On Sunday, 11 November 2018
Piezoelectric adalah suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
PENGERTIAN PIEZOELECTRIC
Kata “piezo” berasal dari kata Yunani yang berarti “tekanan”. Pada tahun 1880, Curie bersaudara, Jacques dan Pierre, menemukan bahwa tekanan menghasilkan muatan listrik di sejumlah kristal seperti kuarsa dan turmalin dan mereka menyebut fenomena ini “piezoelectric effect”. Kemudian mereka juga melihat bahwa medan listrik dapat merusak bahan piezoelectric sehingga efek ini disebut ” inverse piezoelectric effect “.
Piezoelectric adalah suatu material yang dapat menghasilkan perbedaan muatan listrik antara kedua sisinya apabila mengalami deformasi atau perubahan dimensi. Dengan menghubungkan kedua sisi ini dengan konduktor listrik, maka dapat dihasilkan beda potensial atau tegangan listrik, selain itu juga dapat dihasilkan arus listrik.
Material piezoelectric umumnya berbentuk kristal, yaitu material yang atom-atom penyusunnya tersusun sangat rapi yaitu memiliki pola geometri 3D yang pasti. Material piezoelectric yang umum digunakan adalah quartz Kristal (SiO2). SiO2 sangat melimpah di alam yaitu banyak ditemukan dalam bentuk pasir dengan struktur non-kristal atau amorphous. Quartz Kristal terdiri dari atom-atom silicon dan oksigen yang tersusun rapi. Susunan atom-atom ini memiliki muatan yang netral karena posisi atom-atomnya berada pada kondisi kesetimbangan (muatan). Ketika kondisi kesetimbangan ini terganggu karena deformasi Kristal, maka pada sisi Kristal yang berseberangan akan muncul perbedaan muatan listrik. Sehingga ketika kedua sisi Kristal dihubungkan oleh konduktor listrik, akan timbul gaya gerak listrik (Kristal yang mengalami deformasi = dua kutub yang berbeda muatan listrik).
PRINSIP KERJA PIEZOELECTRIC
Kristal piezoelektrik terdiri dari beberapa domain interlocking yang memiliki muatan positif dan negatif. Domain ini simetris dalam kristal, menyebabkan kristal secara keseluruhan menjadi netral. Efek piezoelektrik terjadi ketika keseimbangan muatan dalam kisi kristal dari material terganggu. Ketika tidak ada stres yang diterapkan pada materi, muatan positif dan negatif akan merata dan sehingga tidak ada perbedaan potensial. Ketika kisi telah sedikit diubah (ketika stres diterapkan pada kristal), ketidakseimbangan muatan terjadi yang menciptakan perbedaan potensial, sering mencapai beberapa ribu volt. Bahkan sedikit kecil kristal piezoelektrik dapat menghasilkan tegangan dalam ribuan. Namun, saat ini sangat kecil dan hanya menyebabkan kejutan listrik kecil. Efek piezoelektrik balikan terjadi ketika medan elektrostatik yang diciptakan oleh arus listrik menyebabkan atom dalam material sedikit bergerak.
APLIKASI PIEZOELECTRIC
PENGERTIAN PIEZOELECTRIC
Kata “piezo” berasal dari kata Yunani yang berarti “tekanan”. Pada tahun 1880, Curie bersaudara, Jacques dan Pierre, menemukan bahwa tekanan menghasilkan muatan listrik di sejumlah kristal seperti kuarsa dan turmalin dan mereka menyebut fenomena ini “piezoelectric effect”. Kemudian mereka juga melihat bahwa medan listrik dapat merusak bahan piezoelectric sehingga efek ini disebut ” inverse piezoelectric effect “.
Piezoelectric adalah suatu material yang dapat menghasilkan perbedaan muatan listrik antara kedua sisinya apabila mengalami deformasi atau perubahan dimensi. Dengan menghubungkan kedua sisi ini dengan konduktor listrik, maka dapat dihasilkan beda potensial atau tegangan listrik, selain itu juga dapat dihasilkan arus listrik.
Material piezoelectric umumnya berbentuk kristal, yaitu material yang atom-atom penyusunnya tersusun sangat rapi yaitu memiliki pola geometri 3D yang pasti. Material piezoelectric yang umum digunakan adalah quartz Kristal (SiO2). SiO2 sangat melimpah di alam yaitu banyak ditemukan dalam bentuk pasir dengan struktur non-kristal atau amorphous. Quartz Kristal terdiri dari atom-atom silicon dan oksigen yang tersusun rapi. Susunan atom-atom ini memiliki muatan yang netral karena posisi atom-atomnya berada pada kondisi kesetimbangan (muatan). Ketika kondisi kesetimbangan ini terganggu karena deformasi Kristal, maka pada sisi Kristal yang berseberangan akan muncul perbedaan muatan listrik. Sehingga ketika kedua sisi Kristal dihubungkan oleh konduktor listrik, akan timbul gaya gerak listrik (Kristal yang mengalami deformasi = dua kutub yang berbeda muatan listrik).
PRINSIP KERJA PIEZOELECTRIC
Kristal piezoelektrik terdiri dari beberapa domain interlocking yang memiliki muatan positif dan negatif. Domain ini simetris dalam kristal, menyebabkan kristal secara keseluruhan menjadi netral. Efek piezoelektrik terjadi ketika keseimbangan muatan dalam kisi kristal dari material terganggu. Ketika tidak ada stres yang diterapkan pada materi, muatan positif dan negatif akan merata dan sehingga tidak ada perbedaan potensial. Ketika kisi telah sedikit diubah (ketika stres diterapkan pada kristal), ketidakseimbangan muatan terjadi yang menciptakan perbedaan potensial, sering mencapai beberapa ribu volt. Bahkan sedikit kecil kristal piezoelektrik dapat menghasilkan tegangan dalam ribuan. Namun, saat ini sangat kecil dan hanya menyebabkan kejutan listrik kecil. Efek piezoelektrik balikan terjadi ketika medan elektrostatik yang diciptakan oleh arus listrik menyebabkan atom dalam material sedikit bergerak.
Dengan sifatnya yang bisa mendeteksi
variasi tekanan, maka piezoelectric ini mempunyai fungsi utama yaitu
sebagai sensor. Berikut adalah aplikasi piezoelectric yang digunakan
sebagai sensor:
- mikrofon piezoelectric dan pickup piezoelectric untuk gitar akustik-elektrik.
- Elemen piezoelectric digunakan untuk mendeteksi generasi gelombang sonar.
- Bahan piezoelectric yang digunakan dalam single-axis dan dual-sumbu miring penginderaan.
- Pemantauan daya dalam aplikasi daya tinggi (misalnya perawatan medis, sonochemistry dan industri pengolahan).
- Microbalances piezoelectric digunakan sebagai bahan kimia yang sangat sensitif dan sensor biologis.
- Piezos kadang-kadang digunakan dalam pengukur regangan.
- Piezoelectric digunakan dalam instrumen penetrometer pada Huygens Probe
- Piezoelectric digunakan dalam drum pads elektronik untuk mendeteksi dampak dari tongkat drummer, dan untuk mendeteksi gerakan otot di acceleromyography medis.
- Sistem manajemen mesin otomotif menggunakan piezoelectric untuk mendeteksi detonasi pada mesin (Knock Sensor)dan juga digunakan dalam sistem injeksi bahan bakar untuk mengukur tekanan absolut berjenis (MAP sensor) untuk menentukan beban mesin
- Sensor piezo ultrasonik digunakan dalam deteksi emisi akustik dalam pengujian emisi akustik.
Salah satu aplikasi dari piezoelectric adalah sebagai detektor suara pada
gitar listrik. Piezoelectric sangat sensitive dan responsif, bahkan
getaran pada papan permukaan gitar dapat dideteksi oleh piezoelectric.
Sehingga untuk mendeteksi suara yang dihasilkan oleh gitar,
piezoelectric cukup ditempelkan pada dinding gitar seperti gambar di
bawah dan dihubungkan ke microcontroller atau computer atau sejenisnya
untuk diproses, kemudian dari microcontroller atau computer dapat
dilanjutkan ke speaker.
Baru-baru ini, sebuah perusahaan bernama Pavegen telah mencoba untuk
menggunakan piezoelektric sebagai sumber energi alternative yang
memanfaatkan energi dari manusia berjalan. Idenya adalah memanfaatkan
tempat-tempat keramaian sehingga energi yang terkumpul dari injakan
orang berjalan pada tempat tersebut menghasilkan energi yang besar,
seperti: stasiun dan bandara.
Sumber:
Habibullah, Natsir. 2013. piezoelectric. asramasalman.wordpress.com. [Nopember 2018]
Anonim. 2015. Prinsip Kerja Piezoelectric. http://www.insinyoer.com. [Nopember 2018]
Terima kasih atas kunjungan anda, semoga postingan saya bermanfaat. Tolong berikan pendapat anda tentang postingan saya.
