Sistem Keamanan Rumah dengan PIR dan LDR


 

  1. Tujuan [kembali]
    • Dapat memahami cara kerja Strain Gauge
    • Mengetahui dan memahami cara kerja Strain Gauge
    • Dapat Mengaplikasikan sensor pada rangkaian
  2. Alat dan Bahan [kembali]
    1. Alat
      1. Power Supply


        Power supply atau dalam bahasa indonesia disebut dengan catu daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.
    2. Bahan
      1. Resistor


        Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=I*R)

        Spesifikasi
        4 buah resistor 1k

        Datasheet


      2. Transistor



        Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada rangkaian water level sensor ini transistor hanya dgunakan sebagai saklar, dengan adanya arus di base maka transistor akan "on" sehingga akan ada arus dari kolektor ke emitor
        Fitur:
        - DC Current gain (hfe) maksimal 800
        - Arus Kolektor Kontinu (Ic) 100mA
        - Tegangan Base-Emitter (Vbe) 6V
        - Arus Base (Ib) maksimal 5mA

        Transistor sebagai penguat jika berada dalam daerah aktif. Tegangan arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common collector, dan common base. DC current gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib).







      3. Potensiometer


        Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan keluarga resistor yang tergolong dalam kategori Variable Resistor. Secara struktur, potensiometer terdiri dari tiga kaki terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturny

        Spesifikasi
        - Type : Rotary a.k.a Radio POT
        - Available in different resistance values, like 500, 1k, 2, 5k, 10k. 22k, 47k, 50k, 100k, 220k, 470k, 500k, 1M.
        - Power Rating : 0.3 W
        - Maximum input voltage : 200 Vdc
        - Rotational Life : 2000k cycles
        Yang diperlukan 
        - 1 buah (10k ohm)

      4. LED


        LED merupakan keluarga dari dioda yang terbuat dari semikonduktor cara kerjanyapun hampir sama dengan dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub positif (P) dan kutub negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari anoda menuju ke katoda.



        Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari anoda (P) menuju ke katoda (K) kelebihan elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-type material). Saat elektron berjumpa dengan hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna)

        Datasheet




      5. Op-AMP (LM 324)


        IC LM324 merupakan IC Operational Amplifier, IC ini mempunyai 4 buah Op-AMP yang berfungsi sebagai komparator. IC ini mempunyai tegangan kerja antara +5V sampai +15V untuk +VCC dan -5V sampai -15V untuk -VCC. Adapun definisi dari masing masing pin IC LM324 adalah sebagai berikut :

        - pin 1, 7. 8. 14 (output)
        merupakan sinyal output
        - pin 2, 6, 9, 13 (inverting input)
        semua sinyak input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang berkebalikan dari input
        - pin 3, 5, 10, 12 (non-inverting input)
        semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang sama dengan input (tidak berkebalikan)
        - pin 4 (+VCC)
        pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara +5V sampai +15V.
        - pin 11 (-VCC)
        pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara -5V sampai -15V

      6. Lampu


        Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi

      7. LDR

        Konfigurasi pin:
        Pin 1 : Electrical contact
        Pin 2 : Electrical contact
        Catatan : Sensor ini sama seperti resistor sehingga peletakkan pinout pada rangkaian tidak bermasalah jika terbalik

        Grafik Respon

        Spesifikasi
        Komponen output
        - Relay


        Konfigurasi pin


        Spesifikasi
        -Motor DC




        Motor DC adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik (motion)

    3. Dasar Teori [kembali]
      1. Resistor


        Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewati (V=I*R)

        Cara menghitung nilai resistor


        - masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)
        - masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2
        - masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
        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 adala 10*105= 1000000 ohm atau 1Mohm dengan toleransi 10%

        Paralel dan Seri



      2. Op-AMP
        Berikut dibawah ini adalah simbol dan bentuk IC Op-AMP pada umumnya :

        Terminal yang terdapat pada simbol Op-AMP (Operational Amplifier/ penguat operasional) diantaranya adalah:
        - masukkan non-pembalik (Non-inverting)+
        - masukkan pembalik (inverting) -
        - keluarkan Vout
        - Catu daya positif +V
        - Catu daya negatif -V

        Karakteristik Op-AMP (Operational Amplifier)
        Karakteristik faktor penguat atau gain pada Op-AMP pada umumnya ditentukan oleh resistor eksternal yang terhubung diantara output dan input pembalik (inverting input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (negative feedback) ini biasanya disebut dengan closed-loop configuration atau konfigurasi lingkar tertutup. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau terjadi gain menjadi berkurang dan meghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan  gain  dari Op-AMP ini adalah untuk menghindari terjadinya noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada konfigurasi lingkar terbuka atau  open-loop  configuration, besar penguatannya adalah tak hingga, sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan VCC.



        Secara umum, Operational ampilifier (Op-AMP) yang ideal memilki karakteristik sebagai berikut:
        - penguatan tegangan open loop atau Av = tak hingga
        - tegangan offset keluara (output offset volgate) atau Voo = 0 (nol)
        - impedansi masukkan (input impedance) atau Zin = tak hingga.
        - impedansi output (output impedance) atau Zout = 0 (nol)
        - lebar pita (bandwith) atau BW = tak hingga.
        - karakteristik tidak berubah terhadap suhu





      3. LDR
        LDR adalah fotokonduktivitas, yang tidak lain adalah fenomena optik. Ketika cahaya diserap oleh material maka konduktivitas material berkurang. Ketika cahaya jatuh ke LDR, maka elektron di pita valensi material tertarik ke pita konduksi. Tetapi, foton dalam cahaya datang harus memiliki energi yang lebih tinggi daripada celah pita material untuk membuat elektron melompat dari satu pita ke pita yang lain (kelambu konduksi)

      4. Transistor
        Transistor adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis N dan P transistor memiliki 3 kaki yaitu: basis (b), kolektor (c) dan emitor (E). Berdasarkan susunan semikonduktor yang membentuknya, transistor dibedakan menjadi dua tipe, yaitu transistor jenis PNP dan transistor jenis NPN. Untuk membedakan transistor PNP dan NPN dapat dari arah panah pada kaki emitornya. Pada transistor PNP anak panah mengarah kedalam dan transistor NPN arah panahnya mengara keluar.

        Simbol Transistor :


        dimana iC = perubahan arus kolektor
        iB = perubahan arus basis
        hFE = arus yang dicapai

        Transistor sebagai saklar
        Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh (saturasi). 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 dari emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga tidak ada arus kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan :
        Rb = Vbe/Ib

        Transistor sebagai penguat
        Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan. arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common collector, dan common base.

        DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Curent (Ib)
    4. Percobaan [kembali]
      1. Prosedur Percobaan
        - siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan dalam percobaan
        - baca setiap datasheet program
        - pasangkan semua komponen didalam rangkaian percobaan
        - beri tegangan pada rangkaian komparator sebesar 6V dan pada relay 12V
        - ketika cahaya terdeteksi maka rangkaian akan jalan
      2. Prinsip Rangkaian
        Arus mengalir dari sumber 6 volt ke rangkaian LDR. Saat cahaya dideteksi pada LDR maka resistansi akan menurun drastis, sehingga menyebabkan ada arus yang mengalir ke LDR. Lalu arus akan diteruskan menuju ground dan juga akan mengalir ke komparator non-inverting LM 324. Pada IC LM324 komparator non-inverting mendeteksi  ketika sinyak input, VIN di atas atau lebih positif daripada tegangan referensi, Vref menghasilkan output pada Vout yang tinggi seperti yang ditunjukan
        Kemudian arus akan mengalir menuju R3 dan R4 dimana pada R3 akan diteruskan ke Q2 dan pada R4 akan diteruskan ke Q1. Karena ada arus yang mengalir pada Q1 dan Q1 maka transistor akan aktif. Aktifnya transistor menyebabkan berjalannya motor-DC dan mengaktifkan relay serta pada saat bersamaan lampu akan menyala sebagai tanda peringatan bahwa ada yang telah membuka brankas.

        Sedangkan ketika tidak ada cahaya yang maka nilai pada resistansi akan besar sehingga tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian LDR. Hal ini menyebabkan transistor tidak aktif sehingga relay, motor dan lampu tidak menyala

    5. Rangkaian Simulasi [kembali]

      PIR dan LDR tidak aktif


      PIR aktif


      PIR dan LDR aktif


    6. Video [kembali]


    7. Download File [kembali]
      HTML [disini]
      Video [disini]
      Rangkaian [disini]
      Datasheet LDR [disini]
      Datasheet LED [disini]
      Datasheet Potensiometer [disini]
      Datasheet LM 324 [disini]
      Datasheet Transistor [disini]
      Datasheet Resistor [disini]
      Datasheet Relay [disini]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)