak cocok untuk aplikasi yang terkena getaran atau guncangan tinggi. Guncangan dan getaran yang tinggi dapat menyebabkan kontak reed yang menyebabkan pensinyalan menjadi tidak akurat.

Karakteristik sakelar dari sakelar reed juga dapat menyebabkan sakelar ganda yang tidak diinginkan. Peralihan ganda adalah ketika output sensor beralih "ON" dan "OFF" dua kali sementara magnet silinder melewati sakelar reed satu kali.

Sakelar ganda palsu dari output sensor disebabkan oleh kekuatan medan magnet yang tidak seragam. Kekuatan medan magnet paling kuat di setiap kutub magnet dan paling lemah di pusat di antara masing-masing kutub. Jika magnet piston tidak cukup kuat, dapat menyebabkan output sakelar menjadi sakelar ganda saat melewati sensor.

Terakhir, dibandingkan dengan sensor solid-state, sakelar reed relatif lambat untuk diaktifkan yang membuatnya tidak cocok untuk aplikasi yang membutuhkan waktu respon cepat. Namun, sensor saklar reed untuk silinder pneumatik banyak digunakan karena harganya relatif murah dibandingkan dengan sensor lain, tidak memerlukan daya siaga, dapat berfungsi dengan beban DC atau AC, dan merupakan solusi yang sudah terbukti.

Sensor efek hall

Sensor efek hall adalah sensor jarak magnetik yang diaktifkan "ON" ketika medan magnet yang disejajarkan secara radial diterapkan padanya.

Cara kerja sensor pneumatic cylinder ini ketika magnet yang disejajarkan secara radial akan menghasilkan medan magnet yang tegak lurus terhadap medan magnet dari sensor efek hall.

Tidak seperti sakelar reed, sensor efek hall adalah perangkat solid-state dan dirancang dengan komponen yang berbeda. Sakelar reed bergantung pada kontak mekanis yang bergerak untuk menghasilkan keluaran sensor. Perangkat solid-state memberikan output sensor dengan menggunakan sirkuit listrik tanpa komponen yang bergerak.

Sensor efek hall terdiri dari semikonduktor dengan aliran arus kontinu melaluinya. Ketika medan magnet diterapkan secara radial ke aliran arus elektron bermuatan terpisah ke sisi berlawanan dari semikonduktor berdasarkan polaritas.

Pemisahan elektron bermuatan menginduksi tegangan di sirkuit efek hall. Setelah tegangan output di sirkuit lebih besar dari ambang batas switching output sensor diaktifkan "ON".

Tidak seperti sensor saklar reed, sensor efek hall tidak menyertakan komponen bergerak dan akan memiliki jejak pemasangan yang lebih kecil.

Desain solid-state meningkatkan masa pakai sensor karena pengoperasiannya yang bebas aus dan juga membuatnya tahan terhadap goncangan dan getaran. Tanpa perlu mengatasi kelembaman komponen mekanis, sensor efek hall juga cocok untuk aplikasi kritis waktu yang memerlukan peralihan cepat.

Mirip dengan sensor saklar reed, orientasi magnet penting untuk pengoperasian yang benar. Selain itu, sensor efek hall memiliki sensitivitas yang rendah. Tergantung pada diameter dan ketebalan badan silinder, output switching mungkin tidak aktif dengan benar.

Mirip dengan sakelar reed, titik sakelar ganda juga dimungkinkan karena sensitivitas sensor yang rendah.

Sensor magnetoresistif anisotropik

Sensor magnetoresistive anisotropic (AMR) adalah sensor jarak magnetik solid-state yang diaktifkan "ON" ketika medan magnet radial atau aksial diterapkan padanya.

Sirkuit AMR terdiri dari sirkuit jembatan Wheatstone untuk mengukur resistansi. Resistansi sensor AMR akan berkurang dengan kekuatan medan magnet, yang menghasilkan gradien tegangan yang lebih besar di seluruh rangkaian AMR.

Setelah tegangan melintasi rangkaian lebih besar dari ambang switching, output sensor diaktifkan "ON".

Mirip dengan sensor efek hall, sensor AMR bekerja cepat, bebas aus, dan tahan terhadap guncangan dan getaran.

Kelebihan sensor AMR adalah tidak terlalu sensitif dibandingkan sensor hall dan merespon dengan baik terhadap perubahan kekuatan medan magnet. Hal ini menghasilkan deteksi piston yang lebih baik pada jarak yang lebih jauh karena kemampuannya mendeteksi medan magnet yang lebih lemah. Kemungkinan titik sakelar ganda dihilangkan karena sensor AMR masih memiliki sensitivitas yang cukup tinggi.

Selain itu, sensor akan mendeteksi magnet magnet secara aksial dan radial. Sensor AMR lebih ringkas daripada sensor saklar reed dan biayanya lebih murah.

Kekurangan sensor AMR adalah bahwa mereka biasanya terus menerus menarik arus. Untuk aplikasi dengan kebutuhan daya rendah, sensor saklar reed mungkin merupakan pilihan sensor yang lebih cocok.

Sensor magnetoresistif giant

Sensor magnetoresistive giant (SMG) adalah sensor jarak magnetik solid-state yang diaktifkan "ON" ketika medan magnet radial atau aksial diterapkan padanya. Sensor SMG terdiri dari berbagai lapisan lapisan konduktif magnetik dan non-magnetik bolak-balik.

Cara kerja sensor pneumatic cylinder ini agak mirip dengan sensor AMR. Ketika medan magnet diterapkan ke sensor, sifat resistansi dari rangkaian berubah menciptakan gradien tegangan yang lebih tinggi di sirkuit sebagai medan magnet meningkat.

Misalnya, dengan adanya medan magnet, resistansi rangkaian berkurang sehingga memungkinkan arus mengalir dan tegangan melintasi rangkaian meningkat. Setelah tegangan melintasi rangkaian lebih besar dari ambang switching, output sensor diaktifkan "ON".

Sensor SMG menawarkan manfaat yang serupa dengan sensor AMR, namun sensor ini bahkan lebih sensitif terhadap keberadaan medan magnet. Sensitivitas tinggi juga memungkinkan sensor yang sangat ringkas, yang cocok untuk silinder pneumatik yang lebih kecil dan lebih pendek.

Meskipun sensitivitas tinggi bermanfaat untuk aplikasi yang membutuhkan umpan balik sensor segera, hal itu dapat menyebabkan pensinyalan keluaran yang tidak diinginkan jika terganggu oleh medan magnet di sekitarnya. Misalnya, lingkungan dengan daya tinggi di sekitar (motor AC atau daya masuk AC) dapat mengganggu sinyal sensor dan menyebabkan kesalahan yang tidak diinginkan.

Sensor pneumatic cylinder apa yang cocok untuk Anda?

Untuk sebagian besar aplikasi, sensor reed biasanya dipilih. Mereka adalah teknologi yang telah terbukti dan memiliki siklus hidup yang cukup lama dan ketahanan getaran untuk menangani aplikasi umum.

Namun, kriteria lain yang perlu dipertimbangkan untuk aplikasi khusus adalah:

Lingkungan: Apakah silinder akan terkena getaran atau guncangan dalam jumlah besar? Jika demikian, sensor solid-state merupakan sensor pneumatic cylinder yang tepat. Sensor solid-state yang umum adalah sensor hall effect, AMR dan SMG. Selain itu, apakah sensor akan berada di lingkungan tertutup yang bersih atau memerlukan rumah pelindung yang tinggi, seperti IP67. Pertimbangan suhu juga harus diperhitungkan.

Kecepatan Pengalihan: Seberapa pentingkah kecepatan pengalihan keluaran untuk aplikasi Anda? Sensor solid-state menawarkan waktu switching yang lebih cepat. Sensor solid-state yang umum adalah sensor hall effect, AMR dan SMG.

Jenis Keluaran: Apa jenis sinyal keluaran yang diperlukan dari sistem kontrol? Sinyal output PNP dan NPN tersedia untuk perangkat solid-state.

PNP: Output PNP menyediakan jalur untuk memasok daya positif ke output. Ini juga biasa dikenal sebagai "sensor sumber". PNP dianggap lebih umum di Amerika Utara dan Eropa.

NPN: Output NPN menyediakan jalur untuk memasok ke ground. Ini juga biasa dikenal sebagai "sensor tenggelam". NPN dianggap lebih populer di Asia.

Karakteristik Sinyal Switching: Berapa daya switching dan persyaratan saat ini dari sistem kontrol? Sensor yang dipilih harus kompatibel untuk pengoperasian yang benar.

Pemasangan: Opsi pemasangan apa yang tersedia untuk setiap jenis silinder? Tergantung pada apakah Anda memiliki silinder profil dengan alur atau batang pengikat atau jika Anda memiliki silinder bundar, jenis pemasangannya berubah.

Orientasi Magnet: Saklar reed dan sensor efek hall memerlukan orientasi yang benar dari medan magnet yang diterapkan untuk pengoperasian yang benar. Oleh karena itu, sensor harus dipasang dengan orientasi yang tepat ke piston.

Perlindungan Sirkuit: Jika diperlukan, sensor dapat menggabungkan perlindungan sirkuit, seperti korsleting, polaritas terbalik, dan perlindungan lonjakan arus.

Pengkabelan: Pengkabelan catu daya ke sensor akan berbeda tergantung pada apakah sensor tersebut adalah sensor solid-state (mis. AMR, SMG, efek hall) atau sensor reed. Sebuah LED untuk menunjukkan kabel yang benar sering tersedia untuk setiap sensor. Misalnya, jika polaritas catu daya ke sakelar buluh dibalik, LED pada sensor tidak akan menyala.

Sensor saklar reed umumnya memiliki konfigurasi 2 kabel sedangkan sensor solid-state memiliki 3 kabel. Selain kabel positif dan negatif, kabel ketiga akan digunakan untuk koneksi ke beban. Pengkabelan yang benar dari kabel beban harus selalu diverifikasi sebelum menerapkan daya karena kesalahan pengkabelan dapat merusak sensor secara permanen.

Untuk informasi lebih lanjut silahkan hubungi:

Jakarta: 021-75911880
Bandung: 022-7537575
Solo: 0271-7891954

Kawan Era Baru Shop merupakan bagian saluran online dari PT. Kawan Era Baru yang merupakan distributor resmi pneumatic dari Janatics.