TUGAS BESAR GORDEN OTOMATIS


1. Pendahuluan[Kembali]

Setiap rumah biasanya memiliki gorden pada jendela dan biasanya dibuka secara manual, agar dapat lebih efisien maka kita dapat membuatnya secara otomatis dengan membuat sebuah alat untuk membuka dan menutup gorden secara otomatis. Pada blog ini kami akan menampilkan rangkaian listrik untuk membuat gorden otomatis dengan 5 sensor dan 2 buah bentuk rangkaian listrik. Sensor yang kami gunakan, pertama ada Touch Sensor dimana ia akan bekerja jika diberikan sentuhan, lalu kedua ada Sound Sensor dimana ia akan bekerja jika ada suara, lalu ketiga ada UV sensor yang bekerja jika ada cahaya UV, lalu keempat ada Sensor Piezo dimana ia akan bekerja jika ada tekanan angin, lalu kelima ada Sensor Kelembaban dimana ia akan bekerja pada kelembaban yang diatur. Selanjutnya untuk filter yang kami gunakan ada Detector non inverting sebagai mendeteksi sinyal output dan mengembalikan sinyal output yang sefasa dengan sinyal input, lalu ada Buffer yang berfungsi untuk meningkatkan daya sinyal tanpa mengubah bentuk asli sinyalnya.

2. Tujuan[Kembali]

  • Dapat membuat rangkaian kontrol gorden otomatis menggunakan sensor touch, uv, kelembaban, piezo dan sound sensor
  • Mengetahui dan memahami penggunaan transistor dan op amp pada rangkaian
  • Mampu menjelaskan prinsip kerja dari Gorden Otomatis.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

Instrument

ALAT

1) DC Voltmeter

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

 

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

 

Generator Daya

2) Baterai

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.

Spesifikasi dan Pinout Baterai

  • Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
  • Output voltage: dc 1~35v
  • Max. Input current: dc 14a
  • Charging current: 0.1~10a
  • Discharging current: 0.1~1.0a
  • Balance current: 1.5a/cell max
  • Max. Discharging power: 15w
  • Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
  • Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
  • Ukuran: 126x115x49mm
  • Berat: 460gr

    

3) Power Suply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :

Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

 

BAHAN

1) 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 (V=I R). 

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

 

Spesifikasi

 

2) Dioda

Spesifikasi

Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

 

3) Transistor

Merupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor DC dan output lainnya.

Spesifikasi :

  • Bi-Polar Transistor
  • DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
  • Continuous Collector current (IC) is 100mA
  • Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
  • Base Current(IB) is 5mA maximum

 

4) Op Amp - LM741

    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. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

 

Komponen Input

1) Switch atau Button

Switch adalah suatu komponen jaringan komputer yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa perangkat untuk meneruskan data ke perangkat yang dituju.

 

Pinout

Spesifikasi:

 

2) Sensor Touch

Merupakan sensor yang mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil.

Pin Out

Spesifikasi

Grafik Respon Sensor Touch

3) Sensor Sound

    Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Pin OUT

Spesifikasi

  •   Working voltage: DC 3.3-5V
  •   Dimensions: 45 x 17 x 9 mm
  •   Signal output indication
  •   Single channel signal output
  •   With the retaining bolt hole, convenient installation
  •   Outputs low level and the signal light when there is sound

Grafik Respons Sensor Sound

 

4) Sensor Ultraviolet (APDS – 9002)

Sensor yang mendeteksi adanya cahaya terang dan gelap.

Pinout

Spesifikasi

 

Grafik Respon Sensor

 

5) Sensor Piezzo

Mendeteksi Adanya perubahan tekanan dan percepatan.

Spesifikasi:

Working Voltage: 3.3V or 5V

Working Current: <1mA

Operating Temperature Range: -10 ~ + 70

 

Pinout

 

Grafik Respon Sensor

 

6) Sensor Kelembaban

    Sensor yang dapat mengukur dua parameter lingkungan sekaligus, yakni suhu dan kelembaban udara (humidity). Dalam sensor ini terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah).

 

Spesifikasi :

  • Output analog
  • Sensor kelembaban relatif
  • Akurasi kelembaban: ± 3% rh.
  • Pasokan 2,7 vdc sampai 5,5 vdc.
  • Smd.tertutup, dengan / tanpa filter hidrofobik

 

Pinout

Grafik Respons Sensor

 

7) Logicstate

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.

Pinout

 

Komponen Output

1) LED

Pinout

 

Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

  • Infra merah : 1,6 V.
  • Merah : 1,8 V – 2,1 V.
  • Oranye : 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.

 

2) Relay

Spesifikasi 

 

 

Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.

  • Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
  • GND dihubungkan ke GND
  • IN1/Data dihubungkan ke pin 2

Pinout

 

6) Motor

    Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Spesifikasi

Pinout

 

Grafik Respons:

 

7) Ground

    Sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu. Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.


4. Dasar Teori[Kembali]

1) Resistor

Simbol :

    Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

 

 

 

2) Dioda

Spesifikasi

     Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

    Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

    Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.

 Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.

2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.

3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.

4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.

5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.

 

Untuk menentukan arus zenner  berlaku persamaan:

Keterangan:

    Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

 

3) Transistor

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

 

    Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. 

 

 

Rumus-rumus transistor:

Spesifikasi :

  • Bi-Polar Transistor
  • DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
  • Continuous Collector current (IC) is 100mA
  • Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
  • Base Current(IB) is 5mA maximum

Konfigurasi Transistor

    Konfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.  Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor  dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.

    Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan  Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.

    Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.

 

Jenis Transistor:

1. Fixed bias adalah teknik pengaturan bias yang menggunakan resistor yang terhubung langsung ke sumber tegangan DC yang tetap untuk memberikan tegangan bias pada basis transistor. Fungsi utama dari fixed bias adalah untuk menyediakan tegangan basis yang konstan dan stabil dari sumber daya eksternal. Meskipun sederhana, fixed bias kurang stabil terhadap variasi parameter transistor dan perubahan suhu dibandingkan dengan self-bias atau emitter bias. Pada gambar, Arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R

 

 

2. Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB. Self-bias, juga dikenal sebagai bias dengan umpan balik negatif, menggunakan resistor yang terhubung antara basis dan emitor transistor. Fungsi utama dari self-bias adalah untuk menstabilkan titik kerja transistor terhadap variasi suhu dan parameter transistor. Dalam self-bias, tegangan bias diperoleh dari tegangan drop across resistor yang terhubung di emitor, menciptakan umpan balik negatif yang membantu menjaga kestabilan operasi transistor.

 

 

3. Emitter bias adalah teknik pengaturan bias yang mengkombinasikan resistor di emitor dan basis. Bias ini biasanya digunakan dalam rangkaian yang membutuhkan kestabilan lebih tinggi. Fungsi utama dari emitter bias adalah untuk menyediakan tegangan bias yang stabil dengan menggunakan dua sumber tegangan atau dengan konfigurasi pasangan resistor yang membentuk voltage divider. Dengan adanya resistor di emitor, teknik ini juga menghasilkan umpan balik negatif yang membantu menjaga kestabilan operasi transistor. Emitter-Stabilized Bias bisa disebut juga rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE. 

 

 

4) Op Amp - LM741

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. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Karakteristik penguat ideal adalah:

  • Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
  • Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
  • Impedansi output sangat kecil (Zo <<).

Konfigurasi PIN LM741:

Spesifikasi:

Respons karakteristik kurva I-O:

Rangkaian OP-AMP:

1. Detector Non Inverting (Dengan Vref = bertegangan positif )

Rangkaian detektor non-inverting menggunakan op-amp dalam mode non-inverting, di mana sinyal input diterapkan pada terminal non-inverting (+) op-amp, dan terminal inverting (-) dihubungkan ke output melalui rangkaian umpan balik. Fungsi utamanya adalah untuk memperkuat sinyal input tanpa membalik polaritasnya. Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt. 

 

Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V1 dan +Vref = V2. Didapatkan rumus tegangan output:

 

2. Voltage Follower

Rangkaian voltage follower, juga dikenal sebagai buffer unit gain atau buffer tegangan, adalah konfigurasi di mana output op-amp dihubungkan langsung ke terminal inverting (-), sementara sinyal input diterapkan pada terminal non-inverting (+). Fungsi utamanya adalah untuk mengikuti atau mereplikasi tegangan input pada output tanpa penguatan (gain = 1). 

 

Rangkaian voltage follower atau buffer dimana ACL = 1.

 

Syarat op-amp ideal adalah Ed = 0 maka VO = Vi sehingga:

3. Detector Inverting (Dengan Vref = betegangan negatif)

 

 

 

5) Sensor Touch

Merupakan sensor yang mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil.

Pin Out

Spesifikasi

Grafik Respon Sensor Touch

Dapat dilihat bahwa pada grafik di atas saat sentuhan terdeteksi maka signal touch akan muncul.

 

6) Sensor Sound

Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Pin OUT

Spesifikasi

  •   Working voltage: DC 3.3-5V
  •   Dimensions: 45 x 17 x 9 mm
  •   Signal output indication
  •   Single channel signal output
  •   With the retaining bolt hole, convenient installation
  •   Outputs low level and the signal light when there is sound

Grafik Respons Sensor Sound

 

7) Sensor Ultraviolet (APDS – 9002)

Sensor yang mendeteksi adanya cahaya terang dan gelap.

Pinout

Spesifikasi

 

Grafik Respon Sensor

 

8) Sensor Piezzo

Mendeteksi Adanya perubahan tekanan dan percepatan.

Spesifikasi:

  • Working Voltage: 3.3V or 5V
  • Working Current: <1mA
  • Operating Temperature Range: -10 ~ + 70

Pinout

Grafik Respon Sensor

 

9) Sensor Kelembaban

    Sensor yang dapat mengukur dua parameter lingkungan sekaligus, yakni suhu dan kelembaban udara (humidity). Dalam sensor ini terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah).

 

Spesifikasi :

  • Output analog
  • Sensor kelembaban relatif
  • Akurasi kelembaban: ± 3% rh.
  • Pasokan 2,7 vdc sampai 5,5 vdc.
  • Smd.tertutup, dengan / tanpa filter hidrofobik

Pinout

Grafik Respons Sensor

5. Percobaan[Kembali]

A.  Prosedur Percobaan

  • Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
  • Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
  • Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
  • Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh 
  • Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian pada gorden otomatis bekerja


B.  Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

Rangkaian Keseluruhan



Rangkaian Kontrol Rollet Gorden Otomatis


Prinsip Kerja

Secara Umum :

1. Rangkaian Kontrol Rollet

Terdiri atas 3 sensor, taitu sensor suara, touch dan UV. Sensor suara untuk menggerakkan motor dengan membuka Rollet ke atas, sensor touch untuk menggerakkan motor dengan menutup rollet ke bawah. Serta sensor UV untuk membatasi keaktifan kedua sensor lainnya. Saat sensor UV mendeteksi cahaya yang cukup pada pagi hari, maka rangkaian yang aktif hanya rangkaian sensor sound saja. Saat Sensor UV tidak mendeteksi cahaya lagi pada malam hari, maka rangkaian yang aktif hanya pada rangkaian sensor touch.

Secara Detail :

1. Rangkaian Kontrol Rollet

Sensor Sound mendeteksi suara yang kencang sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +5V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Rangkaian Buffer. Rumus tegangan outputnya adalah Vo = Vi Jadi di dapatkan Vo = +5V.

Disini nilai tegangan outputnya adalah +5V yang lalu diumpankan ke resistor 14 dan diumpankan ke kaki base transistor lalu ke emittor terus ke transistor RE dan ke ground.

Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.77V sehingga resistor on karena Vbe telah melebihi +0.7V.

Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke resistor RE terus ke ground. Sehingga Switch berpindah.

Namun, sensor ini harus bekerja bersamaan dengan sensor UV, dimana saat sensor UV mendeteksi pencahayaan yang terang sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +0.6V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non Inverting. Rumus tegangan outputnya adalah (V1-V2) * Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan (0.6 - 0.06) * 200.000 = 108.000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.

Disini nilai tegangan outputnya adalah +10.9V yang lalu diumpankan ke Resistor 16 dan diumpankan ke kaki base transistor,lalu ke kaki emitor dan menuju ke ground.

Vbe yang terdeteksi sebesar +0.84V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.

Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.

Maka nantinya switch akan berpindah sehingga terbentuk loop arus baterai pada rangkaian pembuka rollet. Sehingga  motor yang berfungsi untuk membuka rollet ke atas akan on.

Selanjutnya, Sensor Touch mendeteksi sentuhan sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +5V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Rangkaian Buffer. Rumus tegangan outputnya adalah Vo = Vi Jadi di dapatkan Vo = +5V.

Disini nilai tegangan outputnya adalah +5V yang lalu diumpankan ke resistor 7 dan diumpankan ke kaki base transistor.

Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.80V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.

Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.

Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah.

Namun, sensor ini juga harus bekerja bersamaan dengan sensor UV, dimana saat sensor UV tidak mendeteksi cahaya atau tegangan yang dihasilkan < +0.07V maka tegangan di kaki non inverting lebih kecil dari kaki inverting, sehingga nilai outputnya akan mendekati tegangan Vsat- yaitu sebesar -11.0V dan transistor tidak akan on sehingga switch pada relay berada di kanan. Sehingga terbentuk loop arus baterai pada rangkaian penutup rollet. Sehingga Maka motor yang berfungsi untuk menutup rollet ke bawah akan on.


