Implementation of MEMS Accelerometer for Velocity-based Seismic Sensor

Micro Electro Mechanical System (MEMS) accelerometer is commonly used as acceleration-based vibration sensor. The MEMS accelerometer is small device, simple in the implementation design, and relatively inexpensive. But in some fields of application, due to low frequency operation and also small magnitude of the measured signal, for example in seismology, velocity-based vibration sensor is usually more desirable than acceleration-based sensor. In this research, a velocity-based vibration sensor has been developed using MEMS Accelerometer device e.g. MMA7361L. The acceleration-based vibration signal from the MMA7361L is converted into a velocity-based vibration signal by using an integrator circuit module. This module is assembled by using a band-pass filter and an integral-amplifier. The laboratory test shows that the developed sensor system could detect both low and high-frequency vibration signals in velocity-based with good result. The sensor system has a frequency range of 0.02Hz to 148Hz. It is wider frequency than the geophone (seismic sensor), thus the velocity-based MEMS sensor system has capability for geophone replacement

Pengembangan sensor seismik berbasis MEMS accelerometer

Sensor seismik merupakan komponen utama dalam bidang seismologi. Salah satu sensor seismik yang sering digunakan geofon, namun geofon memiliki kekurangan dalam mendeteksi getaran frekuensi rendah di bawah 10Hz. Dengan adanya kekurangan tersebut menjadi salah satu peluang bagi sensor MEMS yang memiliki rentang frekuensi lebih lebar dibandingkan dengan geofon.Pada penelitian ini sensor MEMS terkonfigurasi dengan pengkondisi sinyal yang telah dilengkapi dengan rangkaian integrator. Fungsi dari rangkaian integrator ini untuk mengubah MEMS Percepatan menjadi MEMS Kecepatan. Sehingga MEMS mampu mendeteksi kecepatan gerakan tanah menyerupai geofon. Hasil respon sinyal MEMS menunjukkan bahwa MEMS Kecepatan mampu mendeteksi getaran frekuensi 0.01Hz hingga 100Hz. Berdasarkan hasil respon frekuensi menunjukkan bahwa MEMS mampu digunakan sebagai sensor seismik

Fungsionalisasi Mems Accelerometer Sebagai Sensor Seismik

Sensor getaran merupakan komponen penting dalam bidang seismologi, seperti pemantauan bencana alam dan eksplorasi sumber daya alam. Saat ini sensor getaran yang sering digunakan adalah sensor Geofon berbasis elektromagnetik. Namun sensor tersebut memiliki beberapa kelemahan yaitu, memiliki ukuran yang besar, harga yang cukup mahal serta terdapat kesulitan dalam proses perawatan. Berdasarkan kelemahan tersebut saat ini muncul teknologi alternatif dalam pengembangan sensor getaran yaitu, sensor MEMS Accelerometer yang bekerja berdasarkan prinsip kapasitansi. MEMS memiliki beberapa kelebihan sebagai sensor getaran, yaitu berbentuk chip IC dengan ukuran yang sangat kecil, memiliki sensitivitas 800mV/[email protected], dan memiliki tiga komponen kerja (x, y, dan z). Pada penelitian ini telah dikembangkan sensor MEMS Accelerometer tipe MMA7361L sebagai sensor seismik berbasis percepatan dan kecepatan. Untuk pengembangan sensor MEMS sebagai kecepatan diperlukan modifikasi menggunakan rangkaian integrator untuk merubah sinyal percepatan menjadi sinyal kecepatan. Berdasarkan hasil penelitian MEMS percepatan dapat merespon getaran yang memiliki frekuensi tinggi serta amplitudo yang tinggi pula dengan frekuensi diatas 30Hz. Sedangkan untuk MEMS kecepatan cut-off rendah mampu merespon getaran dengan frekuensi dibawah 1Hz