1. Tujuan
- Untuk mengetahui pengertian sensor infrared dan sensor ldr
- Untuk membuat rangkaian aplikasi yang digunakan untuk mengontrol pembukaan garasi mobil
2. Alat dan Bahan
A. Alat
* Motor DC
Motor DC menjadi sebuah rangkaian yang penting untuk dapat merubah arus listrik menjadi energi gerak.
* Ground
Grounding berfungsi untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.
* Baterai
Battery ini berfungsi sebagai sumber daya listrik yang akan digunakan dalam simulasi ini.
* DC Voltmeter
Volmeter berfungsi sebagai untuk mengukur besar tegangan listrik.
B. Bahan
* Sensor infrared
- 5VDC operating voltage.
- I/O pins are 5V and 3.3V compliant.
- Range: Up to 20cm.
- Adjustable Sensing range.
- Built-in Ambient Light Sensor.
- 20mA supply current.
- Mounting hole.
- Size: 50 x 20 x 10 mm (L x B x H)
- Hole size: φ2.5mm
Konfigurasi Pin :
Pin 1 : 5V DC
Pin 2 : GND
Pin 3 : OUT
* Sensor LDR
Spesifikasi :
- Tegangan maksimum (DC): 150V
-.Konsumsi arus maksimum: 100mW
- Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 4.100KΩ
- Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
- Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
- Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius
* Transistor NPN BC547
Spesifikasi :
- Transistor Type : NPN
- Voltage – Collector Emitter Breakdown (Max) : 45 V
- Current- Collector (Ic) (Max) : 100mA
- Power – Max : 625 mW
- DC Current Gain (hFE) (Min) @ Ic, Vce : 110 @ 2mA, 5V
- Vce Saturation (Max) @ Ib Ic : 300mV, @ 5mA, 100mA
- Frequency – Transition : 300MHz
- Current- Collector Cutoff (Max) : -
- Mounting Type : Through Hole
- Package / Case : TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA) Formed Leads
- Packaging : Tape & Box (TB
- Lead Free Status : Lead Free
- RoHs Status : RoHs Compliant
Konfigurasi Pin :
- Emitter
- Base
- Colector
* Relay
Spesifikasi :
- Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
- Trigger Current (Nominal current) : 70mA
- Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
- Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
- Compact 5-pin configuration with plastic moulding
- Operating time: 10msec Release time: 5msec
- Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)
Konfigurasi Pin
- Coil End 1 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.
- Coil End 2 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.
- Common (COM) : Common is connected to one End of the Load that is to be controlled.
- Normally Close (NC) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NC the load remains connected before trigger.
- Normally Open (NO) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NO the load remains disconnected before trigger.
* Lamp
Spesifikasi :
- Higher lumen output: from 1850 lm to 4900 lm
- Almost constant lumen maintenance throughout the entire life of the lamp due to Luxline Plus triphosphor technology
- High colour rendering (Ra85/Class1B)
- For electronic ballast operation only giving greater efficiency and advantages in improved starting and life performance
- Optimised ambient operating temperature at 35° C (max lumen output) allows compact luminaire designs
- Reduced storage volume and transportation costs
- Average rated life: up to 20000 hours
* Buzzer
- Rated Voltage: 6V DC.
- Operating Voltage: 4-8V DC.
- Rated current: <30mA.
- Sound Type: Continuous Beep.
- Resonant
Frequency: ~2300 Hz.
- Small and neat sealed package.
- Breadboard and Perf board friendly.
Konfigurasi Pin :
- Positive : Identified by (+) symbol or longer terminal lead. Can be powered by 6V DC.
- Nefative : Identified by short terminal lead. Typically connected to the ground of the circuit.
* Dioda
Spesifikasi :
- Package Type: Available in DO-45 & SMD Packages
- Diode Type: Silicon Rectifier General Usage Diode
- Max Repetitive Reverse Voltage is: 1000 Volts
- Average Fwd Current: 1000mA
- Non-repetitive Max Fwd Current: 30A
- Max Power Dissipation is: 3W
- Max Storage & Operating temperature Should Be: -55 to +175 Centigrade
Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Anoda
- Pin 2 : Katoda
* Resistor
Spesifikasi :
- Resistance (Ohms) : 220 V
- Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W
- Tolerance : ± 5%
- Packaging : Bulk
- Composition : Carbon Film
- Temperature Coefficient : 350ppm/°C
- Lead Free Status : Lead Free
- RoHS Status : RoHs Complient
* Logic State
3. Dasar Teori
* Infrared
Infrared atau infra merah merupakan sinar elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang lebih dari cahaya yang terlihat, yakni antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infrared adalah cahaya yang tidak terlihat atau tak tertangkap mata. Apabila dilihat menggunakan spektroskop cahaya maka radiasi dari sinar infrared akan terlihat pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang yang berada di atas panjang gelombang cahaya merah. Dengan adanya panjang gelombang ini menyebabkan sinar infrared tidak tertangkap mata, tetapi radiasi dari panas yang ditimbulkan masih dapat terdeteksi.
* Sensor Infrared
Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
Grafik respon sensor infrared
Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.
* Sensor LDR
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.
Grafik respon sensor LDR
* Resistor
Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. 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, berdasarkan persamaan Hukum OHM :
Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :
* Transistor
Transistor merupakan salah satu komponen elektronika yang banyak sekali dipakai di dunia industri. Transistor yang umum dipakai memiliki 3 (tiga) metode kerja yaitu :
a.Cut Off adalah kondisi dimana transistor tidak mengalirkan arus listrik.
b.Saturasi adalah kondisi dimana transistor tepat mengalirkan arus listrik.
c.Aktif adalah kondisi dimana transistor bisa disebut sebagai penguat.
Dari 3 metode kerja pada transistor tersebut, dapat dijelaskan juga pada gambar yang merupakan karakteristik transistor.
Kasus : Memeriksa sambungan pin karena pin-pin tersebut tidak selalu standar. Beberapa jenis transistor mungkin memiliki sambungan pin dengan format EBC, sedangkan kadang-kadang sambungan pin dengan format ECB, dan ini dapat menyebabkan kebingungan dalam beberapa kasus.
Bahan : Bahan yang digunakan untuk suatu perangkat sangat penting karena mempengaruhi persimpangan bias maju dan karakteristik lainnya. Bahan yang paling umum digunakan untuk transistor bipolar adalah silikon dan germanium.
Polaritas : Polaritas pada perangkat sangat penting karena mendefinisikan polaritas bias dan pengoperasian pada perangkat. Dua tipe NPN dan PNP. NPN adalah jenis yang paling umum. Kedua tipe ini memiliki kecepatan yang lebih tinggi sebagai elektron. Ketika berjalan dalam konfigurasi emitorumum, sirkuit NPN akan menggunakan tegangan rel positif dan garis umum negatif, transistor PNP akan membutuhkan rel negatif dan tegangan umum positif.
VCEO : Tegangan kolektor emiter dan bias terbuka.
VCBO : Tegangan kolektor bias dan emiter terbuka.
VEBO : Tegangan emiter bias dan kolektor terbuka.
IC : Arus kolektor.
ICM : Arus puncak kolektor.
IBM : Arus puncak bias.
PTOT : Disipasi daya total-ini biasanya untuk suhu sekitar25oC. Ini adalah nilai maksimum dari daya yang didapat dengan aman.
ICBO : Arus cut off kolektor bias.
IEBO : Arus cut off emiter bias.
hFE : Peningkatan arus.
VCEsat : Tegangan saturasi kolektor emiter.
VBEsat : Tegangan saturasi bias emiter.
Cc : Kapasitas kolektor.
Ce : Kapasitas emiter.
Secara fungsinya transistor dapat berfungsi sebagai saklar, kondisi ini setara dengan kondisi transistor pada saat saturasi dan fungsi lain dari transistor adalah sebagai penguat sinyal yakni sama dengan kondisi transistor pada saat transistor dalam keadaan mode kerja aktif.
Transistor BC547 merupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor dc.
* Relay
Berdasarkan pada prinsip dasar cara kerjanya, relay dapat bekerja karena adanya medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberikan tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak NC.
* Lamp
Sebuah Pilot lamp atau dalam bahasa indonesia lampu pilot merupakan sebuah lampu LED yang biasa digunakan sebagai lampu indikator dalam rangkaian sebuah alat atau mesin. Pilot lamp tersebut dapat bekerja sebagai mestinya jika dialiri daya daya AC sebesar 220 VAC dengan toleransi 110 –240 V AC. Warna yang dihasilkan Pilot lamp ini adalah lapu putih.
* Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
* Dioda
Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.
Cara kerja dioda
Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam
tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan
positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).
Beberapa kondisi dioda
- Kondisi tanpa tegangan
Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu
perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali
dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p.
Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut
dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion
positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion
negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik
statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal
positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif.
Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi
penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion
negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan
tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut
akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik
dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.
- Kondisi tegangan negatif ( reverse-bias )
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.
* Power Supply
Power supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).
4. Percobaan ( Proteus )
A. Prosedur Percobaan
1. Siapkan semua alat dan bahan yang dibutuhkan
2. Posisikan semua komponen seperti gambar berikut
3. Hubungkan semua rangkaian dengan tepat dan benar
Prinsip Kerja
Namun ketika logika bernilai nol maka tidak ada arus VCC2 mengalir menuju sensor infrared dan keluaran sensor infrared lalu menuju basis Q1 sehingga tidak bisa mengalirkan arus dari kolektor dan relay tidak akan on sehingga motor, buzzer dan Lamp tidak akan menyala. Saat LDR tidak mendapatkan cahaya (gelap) maka hambatannya kecil >10k dan R1 lebih rendah sehingga arus melewati kaki basis Transistor Q2 dan mengaktifkan Transistor Q3 yang mengaktifkan relay RL1 dari keadaan Normally Open ke Normally Close sehingga lampu tidak mendapatkan arus lisrik bolak-balik dari sumber tegangan AC.
B. Foto Rangkaian
Gambar rangkaian ketika mobil belum melewati sensor infrared, sensor infrared berlogika 0
Gambar rangkaian ketika mobil melewati sensor infrared, maka sensor infrared akan berlogika 1
C. Video
D. Link Download
- Download file rangkaian klik disini
- Download file video klik disini
- Download data sheet resistor klik disini
- Download data sheet dioda klik disini
- Download data sheet lamp klik disini
- Download data sheet sensor ldr klik disini
- Download data sheet sensor infrared klik disini
.png)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar