1.Untuk mengetahui tentang penggunaan sensor PIR dan
sensor MQ -2
2.Untuk mengetahui prinsip kerja sensor PIR
dan sensor MQ - 2
3.Dapat mensimulasikan rangkaian Aplikasi kontrol
keamanan ruangan.
Alat
Generator DC
Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik
dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC
menghasilkan arus DC / arus searah.
Buzzer
Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat
mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
Motor
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi
listrik disebut generator atau dinamo.
Bahan
Transistor NPN
Transistor NPN digunakan untuk memanfaatkan amplifier di mana
kebisingan rendah merupakan faktor pentin.alat semikonduktor yang dipakai
sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching),
stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya
Relay
Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau
switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik.
Sensor PIR
PIR adalah sensor yang mendeteksi
pergerakan manusia. PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan
infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri
dari IR LED dan fototransistor.
Sensor MQ-2
Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk
mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output
membaca sebagai tegangan analog
Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi
untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi
sebagai teminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor
sebanding dengan arus yang melewatinya (V = I.R).
Resistor 1k Ohm
Resistor berfungsi untuk menghambat arus dalam
rangkaian listrik.
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan
gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang
pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang
kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang
ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang
ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai
toleransi dari resistor.
Op-Amp
Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.
1.Generator DC
Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah
generator diperoleh melalui dua cara:
• dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan
tegangan induksi bolak-balik.
• dengan menggunakan komutator, menghasilkan
tegangan DC.
Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi
tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti Gambar 2 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar. Sedangkan posisi jangkar pada Gambar 2.(b), akan menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.
Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin seret), seperti ditunjukkan Gambar 3.(1), maka dihasilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin Gambar 3.(2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positip.
• Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. Sebuah komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.
• Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).
2. Buzzer
Seperti
namanya, Piezoelectric Buzzer adalah jenis Buzzer yang menggunakan efek
Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang
diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan
tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh
telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.
Berikut ini
adalah gambar bentuk dan struktur dasar dari sebuah Piezoelectric Buzzer.
Jika
dibandingkan dengan Speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk digerakan.
Sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan output
langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan Speaker yang harus
menggunakan penguat khusus untuk menggerakan Speaker agar mendapatkan
intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia.
Piezo
Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5
kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound. Tegangan Operasional
Piezoelectric Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt.
3.Motor
Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga
mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang
disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa: kutub-kutub
dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama,
tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah
magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu
kedudukan yang tetap.
4.Transistor
NPN
Transistor NPN
digunakan untuk memanfaatkan amplifier di mana kebisingan rendah merupakan
faktor penting. Simbol transistor NPN
Disebut
transistor NPN karena memiliki kutub Negatif Positif – Negatif. Arah arus yang
bisa dilalui transistor ini sejalan dengan simbol tanda panahnya. Penamaan pada
jenis transistor sebenarnya diambil dan polaritas arus yang bisa dilewati
transistor. Bahan yang umumnya digunakan untuk menghasilkan transistor adalah
sejenis semikonduktor yang juga digunakan untuk dioda yaitu semikonduktor P dan
N yang terrbuat dan germanium atau sibikon.
Cara Kerja
Transistor NPN:
Cara kerja transistor secara sederhana adalah jika pada kaki basis transistor
diberi tegangan bias maka arus pada collector transistor akan mengalir ke kaki
emitor (transistor sebagai saklar). Jika pada tegangan bias ini diikuti dengan
adanya sinyal atau pulsa listrik yang akan dikuatkan maka pada kolektor pun
akan menguatkan sinyal seperti yang ada pada basisnya (transistor sebagai
penguat),Lebih jelasnya bisa dilihat gambar dibawah ini:
Arus yang mengalir
antara kaki basis dan emitor akan berfungsi sebagai saklar untuk mengalirkan arus
yang lebih besar dari kaki kolektor ke emitor Pada transistor bertahan skon,
dibutuhkan tegangan sebesar 0,7V antara in basa dan pin emitor .
5.
Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang
dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical
(Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil)
dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip
Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik
yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang
bertegangan lebih tinggi.
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang
dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet
(coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika
ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga
dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang
bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
Grafik
Relay
Rumus
Cara kerja relay
Ketika kumparan coil di berikan arus listrik, maka akan
timbul gaya elektromagnet sehingga akan menarik Armature berpindah posisi yang
awalnya NC(tertutup) ke posisi NO(terbuka) sehingga menjadi saklar yang dapat
menghantarkan arus listrik di posisi NO. Posisi Armature yang tadinya dalam
kondisi CLOSE akan menjadi OPEN atau terhubung. Armature akan kembali keposisi
CLOSE saat tidak dialiri listrik. Coil yang digunakan untuk menarik Contact
Point ke posisi CLOSE umunnya hanyak membutuhkan arus llistrik yang relatif
kecil.
6.Sensor PIR
Cara Kerja
Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yangterbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
Mengapa sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja? Hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor.
Jadi, ketika seseorang berjalan melewati sensor, sensor akan menangkap pancaran sinar inframerah pasif yang dipancarkan oleh tubuh manusia yang memiliki suhu yang berbeda dari lingkungan sehingga menyebabkan material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh sinar inframerah pasif tersebut. Kemudian sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus tersebut yang kemudian dibandingkan oleh comparator sehingga menghasilkan output.
Ketika manusia berada di depan sensor PIR dengan kondisi diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan dapat digambarkan hampir sama pada kondisi lingkungan disekitarnya. Ketika manusia itu melakukan gerakan, maka tubuh manusia itu akan menghasilkam pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas berbeda yang menyebabkan sensor merespon dengan cara menghasilkan arus pada material Pyroelectricnya dengan besaran yang berbeda beda. Karena besaran yang berbeda inilah comparator menghasilkan output.
Jadi sensor PIR tidak akan menghasilkan output apabila sensor ini dihadapkan dengan benda panas yang tidak memiliki panjang gelombang inframerah antar 8 sampai 14 mikrometer dan benda yang diam seperti sinar lampu yang sangat terang yang mampu menghasilkan panas, pantulan objek benda dari cermin dan suhu panas ketika musim panas.
Untuk jarak jangkau dari sensor PIR sendiri bisa disetting sesuai kebutuhan, akan tetapi jarak maksimalnya hanya +/- 10 meter dan minimal +/- 30 cm.
7.Sensor
MQ-2
Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya.
Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.
- Catu daya pemanas : 5V AC/DC
- Catu daya rangkaian : 5VDC
- Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
- Keluaran : analog (perubahan tegangan)
- Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
- Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
- Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.
- Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.
Ketika terjadi proses pemanasan, kumparan akan dipanaskan sehingga SnO2 keramik menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-2 akan menghasilkan tegangan analog.
Sensor MQ-2 ini memiliki 6 buah masukan yang terdiri dari tiga buah power supply (Vcc) sebasar +5 volt untuk mengaktifkan heater dan sensor, Vss (Ground), dan pin keluaran dari sensor tersebut
8.Resistor
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”.
Grafik hubungan tegangan dan arus terhadap waktu pada resistor
Berdasarkan hukum Ohm:
Resistor digunakan
sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan
salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari
bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat
dari paduan resistivitas tinggi seperti nikelkromium).
Karakteristik utama
dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan.
Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan
induktansi.Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan
sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada
desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan
kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.
9.Op-Amp
Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational
Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
Prinsip kerja op-amp,karakteristik op-amp,fungsi op-amp
Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai
kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input
bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan
nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output.
Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input.
Sebagai penguat operasional ideal , operasional amplifier (Op-Amp) memiliki
karakteristik sebagai berikut :
1. Impedansi Input (Zi) besar = ∞
2. Impedansi Output (Z0) kecil= 0
3. Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞
4. Band Width respon frekuensi lebar = ∞
5. V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung
pada besarnya V1.
6. Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp)
tidak tergantung temperatur / suhu.
4. Rangkaian Simulasi;[kembali}
4.1 Prosedur Percobaan :
4.2 Prinsip kerja
Prinsip Kerja
Aplikasi Sensor MQ-2 sebagai pendeteksi adanya asap didalam ruangan
Ketika sensor mq 2 mendeteksi asap maka logicstate berlogika 1 outputnya alirkan tegangan ke op amp dan ke RV1 lalu dialrikan ke R1 maka tegangan mengalir ke R2 op amp disini sebagai penguat tegangan terjadi 10x penguatan. selanjutnya tegangan dialirkan ke Q1 sehingga transistor ON saat ada arus yang mengalir melewati basis , arus juga melewati emiter ke ground sehingga saat Q1 on maka arus akan mengalir colector lalu di alirkan dan dihasilkan tersebut akan menginduksi kumparan pada RL1 relay sehingga switch akan berubah posisi. Perubahan posisi switch menyebabkan rangkaian menjadi tertutup sehingga arus mengalir menuju Fan-Dc bergerak dan Buzzer berbunyi .Jika logicstate berlogika 0 maka tidak ada arus yang di aliri sehingga Q1 transistor OFF dan switch tidak akan berubah posisi maka Fan-Dc tidak bergerak dan buzzer tidak berbunyi.
Aplikasi sensor Infrared sebagai pendeteksi orang yang datang
Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan. Arus
mengalir dari baterai ke resistor R1 dan ke relay, dari R1 arus menuju ke Vcc
Sensor PIR, saat sensor PIR mendeteksi pegerakan atau berlogika 1 arus akan
mengalir dari Vout ke basis Transistor npn Q1 sehingga arus pada kolektor
yang diterima dari relay dapat mengalir ke emiter transistor npn lalu ke ground
sehingga relay on sehingga arus dapat mengalir dari baterai B2 ke buzzer dan
motor DC sehingga buzzer berbunyi dan motor DC berputar sehingga pintu terbuka,
dari buzzer dan motor DC arus mengalir ke ground. jika Sensor tidak terhalang
atau berlogika 0 maka relay akan off.
Simulasi Proteus>>>>Download disini<<<<
HTML>>>>Download disini<<<<
Data sheet PIR>>>>Download disini<<<<
Tidak ada komentar:
Posting Komentar