Rangkain Pendeteksi Suhu Dengan Output Led
Dari Gambar di Chapter 16.6 Hal 742
Tujuan :
- Mengetahui fungsi komponen yang digunakan.
- Mengetahui prinsip kerja sensor suhu.
- Membuat rangkaian aplikasi "Sensor Suhu" pada aplikasi Proteus.
- Potensiometer Slider
Potensiometer memiliki prinsip kerja yang bisa mengubah nilai dari sebuah hambatan secara linier yang dapat mempunyai banyak fungsi seperti :
- Untuk mengatur sebuah volume mixer atau sound system.
- Untuk membagi sebuah tegangan.
- Untuk pengendali sebuah level sinyal.
- Resistor
- Ground
- Logicstate
- Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
- Gerbang OR : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
- Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
- Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
- Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
- Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
- Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1.
- Arus bias input (Input bias current). Pada prakteknya akan ada aliran arus yang mengalir ke dalam kedua input opamp. Arus ini adalah arus bias mundur transistor. Arus bias input didefinisikan sebagai:
I bias = (I1 + I2 ) / 2. - Arus Offset input (Input offset current). Arus offset input merupakan perbedaan arus bias input dari kedua terminal input. I os = │ I1 – I2│
- Tegangan offset input ( Input offset voltage). Bila V1 dan V2 berada pada tegangan yang sama, tegangan output idealnya harus nol, karena Vo = Ad ( V2 – V1). Tetapi pada prakteknya akan ada tegangan pada output. Tegangan offset input didefinisikan sebagai perbedaan tegangan yang harus disupplaykan pada kedua terminal input agar tegangan output sama dengan nol.
- Differensial voltage gain ( Ad ). Merupakan gain bila perbedaan sinyal tegangan input disupplaykan pada kedua terminal input.
- Common mode voltage gain ( Ac ). Merupakan gain bila suatu sinyal input yang sama disupplaykan pada kedua termi nal input opamp.
- Common mode rejection ratio ( CMRR ). Merupakan perbandingan antara Ad dan Ac dalam satuan dB. CMRR = Ad / Ac.
- Supply voltage rejection ratio ( SVRR ). SVRR = Perubahan dalam tegangan supplay. Perubahan dalam tegangan offset input
- Slew Rate. Merupakan ukuran waktu yang dibutuhkan untuk mensaklarkan output dari minimum tegangan negatip ke maximum tegangan positip. SR = ∆V / ∆T.
- Full power bandwidth ( f FPBW ). f FPBW merupakan frekwensi terbesar dari tegangan sinus penuh yang dapat di outputkan opamp tanpa terjadinya efek slew rate. Jika output,Vo = Vom sin (2πft), maka gradinnya: dVo/ dt = 2πf Vom cos (2πft). Gradien akan maximum bila cos (2πft) = 1. Maka │ dVo/ dt │= 2πf Vom, dimana f adalah f FPBW. Jadi SR = 2π f FPBW Vom. Dan f FPBW = SR / (2π Vom).
- Generic non elektonik kapasitor
- 1N4007
- LED
Infra merah : 1,6 V.Merah : 1,8 V – 2,1 VOranye : 2,2 V.
Kuning : 2,4 V.
Hijau : 2,6 V.
Biru : 3,0 V – 3,5 V.
Putih : 3,0 – 3,6 V.
Ultraviolet : 3,5 V.Dasar Teori
sensor suhu merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi perubahan suhu yang terjadi dengan indikator lampu LedA. BatteryBaterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.B. ResistorResistor memiliki nilai resistansi atau hambatan yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. Resistor memiliki dua pin untuk mengukur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu yang dapat menghasilkan tegangan listrik di antara kedua pin. Nilai tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir.C. LEDLight Emitting Diode atau LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.D. GroundFungsi GroundingSistem grounding pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah untuk memberikan perlindungan pada seluruh sistem. Untuk lebih jelasnya, berikut ini adalah beberapa fungsi dari grounding:- Untuk keselamatan, grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting, misalnya kabel grounding yang terpasang pada badan/sasis alat elektronik seperti setrika listrik akan mencegah kita tersengat listrik saat rangkaian di dalam setrika bocor dan menempel ke badan setrika.
- Dalam instalasi penangkal petir, system grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik yang besar langsung ke bumi. meski sifatnya sama, namun pemasangan kabel grounding untuk instalasi rumah dan grounding untuk pernangkal petir pemasangannya harus terpisah.
- Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.
- Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
E. PotensiometerPotensiometer penggeser, atau pot geser, dirancang untuk mengubah nilai resistansi kontaknya dengan gerakan linier dan dengan demikian terdapat hubungan linier antara posisi kontak penggeser dan resistansi keluaran.
Potensiometer slide terutama digunakan dalam berbagai peralatan audio profesional seperti mixer studio, fader, equalizer grafis, dan konsol kontrol nada audio yang memungkinkan pengguna untuk melihat dari posisi kenop kotak plastik atau pegangan jari pengaturan aktual slide. .
Salah satu kelemahan utama dari potensiometer slider adalah bahwa mereka memiliki slot terbuka yang panjang untuk memungkinkan roda penghapus bergerak bebas dan naik turun di sepanjang trek resistif. Slot terbuka ini membuat trek resistif di dalam rentan terhadap kontaminasi dari debu dan kotoran, atau oleh keringat dan minyak dari tangan pengguna. Penutup dan layar slotted felt dapat digunakan untuk meminimalkan efek kontaminasi trek resistif.- F. TransistorTransistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor BC547 bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).G. IC NE555
Spesifikasi ini merupakan tipe NE555. Pewaktu 555 lainnya mungkin memiliki spesifikasi yang berbeda, tergantung tingkat penggunaannya (militer, medis, penerbangan, dll.).
Tegangan catu (VCC) 4.5 hingga 15 V Arus catu (VCC = +5 V) 3 hingga 6 mA Arus catu (VCC = +15 V) 10 hingga 15 mA Arus keluaran maksimum 200 mA Borosan daya maksimum 600 mW Suhu kerja 0 to 70 °C Variasi
- 556 adalah peranti DIP 14 pin yang menggabungkan dua 555 dalam satu kemasan, susunan kakinya mirip 555 kecuali dua saluran catu yang digabungkan.
- 558 adalah peranti DIP 16 pin yang menggabungkan empat 555 yang sedikit dimodifikasi dalam satu kemasan (kaki DIS dan THR disambungkan internal, TRI adalah sensitif terhadap sisi jatuh).
- Juga tersedia versi daya-ultra-rendah dari 555, seperti 7555 dan TLC555.[4] 7555 membutuhkan pengawatan yang sedikit berbeda, menggunakan lebih sedikit komponen eksternal.
Derivatif
Banyak varian komponen kompatibel, termasuk versi CMOS, telah dibuat oleh berbagai produsen. Ada juga kemasan lebih besar dengan dua atau empat pewaktu dalam satu kemasan.
Produsen Model Keterangan Custom Silicon Solutions[1] CSS555/CSS555C CMOS dari 1.2V, IDD < 5uA ECG Philips ECG955M Exar XR-555 Fairchild Semiconductor NE555/KA555 Harris HA555 IK Semicon ILC555 CMOS dari 2V Intersil SE555/NE555/ICM7555 Lithic Systems LC555 Maxim ICM7555 CMOS dari 2V Motorola MC1455/MC1555 National Semiconductor LM1455/LM555/LM555C National Semiconductor LMC555 CMOS dari 1.5V NTE Sylvania NTE955M Raytheon RM555/RC555 RCA CA555/CA555C STMicroelectronics NE555N/ K3T647 Texas Instruments SN52555/SN72555; TLC555 CMOS dari 2V USSR K1006ВИ1 Zetex ZSCT1555 hingga serendah 0.9V Moda operasi
555 memiliki tiga moda operasi dasar, yaitu:
- Moda ekamantap: pada moda ini, 555 berfungsi sebagai ekamantap (one-shot). Penggunaannya meliputi pewaktu, pendeteksi pulsa hilang, sakelar tanpa pentalan, sakelar sentuh, pembagi frekuensi, pengukur kapasitansi, pemodulasi lebar pulsa, dll.
- moda takstabil: 555 dapat beroperasi sebagai osilator. Penggunaan meliputi lampu kerdip, generator pulsa, alarm keamanan, pemodulasi posisi pulsa, dll.
- Moda dwimantap dan penyulut Schmitt: 555 dapat beroperasi sebagai flip-flop jika kaki DIS tidak disambungkan dan tidak ada kondensator yang digunakan. Penggunaannya meliputi pencacah biner, sakelar menggrendel, dll.
Susunan kaki
Sambungan kaki dari 555 adalah:
No. Nama Kegunaan 1 GND GrouND (0V) 2 TR TRigger (penyulut), pulsa negatif pendek pada pin ini menyulut pewaktuan 3 Q Output (keluaran), Selama pewaktuan, keluaran berada pada +VCC 4 R Reset, interval pewaktuan dapat disela dengan memberikan pulsa reset 0V 5 CV Control Voltage memungkinkan untuk mengakses pembagi tegangan internal (2/3 VCC) 6 THR THReshold menentukan akhir pewaktuan (pewaktuan berakhir Vthr < 2/3 VCC) 7 DIS DIScharge disambungkan ke kondensator, dan waktu pembuangan muatan kondensator menentukan interval pewaktuan. 8 V+ positive supply Voltage tegangan catu posi H. Kapasitor
Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi.Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebuat dengan kapasitansi atau kapasitas.J. IN 40007
I. RelayPrinsip Kerja RelayPada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
- Electromagnet (Coil)
- Armature
- Switch Contact Point (Saklar)
- Spring
Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
- Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
- Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.
Arti Pole dan Throw pada RelayKarena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :
- Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
- Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)
Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :
- Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
- Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
- Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
- Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.
Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya.
Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :
J. Logicstate
Logicstate adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya. - K. OP AMPPenguat operasional (bahasa Inggris: operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan (bahasa Inggris: coupling) arus searah yang memiliki bati (faktor penguatan atau dalam bahasa Inggris: gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741.Penguat operasional adalah perangkat yang sangat efisien dan serba guna. Contoh penggunaan penguat operasional adalah untuk operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan terhadap tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti komparator dan osilator dengan distorsi rendah.Detail Operational Amplifier seri 741Penguat operasional dalam bentuk rangkaian terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Karakteristik penguat operasional ideal adalah:
- Bati tegangan tidak terbatas
- Impedansi masukan tidak terbatas
- Impedansi keluaran nol
- Lebar pita tidak terbatas
- Tegangan offset nol (kondisi ketika masukan sebesar nol)
L. Sensor Pir
Yaitu dengan menancapkan sebuah batang logam atau pasak biasanya di pasang tegak lurus masuk kedalam tanah. Ada juga yang menggunakan pipa galvanis yang di dalamnya di isi dengan kabel BC, kemudian di hubungkan dengan kabel penyalur melalui bak kontrol.
Bila sistem single grounding masih mendapatkan hasil kurang baik, maka perlu di tambahkan material logam arus pelepas ke dalam tanah yang jarak antara batang logam atau material minimal 2 meter dan dihubungkan dengan kabel BC/BCC.
Penambahan batang logam atau material dapat juga di tanam mendatar dengan kedalaman tertentu, bisa juga mengelilingi bangunan membentuk cincin atau cakar ayam. Kedua teknik ini bisa juga di terapkan secara bersamaan dengan acuan tahanan sebaran/resistansi kurang dari 5 Ohm setelah pengukuran dengan Earth Tester Ground.
3. Maksimum Ground
Maksimum grounding yaitu dengan memasukkan bahan grounding penangkal petir dalam bentuk lembaran tembaga yang diikat oleh kabel BC, serta dengan memasukkan larutan bentonite pada titik grounding penangkal petir tersebut. Hal ini dengan tujuan untuk meningkatkan serta menjaga kualitas resistensi grounding. Biasanya material ini di gunkan pada daerah yang tekstur tanahnya keras atau berbatu.
Tetapi pada prakteknya ,ada beberapa karakteristik OpAmp antara lain:
Tetapi pada prakteknya ,ada beberapa karakteristik OpAmp antara lain:
Sensor PIR merupakan sensor yang dapat mendeteksi pergerakan, dalam hal ini sensor PIR banyak digunakan untuk mengetahui apakah ada pergerakan manusia dalam daerah yang mampu dijangkau oleh sensor PIR. Sensor ini memiliki ukuran yang kecil, murah, hanya membutuhkan daya yang kecil, dan mudah untuk digunakan. Oleh sebab itu, sensor ini banyak digunakan pada skala rumah maupun bisnis. Sensor PIR ini sendiri merupakan kependekan dari “Passive InfraRed” sensor.
Cara Kerja PIR
Pada umumnya sensor PIR dibuat dengan sebuah sensor pyroelectric sensor (seperti yang terlihat pada gambar disamping) yang dapat mendeteksi tingkat radiasi infrared. Segala sesuatu mengeluarkan radiasi dalam jumlah sedikit, tapi semakin panas benda/mahluk tersebut maka tingkat radiasi yang dikeluarkan akan semakin besar. Sensor ini dibagi menjadi dua bagian agar dapat mendeteksi pergerakan bukan rata-rata dari tingkat infrared. Dua bagian ini terhubung satu sama lain sehingga jika keduanya mendeteksi tingkat infrared yang sama maka kondisinya akan LOW namun jika kedua bagian ini mendeteksi tingkat infrared yang berbeda (terdapat pergerakan) maka akan memiliki output HIGH dan LOW secara bergantian.
Inilah mengapa sensor PIR dapat mendeteksi pergerakan manusia yang masuk pada jangkauan sensor PIR, hal ini disebabkan manusia memiliki panas tubuh sehingga mengeluarkan radiasi infrared seperti yang ditunjukkan pada gambar disamping.
Gambar berikut menunjukkan bagian-bagian dari sensor PIR yang perlu untuk diketahui
- Pengatur Waktu Jeda : Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi gerakan dan gerakan telah berahir. *
- Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
- Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
- Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
- DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).
- Output Digital : Output digital sensor
- Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
- BISS0001 : IC Sensor PIR
- Pengatur Jumper : Untuk mengatur output dari pin digital.
Percobaan
- Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.
- Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.
- Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.
- Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.
- Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.
- Buka bagian Terminals mode ().
- Pilih terminal yang diperlukan.
- Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.
- Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.
- Klik play () pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.
- Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output LED pada rangkaian sensor sentuh tersebut dan motor sebagai penggerak keran
PIR HC - SR501 = Sensor Suhu IC LM358 = Penguat invertin Potensio 10k = Sensitivitas rangkaian
Pada saat terdeteksi suatu perubahan suhu oleh HC-SR501 , maka perubahantersebut diubah menjadi tegangan listrik yang selajutnya dikuatkan oleh OP-AMP IC LM358 menuju driver relay , sehingga lampu menyala karena relay dalam keadaan Normally Close. Lama waktu nyala lampu ditentukan oleh komponen C1.
Pada saat terdeteksi suatu perubahan suhu oleh HC-SR501 , maka perubahantersebut diubah menjadi tegangan listrik yang selajutnya dikuatkan oleh OP-AMP IC LM358 menuju driver relay , sehingga lampu menyala karena relay dalam keadaan Normally Close. Lama waktu nyala lampu ditentukan oleh komponen C1.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar