Rangkaian Simulasi Sensor Sentuh Untuk Alarm Anti Maling
1. Tujuan
- Untuk mengetahui apa itu sensor sentuh
- Untuk mengaplikasikan sensor sentuh pada alarm anti maling
2. Alat dan Bahan
a. Alat
- DC Voltmeter
Berfungsi sebagai pembaca nilai tegangan pada rangkaian ini
- Power Supply
Sebagai perangkat keras yang berfungsi untuk menyuplai tegangan langsung ke komponen dalam casing yang membutuhkan tegangan.
- Ground
Grounding berfungsi untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.
- Baterai
Berfungsi sebagai sumber daya listrik pada rangkaian ini
- Logic State
b. Bahan
- Sensor Sentuh
a. Spesifikasi :
* Operating voltage 2.0V~5.5V
* Operating current @VDD=3V, no load
* At low power mode typical 1.5uA, maximum
3.0uA
* The response time max 220mS at low power
mode @VDD=3V
* Sensitivity can adjust by the
capacitance(0~50pF) outside
* Stable touching detection of human body for replacing traditional direct switch key
* Provides Low Power mode
* Provides direct mode、toggle
mode by pad option(TOG pin) Q pin is CMOS output
* All output modes can be selected active
high or active low by pad option(AHLB pin)
* After power-on have about 0.5sec stable-time,
during the time do not touch the key pad, and the function is disabled
* Auto calibration for life at low power mode
the re-calibration period is about 4.0sec normally, when key detected touch and
released touch, the auto re-calibration will be redoing after about 16sec from
releasing key
* The sensitivity of TTP223N-BA6 is better than
TTP223-BA6’s. but the stability of TTP223N-BA6 is worse than TTP223-BA6’s.
b. Konfigurasi Pin :
* Pin 1 : Vcc
* Pin 2 : Gnd
* Pin 3 : Vout
- Resistor
a. 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
- Transistor BC547
a. Spesifikasi
* 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
b. Konfigurasi Pin
* Emitter
* Base
- Relay
a. 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)
b. 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.
- Buzzer
a. Spesifikasi :
* Rated Voltage : 6V DC
* Operating Voltage : 4 to 8V DC
* Rated Current* : ≤30mA
* Sound Output at 10cm* : ≥85dB
* Resonant Frequency : 2300 ±300Hz
* Tone : Continuous
* Operating Temperature : -25°C to +80°C
* Storage Temperature : -30°C to +85°C
* Weight : 2g
b. Konfigurasi Pin :
* Pin 1 : Positive
* Pin 2 : Negative
- LED
a. Spesifikasi :
* Superior weather resistance
* 5mm Round Standard Directivity
* UV Resistant Eproxy
* Forward Current (IF): 30mA
* Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
* Reverse Voltage: 5V
* Operating Temperature: -30℃ to +85℃
* Storage Temperature: -40℃ to +100℃
* Luminous Intensity: 20mcd
b. Konfigurasi Pin :
* Pin 1 : Positive terminal of LED
* Pin 2 : Negative terminal of LED
3. Dasar Teori
Kami mengambil ide rangkaian ini berdasarkan gambar pada bab 24 halaman 1057, berikut gambarnya :
- Sensor Sentuh
Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.
- 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 adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan
yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih
besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.
Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.
BC548 adalah silikon tujuan umum, NPN, transistor persimpangan bipolar. Ini digunakan untuk tujuan amplifikasi dan switching. Gain saat ini dapat bervariasi antara 110 dan 800. Arus DC maksimum saat ini adalah 800.
Terminal transistor memerlukan tegangan DC tetap untuk beroperasi di daerah yang diinginkan dari kurva karakteristiknya. Ini dikenal sebagai biasing. Untuk aplikasi amplifikasi, transistor bias sehingga sebagian untuk semua kondisi input. Sinyal input pada basis diamplifikasi dan diambil pada emitor. BC548 digunakan dalam konfigurasi emitor umum untuk amplifier. Pembagi tegangan adalah mode bias yang umum digunakan. Untuk aplikasi switching, transistor bias sehingga tetap penuh jika ada sinyal di dasarnya. Dengan tidak adanya sinyal dasar, itu benar-benar mati.
Dengan sebuah transistor tipikal, grafik arus kolektor versus arus basis akan terlihat sebagaimana berikut ini
Terdapat sebuah hubungan linear (garis lurus) antara arus baris dengan arus kolektor. Dengan kata lain : Arus kolektor secara langsung berbanding lurus dengan arus basis.
- 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.
- 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).
- Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
Baterai dalam sistem PV mengalami berulang kali siklus pengisian dan pengosongan selama umur pakainya. Siklus hidup (cycle life) baterai adalah banyaknya pengisian dan pengosongan hingga kapasitas baterai turun (melemah) dan tersisa 80% dari kapasitas nominalnya. Pabrik baterai biasanya mencantumkan siklus hidup pada spesifikasi teknis baterai. Mencantumkan satu nilai siklus hidup (cycle life) sebenarnya terlalu menyederhanakan informasi, karena siklus hidup baterai juga tergantung pada suhu baterai.
Dari grafik di atas, terlihat pada suhu operasional baterai yang lebih rendah, siklus hidup baterai lebih lama. Siklus hidup baterai juga tergantung dari DoD, artinya baterai yang dikosongkan hanya 50% dari kapasitasnya, berumur lebih lama jika dikosongkan hingga 80%, namun membuat sistem menjadi lebih mahal, karena membutuhkan kapasitas baterai lebih besar untuk mengakomodasi kebutuhan yang sama.
Jika pada suhu operasional lebih rendah, umur baterai lebih lama, namun ada efek negatif berkaitan dengan kapasitas baterai. Pada suhu yang lebih rendah, kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang lebih tinggi, reaksi kimia yang terjadi pada baterai bergerak lebih aktif/cepat, sehingga kapasitas baterai cenderung lebih tinggi.
Terkadang, pada suhu yang lebih tinggi, kapasitas baterai justru dapat lebih besar dari angka nominalnya, meskipun pada suhu tinggi, elemen baterai terlalu aktif, juga berakibat buruk pada kesehatan baterai.
- Ground
Grounding atau pertanahan adalah bagian dari peralatan listrik rumah. Namun kebanyakan dari masyarakat Indonesia sudah terbiasa menyebut pertanahan atau gruonding ini dengan kata arde. Grounding atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos akibat terjadi kegagalan isolasi. Grounding dalam rumah terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.
- LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.
4. Percobaan (Proteus)
a. Prosedur Percobaan
1). Persiapkan semua komponen yang dibutuhkan.
2). Posisikan semua komponen seperti pada gambar berikut :
3) Rangkai semua komponen dengan tepat dan benar
4) Kemudian jalankan simulasinya, ubah nilai test pin untuk mencoba rangkaian dengan kondisi yang berbeda.
b. Gambar Rangkaian
Gambar rangkaian dengan logika 0, saat sensor belum disentuh manusia
Gambar rangkaian dengan logika 1, saat sensor telah disentuh manusia
c. Prinsip Kerja
Saat test pin berlogika 0, maka tidak ada tegangan yang mengalir pada Vout. Dengan tidak adanya tegangan yang melalui resitor, maka nilai tegangan yang terbaca pada basis transistor yaitu sebesar 0 volt. Oleh sebab itu, dengan tegangan 0 maka transistor tidak aktif. Relay tidak aktif karena tidak adanya tegangan yang mengalir, sehingga posisi saklar pada relay tidak berubah dan loop menjadi terbuka.
Dan pada saat test pin berlogika 1, yaitu pada saat adanya sentuhan oleh manusia, maka tegangan dari Vcc akan diteruskan ke kaki out sensor, sehingga tegangan yang terbaca pada Vout lebih kurang sebesar 4,99 volt. Tegangan melalui resistor menuju basis transistor. Nilai tegangan yang terbaca pada basis transistor yaitu sebesar 0,82 volt. Tegangan sebesar itu cukup untuk mengaktifkan transistor. Aktifnya transistor, maka tegangan yang melalui relay akan diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif. Dengan aktifnya relay, maka posisi saklar berpindah yang menyebabkan loop menjadi tertutup. Tegangan dari baterai akan diteruskan ke led dan buzzer, sehingga led dan buzzer menjadi aktif.
d. Video
e. Link Download
- Download file HTML klik disini
- Download file rangkaian klik disini
- Download file video klik disini
- Download data sheet dioda 1N4007 klik disini
- Download data sheet relay klik disini
- Download data sheet sensor PIR klik disini
- Download Data Sheet Resistor klik disini
- Download datasheet lamp klik disini
.png)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar