1. TUJUAN [kembali]
- Untuk dapat mengetahui penggunaan pengontrol suhu ruangan
- Untuk dapat membuat rangkaian aplikasi pengontrol suhu ruangan
- Untuk dapat lebih memahami karakteristik pengontrol suhu ruangan
2. ALAT DAN BAHAN [kembali]
- BATERAI
- RELAY
- MOTOR DC
- BUZZER
- TRANSISTOR NPN
- OP-AMP (Operasional Amplifier)
- PIR SENSOR
Spesifikasi :
- Deteksi sudut 120 derajat.
- Kisaran deteksi 7m.
- Ukuran: 32x24mm
- Output sinyal switch TTL output sinyal tinggi (3.3 V), output sinyal rendah (0.4 V).
- Waktu pemicu dapat disesuaikan 0,3 detik hingga 10 menit.
- Umum digunakan dalam perangkat anti-pencurian dan peralatan lainnya.
- Modul telah dipaksa untuk mengatur bekerja memicu dapat digunakan kembali
- Tegangan kerja 4,5 untuk 20V
- SENSOR SUHU (LM35)
sensor LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
Karakteristik :
- Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
- Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2.
- Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
- Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
- Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
- Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
- THERMISTOR
- Resistansi tinggi 1kOhm sampai 100 kOhm.
- Ukuran fisik ( disk, manik
- manik, batang ) kecil.
- Manik kecil ( small bead diameternya 0,005 inchi )
- Respon waktu cepat, untuk thermistor manik ½ detik.
- Lebih murah dari pada RTD.
- Sensitivitas sangat tinggi ( 1000 kali lebih sensitif dari pada RTD ).
- Perubahan resistansi 10% per nol derajat celsius. Misal resistansi nominal 10 kOhm
- RAIN SENSOR
Rain sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi hujan turun atau tidak. Intinya sensor ini jika terkena air pada papan sensornya maka resistansinya akan berubah, semakin banyak semakin kecil dan sebaliknya
1. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya
2. Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi
3. Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V
4. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil
5. Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15m
3. DASAR TEORI [kembali]
- Baterai
Daya tahan baterai akan semakin awet jika penggunaan arus nya semakin kecil, pada contoh diatas jika arus yang diperlukan misalnya adalah 190mAH maka baterai tadi akan bertahan selama 10 jam karena pada perhitungannya :
190 mAH x 10 hours = 1900 mAH
Oleh karena itu pada spesifikasi baterai semakin tinggi atau semakin besar kapasitas arus mAH nya maka semakin lama juga umur dari baterai tersebut. Baterai AA biasanya adalah jenis yang memiliki arus paling kecil sedangkan type D bisa bertahan cukup lama karena dari segi fisik pun memang lebih besar dan pastinya lebih mahal.
Simbol baterai :
Simbol baterai :
- Relay
Gambar Bentuk dan Simbol Relay
Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay
Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :
- Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
- Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
- Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
- Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).
- Motor DC
Mekanisme Kerja Motor DC
- Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapat gaya pada arah yang berlawanan.
- Pasangan gaya menghasilkan torsi untuk memutar kumparan.
- Motor- motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putar yang lebih seragam dari medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan
Beberapa kerugian penggunaan motor DC:
Perhitungan pada motor DC :
- Buzzer
- Resonator sederhana yang disuplai sumber AC.
- Melibatkan transistor sebagai micro-oscillator yang membutuhkan sumber DC.
- Transistor NPN
Fungsi-fungsi Transistor diantaranya adalah :
- sebagai Penyearah,
- sebagai Penguat tegangan dan daya,
- sebagai Stabilisasi tegangan,
- sebagai Mixer,
- sebagai Osilator
- sebagai Switch (Pemutus dan Penyambung Sirkuit)
Cara Mengukur Transistor NPN
1. Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda
2. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Basis (B) dan Probe Hitam pada Terminal Emitor (E), Jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik
3. Pindahkan Probe Hitam pada Terminal Kolektor (C), jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.
- OP-AMP
- Impedansi Input (Zi) besar = ∞
- Impedansi Output (Z0) kecil= 0
- Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞
- Band Width respon frekuensi lebar = ∞
- V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1.
- Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.
- Sensor PIR
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar.Sensor PIR sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus -PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor
-PIR ini terdapat bagian-bagian yang mempunyai perannya masing-masing,
yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.
Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu Untuk manusia sendiri memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR. (Secara umum sensor PIR memang dirancang untuk mendeteksi manusia) dimana sensor ini membutuhkan tegangan masukan sebesar 5 Vdc The PIR sensor sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator. Seperti terlihat pada gambar 2 dibawahini. sensor PIR pada saat berlogika 1 dan 0. Pengujian ini juga diperlukan untuk mengetahui nilai tegangan output sensor passive infrared (PIR) ketika mendeteksi gerakan manusia dan tidak mendeteksi gerakan manusia.
Cara melakukan pengujian ini adalah sensor harus mendapat tegangan input sebesar 5 Vdc
Gambar 2
Grafik
Rumus mencari kecepatan deteksi sensor,
-PIR ini terdapat bagian-bagian yang mempunyai perannya masing-masing,
yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.
Gambar 2 |
- Sensor LM35
- LM35, LM35A -> range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
- LM35C, LM35CA -> range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
- LM35D -> range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.
- Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
- Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
- Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
- Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
- Membutuhkan tegangan untuk beroperasi.
- Thermistor
Thermistor juga merupakan salah satu jenis dari variable resistor yang bisa merubah nilai hambatan menjadi tidak tetap. Thermistor terdiri dari dua jenis, yaitu:
- Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient)
- PTC (Positive Temperature Coefficient).
Kedua jenis thermistor tersebut mempunyai fungsi sama yang dapat mengubah nilai suhu, namun mempunyai cara kerja yang berlawanan.
Berikut ini adalah gambar dari perbedaan serta simbol thermistor PTC dan NTC:
Pada Thermistor NTC mempunyai grafik berlawanan, yang menandakan jika temperaturenya naik maka nilai resistansinya turun. Lalu saat temperaturenya turun, maka nilai resistansinya akan naik. Hal ini menandakan nilai pada NTC berbanding terbalik.
Prinsip kerja Thermistor :
Cara kerja Thermistor menyesuaikan perubahan nilai resistansinya berdasarkan besar kecilnya suhu. Suhu tersebut akan mengenai bagian dari thermistor, sehingga terjadi perubahan nilai resistansi didalamnya. Jika badan dari thermistor NTC ini mendapatkan suhu panas maka nilai resistansinya akan berkurang.
Grafik
- Rain Sensor
Rain sensor atau sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi mendeteksi terjadinya hujan atau tidak. Pada sensor ini, terdapat integrated circuit atau IC (komponen dasar yang terdiri dari resistor, transistor, dan lain-lain) komparator yang berfungsi memberikan sinyal berupa logika ‘on’ dan ‘off’. Sehingga ketika sensor mendeteksi adanya hujan, wiper mobil secara otomatis akan berfungsi tanpa harus mengaktifkan saklar manual.
Sensor hujan juga mampu mengatur kecepatan wiper saat menyeka air hujan di kaca mobil, mulai dari posisi low, intermittent, hingga high speed. Pengaturan tersebut tergantung dari curah hujan yang menerpa kaca mobil.
Komponen Sensor Hujan
- Sensor hujan bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5 centimeter (cm) x 4 cm berlapis nikel.
- Lapisan modul pada sensor mempunyai sigar oksidasi sehingga tahan terhadap korosi.
- IC komputer.
- Terdapat potensiometer yang berfungsi mengatur sensifitas sensor.
- Dua output digital dan analog.
4. PERCOBAAN [kembali]
a.Prosedur percobaan
- Siapkan segala komponen yang di butuhkan
- Susun rangkaian sesuai panduan
- Sambungkan rangkaian dengan baterai untuk sumber tenaga
- Hidupkan rangkaian
- Apabila tidak terjadi eror, maka rangkaian selesai dibuat.
b. Hardware
c. Rangkaian simulasi
Prinsip Kerja
Jika sensor suhu LM35 mendeteksi adanya suhu di atas suhu ruangan
normal, sehingga tegangan sebesar 3,2 volt akan mengalir dari power menuju kaki
non inverting op amp, kemudian dibandingkan dengan tegangan di kaki inverting
lalu dikali AOL sehingga mendekati plus saturasi. Hal ini mengakibatkan
transistor menjadi aktif. Dengan aktif Rangkaian kontrol suhu
bekerja pada saat cuaca dingin dan panas, dimana suhu kamar normal pada derah
tropis yaitu 25'C, ketika suhu diatas 25'C atau dianggap panas maka rangkaian
sensor suhu LM35 sehingga tegangan sebesar 3,2 volt akan mengalir dari
power menuju kaki non inverting op amp, kemudian dibandingkan dengan tegangan
di kaki inverting lalu dikali AOL sehingga mendekati plus saturasi. Hal ini
mengakibatkan transistor menjadi aktif. Dengan aktif transistor maka arus dari
power dengan tegangan +15V akan mengalir melalui relay, menuju kolektor dan
emitor transistor dan kearah ground. Akibatnya relay menjadi aktif dan membuat
rangkaian menjadi terhubung dan mengaktifkan motor yang berfungsi sebagai
kipas angin, syarat untuk aktifnya kipas angin disini adalah pada saat sensor
suhu LM35 (diletakkan dibawah plafon ruangan) mendeteksi suhu diatas 25'C dan
sensor PIR (diletakkan didekat kipas angin) mendeteksi adanya manusia dalam ruangan
tersebut. Pada saat suhu dibawah suhu kamar normal yang berarti dingin dan
ditambah terjadinya hujan, maka rangkaian pada Thermistor (diletakkan dibawah
plafon ruangan) dan Rain sensor (diletakkan diatap) akan aktif atau bekerja
untuk menghidupkan pemanas ruangan.
Prinsip Kerja
Jika sensor suhu LM35 mendeteksi adanya suhu di atas suhu ruangan
normal, sehingga tegangan sebesar 3,2 volt akan mengalir dari power menuju kaki
non inverting op amp, kemudian dibandingkan dengan tegangan di kaki inverting
lalu dikali AOL sehingga mendekati plus saturasi. Hal ini mengakibatkan
transistor menjadi aktif. Dengan aktif Rangkaian kontrol suhu
bekerja pada saat cuaca dingin dan panas, dimana suhu kamar normal pada derah
tropis yaitu 25'C, ketika suhu diatas 25'C atau dianggap panas maka rangkaian
sensor suhu LM35 sehingga tegangan sebesar 3,2 volt akan mengalir dari
power menuju kaki non inverting op amp, kemudian dibandingkan dengan tegangan
di kaki inverting lalu dikali AOL sehingga mendekati plus saturasi. Hal ini
mengakibatkan transistor menjadi aktif. Dengan aktif transistor maka arus dari
power dengan tegangan +15V akan mengalir melalui relay, menuju kolektor dan
emitor transistor dan kearah ground. Akibatnya relay menjadi aktif dan membuat
rangkaian menjadi terhubung dan mengaktifkan motor yang berfungsi sebagai
kipas angin, syarat untuk aktifnya kipas angin disini adalah pada saat sensor
suhu LM35 (diletakkan dibawah plafon ruangan) mendeteksi suhu diatas 25'C dan
sensor PIR (diletakkan didekat kipas angin) mendeteksi adanya manusia dalam ruangan
tersebut. Pada saat suhu dibawah suhu kamar normal yang berarti dingin dan
ditambah terjadinya hujan, maka rangkaian pada Thermistor (diletakkan dibawah
plafon ruangan) dan Rain sensor (diletakkan diatap) akan aktif atau bekerja
untuk menghidupkan pemanas ruangan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar