a. Mampu mengetahui dan memahami contoh pengaplikasian sensor LM35, PIR, Vibration, dan Flex.
b. Membuat rangkaian sederhana yang dapat berguna bagi kehidupan sehari-hari.
c. Membuat kelas menjadi nyaman dan menyenangkan.
a. Alat
1) Generator DC
2) Voltmeter
3) Speaker
4) Lampu
5) Motor
b. Bahan
1) Logicstate
Gerbang logika adalah perangkat elektronik ideal atau fisik yang mengimplementasikan fungsi Boolean, operasi logis yang dilakukan pada satu atau lebih input biner yang menghasilkan output biner tunggal.
2) Resistor
Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika.
- Spesifikasi :
- Pada umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.
- Pada gelang terakhir merupakam toleransi dari nilai resistansi.
- Daya standar : 1/4 Watts, 1/8 Watts, ½ Watt, 1 Watts, 2 Watts.
3) LED
LED berfungsi sebagai indikator pada rangkaian.
- Spesifikasi :
- Ketahanan cuaca yang unggul.
- 5mm Round Standard Directivity.
- Proxy Tahan UV.
- Maju Saat Ini (JIKA): 30mA.
- Tegangan Maju (VF): 1.8V hingga 2.4V.
- Tegangan Terbalik: 5V.
- Suhu Operasional: -30 ℃ hingga + 85 ℃.
- Suhu Penyimpanan: -40 ℃ hingga + 100 ℃.
- Intensitas Luminous: 20mcd.
4) Dioda
- Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Anoda : Arus selalu masuk melalui anoda.
- Pin 2 : Katoda : Arus selalu keluar melalui katoda.
- Spesifikasi :
- Arus maju rata-rata adalah 1A.
- Arus puncak non-repetitif adalah 30A.
- Arus balik adalah 5uA.
- Tegangan balik RMS adalah 35V.
- Tegangan Reverse repetitif puncak adalah 50V.
- Tersedia dalam Paket DO-41.
5) Transistor
NPN berfungsi untuk memperkuat arus listrik yang masuk ke dalam rangkaian.
- Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Emitor : Arus mengalir keluar melalui emitor.
- Pin 2 : Base : Mengontrol bias transistor.
- Pin 3 : Collector : Arus mengalir melalui kolektor.
- Spesifikasi :
- Transistor NPN Bi-Polar.
- Penguatan Arus DC (hFE) maksimum 300.
- Arus Kolektor Kontinyu (IC) adalah 200mA.
- Base- Emitter Voltage (VBE) adalah 6V.
- Collector-Emitter Voltage (VCE) adalah 40V.
- Collector-Base Voltage (VCB) adalah 60V.
- Tersedia dalam Paket To-92.
6) Relay
Relay berfungsi sebagai saklar atau elektromagnetik switch yang mana dikendalikan oleh magnet listrik.
- Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Coil End 1 : Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground.
- Pin 2 : Coil End 2 : Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground.
- Pin 3 : Common (COM) : Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol.
- Pin 4 : Normally Close (NC) : Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu.
- Pin 5 : Normally Open (NO) : Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu.
- Spesifikasi :
- Trigger Current (Arus Nominal): 70mA.
- Arus beban AC maksimum: 10A @ 250 / 125V AC.
- Arus beban DC maksimum: 10A @ 30 / 28V DC.
- Konfigurasi 5-pin yang ringkas dengan cetakan plastik.
- Waktu operasi: 10msec Waktu rilis: 5msec.
- Peralihan maksimum: 300 operasi / menit (secara mekanis).
7) Sensor LM35
Sensor LM35 berfungsi untuk mengukur suhu dan mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
- Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Vcc : Tegangan input + 5V untuk aplikasi tipikal.
- Pin 2 : Analog Out : Akan ada peningkatan 10mV untuk kenaikan setiap 1°C. Dapat berkisar dari -1V (-55°C) hingga 6V (150°C).- Pin 3 : Ground : Terhubung ke ground sirkuit.
- Tegangan Input Minimum dan Maksimum masing-masing adalah 35V dan -2V. Biasanya 5V.- Spesifikasi Sensor LM35 :
- Dapat mengukur suhu mulai dari -55°C hingga 150°C.
- Tegangan keluaran berbanding lurus (Linear) dengan suhu (yaitu) akan ada kenaikan 10mV (0,01V) untuk setiap kenaikan suhu 1°C.
- ± 0,5°C Akurasi.
- Tiriskan arus kurang dari 60uA.
- Sensor suhu biaya rendah.
- Kecil dan karenanya cocok untuk aplikasi jarak jauh.
- Tersedia dalam paket TO-92, TO-220, TO-CAN dan SOIC.
8) Sensor PIR
Sensor PIR digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah.
- Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Vcc : Tegangan input + 5V untuk aplikasi tipikal. Dapat berkisar dari 4.5V- 12V.
- Pin 2 : Ouput Tinggi / Rendah (Dout) : Pulsa digital tinggi (3,3V) saat dipicu (gerakan terdeteksi) digital rendah (0V) saat idle (tidak ada gerakan yang terdeteksi.
- Pin 3 : Ground : Terhubung ke ground sirkuit.
- Spesifikasi :
- Beragam tegangan input bervariasi dari 4.V hingga 12V (disarankan + 5V)
- Tegangan output Tinggi / Rendah (3.3V TTL)
- Dapat membedakan antara gerakan objek dan gerakan manusia
- Harus mode operasi - Berulang (H) dan Tidak Berulang (H)
- Jarak tempuh sekitar 120 ° dan 7 meter
- Konsumsi daya rendah 65mA
- Suhu pengoperasian dari -20 ° hingga + 80 ° Celcius
9) Vibration Sensor (SW-420)
Vibration sensor berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik.
- Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Vcc : Tegangan input + 5V untuk aplikasi tipikal. Dapat berkisar dari 4.5V- 12V.
- Pin 2 : Ouput Tinggi / Rendah (Dout) : Pulsa digital tinggi (3,3V) saat dipicu (gerakan terdeteksi) digital rendah (0V) saat idle (tidak ada gerakan yang terdeteksi.
- Pin 3 : Ground : Terhubung ke ground sirkuit.
- Spesifikasi :
- Tegangan Operasi : 3.3V hingga 5V DC.
- Operasi Saat Ini : 15mA.
- Menggunakan SW-420 sensor getaran tipe normal tertutup.
- LED menunjukkan keluaran dan daya.
- Desain berbasis LM393.
- Mudah digunakan dengan Mikrokontroler atau bahkan dengan IC Digital / Analog normal.
- Dengan lubang baut untuk memudahkan pemasangan.
- Kecil, murah, dan mudah didapat.
10) Flex Sensor
Flex sensor berfungsi untuk mendeteksi pergerakan lari tangan pada manusia / bagian lekukan lainya.
Flex sensor berfungsi untuk mendeteksi pergerakan lari tangan pada manusia / bagian lekukan lainya.
- Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Vcc : Tegangan input + 5V untuk aplikasi tipikal. Dapat berkisar dari 4.5V- 12V.
- Pin 2 : Ouput Tinggi / Rendah (Dout) : Pulsa digital tinggi (3,3V) saat dipicu (gerakan terdeteksi) digital rendah (0V) saat idle (tidak ada gerakan yang terdeteksi.
- Pin 3 : Ground : Terhubung ke ground sirkuit.
- Spesifikasi :
- Tegangan operasi SENSOR FLEX: 0-5V
- Dapat beroperasi pada tegangan RENDAH
- Peringkat daya: 0,5Watt (kontinu), 1 Watt (puncak)
- Hidup: 1 juta
- Suhu pengoperasian: -45ºC hingga + 80ºC
- Resistensi Datar: 25K Ω
- Toleransi Resistansi: ± 30%
- Kisaran Resistensi Tikungan: 45K hingga 125K Ohm (tergantung pada tikungan)
Gerbang Logika (Logic Gates) 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.
b. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.
- Cara menentukan nilai resistor :
Cara menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor tersebut. Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.
- Rumus :
c. LED-Red
A light-emitting diode (LED) adalah sumber cahaya semikonduktor yang memancarkan cahaya saat arus mengalir melaluinya. Elektron dalam semikonduktor bergabung kembali dengan lubang elektron, melepaskan energi dalam bentuk foton. Warna cahaya (sesuai dengan energi foton) ditentukan oleh energi yang dibutuhkan elektron untuk melintasi celah pita semikonduktor.
- Cara menentukan nilai LED :
- Rumus :
Setelah kita mengetahui Tegangan dan Arus Maju untuk LED seperti pada tabel diatas, maka kita dapat menghitung nilai Resistor yang diperlukan untuk rangkaian LED agar LED yang bersangkutan tidak terbakar atau rusak karena kelebihan arus dan tegangan.
d. Dioda
Dioda terbentuk dari bahan semikonduktor tipe P dan N yang digabungkan. Dengan demikian dioda sering disebut PN junction. Dioda adalah gabungan bahan semikonduktor tipe N yang merupakan bahan dengan kelebihan elektron dan tipe P adalah kekurangan satu elektron sehingga membentuk Hole. Hole dalam hal ini berfungsi sebagai pembawa muatan. Apabila kutub P pada dioda (biasa disebut anode) dihubungkan dengan kutub positif sumber maka akan terjadi pengaliran arus listrik di mana elektron bebas pada sisi N (katode) akan berpindah mengisi hole sehingga terjadi pengaliran arus. Sebaliknya apabila sisi P dihubungkan dengan negatif baterai/sumber, maka elektron akan berpindah ke arah terminal positif sumber. Di dalam dioda tidak akan terjadi perpindahan elektron.
e. Transistor
Prinsip kerja transistor NPN adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor. Dan transistor akan aktif jika arus yang melalui basis berkurang, maka arus yang mengalir pada kolektor ke emitor akan berkurang, hingga titik cutoff. Penurunan ini sangatlah cepat karena perbandingan penguatan yang terjadi antara basis dan kolektor melebihi 200 kali. Transistor jenis NPN adalah transistor positif dimana akan dapat bekerja mengalirkan arus listrik jika basis dialiri arus positf (+)
- Rumus :
- Vce = tegangan antara kaki kolektor dengan kaki emitor (Vce = Vc – Ve)
- Vcb = tegangan antara kaki kolektor dengan kaki basis (Vcb = Vc – Vb )
- Vbe = tegangan antara kaki basis dengan kaki emitor (Vbe = Vb – Ve)
- Vcb = tegangan antara kaki kolektor dengan kaki basis (Vcb = Vc – Vb )
- Vbe = tegangan antara kaki basis dengan kaki emitor (Vbe = Vb – Ve)
- Karakteristik I/O
- Bentuk Gelombang I/O
f. Relay
Fungsi relay adalah sebagai jembatan penghubung antara arus dari baterai langsung ke masa. Penggunaan relay akan memotong alur arus listrik yang melewati rangkaiaan untuk mencapai beban. Artinya, relay akan membuat aliran arus lebih sederhana dan lebih ringkas. Hasilnya, hambatan yang terjadi pada rangkaian kelistrikan tersebut akan lebih kecil sehingga penggunan listrik bisa lebih hemat dan beban kelistrikan bisa lebih maksimal kinerjanya.
Relay bekerja seperti saklar biasa namun saklar ini akan digeraka oleh skema elektromagnetik yang diatur oleh saklar utama. Dalam hal ini saklar didalam relay akan menghubungkan arus langsung dari baterai ke beban kelistrikan, sehingga arus besar dari baterai tersebut tidak perlu berputar-putar melewati saklar yang letaknya didalam dashboard.
- Karakteristik I/O
- Standar IDMT
g. Sensor LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain. LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
- Grafik respon :
h. Sensor PIR
Sensor PIR adalah singkatan dari sensor Inframerah Pasif. Ini adalah sensor berbiaya rendah yang dapat mendeteksi keberadaan manusia atau hewan. Sensor ini memiliki tiga buah pin keluaran Vcc, Output dan Ground seperti yang ditunjukkan pada diagram pin di atas. Karena pin keluaran adalah logika TTL 3.3V, ia dapat digunakan dengan platform apa pun seperti Arduino, Raspberry, PIC, ARM, 8051 dll.
Modul dapat diberi daya dari tegangan 4,5V hingga 20V tetapi, biasanya 5V digunakan. Setelah modul dinyalakan, biarkan modul mengkalibrasi sendiri selama beberapa menit, 2 menit adalah waktu yang ditetapkan dengan baik. Kemudian amati keluaran pada pin keluaran. Sebelum kita menganalisis output perlu diketahui bahwa ada dua mode operasi pada sensor ini yaitu Repeatable (H) dan Non- Repeatable (L) dan mode. Mode Repeatable adalah mode default.
- Grafik Respon :
i. Vibration Sensor (SW-420)
- IC LM393
IC Komparator LM393 digunakan sebagai pembanding tegangan pada modul sensor getaran ini. Pin 2 LM393 dihubungkan ke Preset (Pot 10KΩ) sedangkan pin 3 dihubungkan ke sensor getaran. IC komparator akan membandingkan tegangan ambang batas yang ditetapkan menggunakan preset (pin2) dan pin Sensor Getaran (pin3).
- Preset (Pot pemangkas)
Dengan menggunakan preset onboard, Anda dapat mengatur ambang (sensitivitas) output digital.
- Sakelar Getaran SW-420
Sakelar getaran mengenali amplitudo getaran yang terkena. Respons sakelar dapat berupa penutupan kontak listrik atau pembukaan kontak. Kontak listrik dapat berupa relai elektromekanis atau perangkat solid-state.
- Cara Menggunakan Modul Sensor Getaran SW-420 :
Modul sensor getaran terdiri dari tiga pin yaitu VCC, GND, dan DO. Pin keluaran digital dihubungkan ke pin keluaran dari IC komparator LM393. Hubungkan pin Output Digital modul ke pin Digital Mikrokontroler. Hubungkan pin VCC dan GND ke pin 5V dan GND Mikrokontroler.
- Grafik Respon :
j. Flex Sensor
Flex Sensor pada dasarnya adalah resistor variabel yang resistansi terminalnya meningkat saat sensor dibengkokkan. Jadi kenaikan resistansi sensor ini bergantung pada linearitas permukaan. Jadi biasanya digunakan untuk merasakan perubahan dalam linieritas.
Seperti yang ditunjukkan gambar di atas, ketika permukaan Flex Sensor benar-benar linier, ia akan memiliki resistansi nominalnya. Ketika dibengkokkan dengan sudut 45º, resistansi Flex Sensor meningkat menjadi dua kali lipat dari sebelumnya. Dan bila bengkoknya 90º, resistansi bisa mencapai empat kali lipat resistansi nominal. Jadi resistansi di terminal naik secara linier dengan sudut bengkok. Jadi dalam arti tertentu Flex Sensor mengubah sudut fleksibel menjadi parameter resistance.
- Grafik Respon :
- LM35
1) Siapkan alat dan bahan di Proteus.
2) Perhatikan datasheets setiap bahan.
3) Rangkailah Sensor LM35 :
- pin 1 beri power 5V.
- pin 2 hubungkan ke pin non-inverting pada op-amp U1:A.
- pin 3 hubungkan ke Ground.
4) Pasang rangkaian penguat non-inverting.
5) Hubungkan output U3 resistor, kemudian hubungkan ke kaki base transistor.
6) Hubungkan relay dengan power dan kaki collector transistor.
7) Pasang paralel dioda
7) Pasang voltmeter untuk menghitung tegangan.
8) Jalankan rangkaian.
- PIR
1) Siapkan alat dan bahan di Proteus.
2) Perhatikan datasheet setiap bahan.
3) Vibration Sensor :
- hubungkan testpin ke logic state.
- hubungkan pin ground ke ground.
- hubungkan pin vcc ke power.
- hubungkan pin out ke resistor.
- masukkan file sensor.HEX ke sensor.
4) Hubungkan resistor ke kaki base transistor
5) Hubungkan kaki collector ke kaki anoda diode dan kaki katoda diode ke power.
6) Paralelkan diode dengan relay.
7) Hubungkan kaki NO dengan motor.
8) Hubungkan kaki COM dengan power.
9) Pasang voltmeter untuk menghitung tegangan.
10) Jalankan rangkaian.
- Vibration
1) Siapkan alat dan bahan di Proteus.
2) Perhatikan datasheet setiap bahan.
3) Vibration Sensor :
- hubungkan testpin ke logic state.
- hubungkan pin ground ke ground.
- hubungkan pin vcc ke power.
- hubungkan pin out ke resistor.
- masukkan file sensor.HEX ke sensor.
4) Hubungkan resistor ke kaki base transistor
5) Hubungkan kaki collector ke kaki anoda diode dan kaki katoda diode ke power.
6) Paralelkan diode dengan relay.
7) Hubungkan kaki NO dengan motor.
8) Hubungkan kaki COM dengan power.
9) Pasang voltmeter untuk menghitung tegangan.
10) Jalankan rangkaian.
- Flex
1) Siapkan alat dan bahan di Proteus.
2) Perhatikan datasheet setiap bahan.
3) Vibration Sensor :
- hubungkan testpin ke logic state.
- hubungkan pin ground ke ground.
- hubungkan pin vcc ke power.
- hubungkan pin out ke resistor.
- masukkan file sensor.HEX ke sensor.
4) Hubungkan resistor ke kaki base transistor
5) Hubungkan kaki collector ke kaki anoda diode dan kaki katoda diode ke power.
6) Paralelkan diode dengan relay.
7) Hubungkan kaki NO dengan lampu / infocus dan indikator.
8) Hubungkan kaki COM dengan power.
9) Pasang voltmeter untuk menghitung tegangan.
10) Jalankan rangkaian.
- Prinsip Kerja Simulasi Rangkaian :
- LM35
Rangkaian diberi power supply 5V, besar tegangan keluar (Vout) dari sensor LM35 adalah sebesar 10 mV untuk setiap kenaikan 1ºC.
Ketika sensor mendeteksi suhu < 26ºC maka Voutnya < 0,26 V. Tegangan tersebut diperkuat 3,5 kali oleh rangkaian penguat non-inverting U3, sehingga menjadi < 0,92 V. Kemudian arus mengalir ke transistor dengan hambatan 1k sehingga tegangan < 0,7 V. Karena Vb < 0,7 maka arus dari relay tidak bisa ke ground sehingga relay tidak aktif dan jendela tertutup.
Ketika sensor mendeteksi suhu > 26ºC maka Voutnya > 0,26 V. Tegangan tersebut diperkuat 3,5 kali oleh rangkaian penguat non-inverting U3, sehingga menjadi > 0,92 V. Kemudian arus mengalir ke transistor dengan hambatan 1k sehingga tegangan > 0,7 V. Karena Vb > 0,7 maka arus dari relay bisa ke ground sehingga relay aktif dan jendela terbuka, kipas angin menyala.
- PIR
Pada saat keadaan normal atau tidak terdeteksi objek (logicstate berlogika 0) maka sensor akan off, sehingga tidak ada tegangan yang dikeluarkan oleh sensor (Vout = 0V). Transistor tidak aktif karna tegangan padi kaki base nya < 0,7V sehingga arus pada relay tidak bisa masuk ke transistor dan ground. Relay tidak aktif dan pintu tertutup.
Pada saat terdeteksi objek (logicstate berlogika 1) maka sensor akan on, sehingga Vout pada sensor sebesar 5V, kemudian arus diperkecil oleh resistor 10k. Tegangan pada kaki base > 0.7V yang mengakibatkan transistor on sehingga arus pada relay masuk ke collector lanjut ke emitter dan ke ground. Relay aktif sehingga switch bergeser ke kiri, pintu terbuka.
- Vibration
Pada saat keadaan normal atau tidak terdeteksi getaran (logicstate berlogika 0) maka sensor akan off, sehingga tidak ada tegangan yang dikeluarkan oleh sensor (Vout = 0V). Transistor tidak aktif karna tegangan padi kaki base nya < 0,7V sehingga arus pada relay tidak bisa masuk ke transistor dan ground. Relay tidak aktif dan pintu tertutup.
Pada saat gempa atau terdeteksi getaran (logicstate berlogika 1) maka sensor akan on, sehingga Vout pada sensor sebesar 5V, kemudian arus diperkecil oleh resistor 10k. Tegangan pada kaki base > 0.7V yang mengakibatkan transistor on sehingga arus pada relay masuk ke collector lanjut ke emitter dan ke ground. Relay aktif sehingga switch bergeser ke kiri, pintu terbuka.
- Flex
Pada saat keadaan normal atau tidak terdeteksi lekukan (logicstate berlogika 0) maka sensor akan off, sehingga tidak ada tegangan yang dikeluarkan oleh sensor (Vout = 0V). Transistor tidak aktif karna tegangan padi kaki base nya < 0,7V sehingga arus pada relay tidak bisa masuk ke transistor dan ground. Relay tidak aktif, lampu, infocus dan indikator tidak hidup.
Pada saat terdeteksi lekukan (logicstate berlogika 1) maka sensor akan on, sehingga Vout pada sensor sebesar 5V, kemudian arus diperkecil oleh resistor 10k. Tegangan pada kaki base > 0.7V yang mengakibatkan transistor on sehingga arus pada relay masuk ke collector lanjut ke emitter dan ke ground. Relay aktif sehingga switch bergeser ke kiri, lampu, infocus dan indikator hidup.
No comments:
Post a Comment