Rangkaian Kontrol Gorden Otomatis




Prinsip Kerja

Secara Umum :

2. Rangkaian Kontrol Gorden

Terdiri atas 1 sensor yaitu sensor UV. Saat sensor UV mendeteksi cahaya yang cukup pada pagi hari, maka motor yang berguna menggerakkan gorden terbuka akan on. Saat Sensor UV tidak mendeteksi cahaya lagi pada malam hari, maka lampu hidup menerangi ruangan dan motor yang berguna untuk menutup gorden tertutup akan on.

Secara Detail :

2. Rangkaian Kontrol Gorden

Sensor Ultraviolet mendeteksi pencahayaan yang terang sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +0.07V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non Inverting. Rumus Vout = (V1-V2) x Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan (0.6 - 0.06) * 200.000 = 108 000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.

Disini nilai tegangan outputnya adalah +10.9V yang lalu diumpankan ke R10 dan diumpankan ke kaki base transistor, lalu ke kaki emitor, lalu menuju ground.

Vbe yang terdeteksi sebesar +0.84V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.

Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.

Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah. Maka motor yang berfungsi untuk membuka gorden akan hidup dan gorden terbuka.

Sebaliknya jika sensor tidak mendeteksi cahaya atau tegangan yang dihasilkan < +0.07V maka tegangan di kaki non inverting lebih kecil dari kaki inverting, sehingga nilai outputnya akan mendekati tegangan Vsat- yaitu sebesar -11.0V dan transistor tidak akan on sehingga switch pada relay tidak berpindah dan motor untuk menutup gorden berjalan.


Rangkaian Kontrol Jendela Otomatis



Prinsip Kerja

Secara Umum : 

3. Rangkaian Kontrol Jendela

Terdiri atas 2 sensor, yaitu kelembaban dan sensor piezzo. Sensor kelembaban akan bekerja pada nilai batasan 55 dimana jika nilai kelembaban >55 maka motor yang berguna untuk membuka jendela akan on. Jika kelembaban <55 maka motor yang berguna untuk menutup jendela akan on.

Sensor Piezzo disini akan mengontrol kerja sensor kelembaban, dimana jika kelembaban >55 dan jendela terbuka, namun terdeteksi angin kencang di luar ruangan sehingga memberikan tekanan yang cukup bagi sensor piezzo untuk aktif, maka jendela yang sebelumnya terbuka akan dipaksa untuk menutup. 

Secara Detail :

3. Rangkaian Kontrol Jendela

Sensor Kelembaban mendeteksi kelembaban udara di dalam ruangan. Jika kelembaban >55% maka  tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +2.53V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non Inverting. Rumus Vout = (V1-V2) x Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan (2.53-2.50)*200.000 = 6000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.

Disini nilai tegangan outputnya adalah +11.0V yang lalu diumpankan ke R21 dan diumpankan ke kaki base transistor, lalu ke kaki emitor, lalu menuju ke ground.

Disini terdeteksi Vbe sebesar +6.0V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.

Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.

Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah. Maka motor yang berfungsi untuk membuka jendela akan hidup dan jendela terbuka.

Sebaliknya jika sensor mendeteksi kelembaban <=55% maka tegangan yang dihasilkan +2.47V. Maka tegangan di kaki non inverting lebih kecil dari kaki inverting, sehingga nilai outputnya akan mendekati tegangan Vsat- yaitu sebesar -11.0V dan transistor tidak akan on sehingga switch pada relay tidak berpindah dan motor untuk menutup jendela berjalan.

Kemudian untuk rangkaian Sensor Piezzo akan digunakan dalam mendeteksi perubahan tekanan diakibatkan perubahan kecepatan angin di luar ruangan. Saat tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +0.02V. Tegangan akan diumpankan ke kaki inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Inverting. Rumus Vout = (-Rf/Ri)x Vi. Dimana V1 adalah tegangan di kaki inverting dan V2 adalah tegangan di kaki non inverting. Jadi di dapatkan Vo= -11.0V dimana hasilnya bernilai - dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat-.

Disini nilai tegangan outputnya adalah -11.0V yang hal ini membuat arus tidak mengalir ke transistor sehingga switch berpindah ke sebelah kanan. Akibatnya jendela yang sedang terbuka akan dipaksa menutup dengan memutus rangkaian loop pembuka jendelanya dan mengalirkan arus dari baterai 5 ke motor penutup jendela serta LED. Sehingga motor on, jendela tertutup, dan lampu ruangan hidup.

 

6. File Download[Kembali]

 

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini