Aplikasi Tri Bipolar
Kontrol Keamanan Anti Maling
1. Tujuan
- Untuk menyelesaikan tugas elektronika yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison,M.T.
- Untuk mengaplikasikan touch sensor dan sensor pir untuk kontrol keamanan anti maling
2. Alat dan Bahan
a. Alat
- Voltmeter DC
Berfungsi untuk mengukur besar tegangan pada rangkaian
- Baterai 12V
Berfungsi sebagai sumber tegangan pada tegangan
- Motor DC
Berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik
- Power supply
Berfungsi sebagai sumber tegangan pada rangkaian yang dapat diubah nilai tegangannya
- Ground
Sebagai titik kembalinya arus/sinyal listrik
b. Bahan
- Touch sensor
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.
Konfigurasi Pin :
* Pin 1 : Vcc
* Pin 2 : Gnd
* Pin 3 : Vout
- Sensor PIR
* Vin : DC 5V � 9V
* Radius : 180 derajat
* Jarak deteksi : 5 � 7 meter
* Output : Digital TTL
* Memiliki setting sensitivitas
* Memiliki setting time delay
* Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm
* Berat : 10 gr
Konfigurasi Pin :
- 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
- Transistor NPN
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
Konfigurasi Pin
* Emitter
* Base
* Kolektor
- 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.
- Buzzer
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
Konfigurasi Pin :
* Pin 1 : Positive
* Pin 2 : Negative
3. Dasar Teori
- Sensor touch
- Sensor PIR
Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
1. Fresnel Lens
Lensa
Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai
lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling
luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka
membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk
untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. Namun kini, lensa Fresnel
pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat.
Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena
kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena
intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.
2. IR Filter
IR
Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar
infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang
yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10
mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor
PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.
3. Pyroelectric Sensor
Seperti
tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius,
yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan.
Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap
oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini
sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium
nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik.
Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah
pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi
menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh
infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang
terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
Grafik Respon Sensor PIR
1. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan
2. Grafik Respon terhadap Suhu
- 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.
Jenis Nomor : Jumlah jenis perangkat merupakan nomor bagian individu yang diberikan ke perangkat. Nomor perangkat biasanya sesuai dengan JEDEC (Amerika) atau Pro-Elektron (Eropa). Ada juga sistem standar Jepang untuk penomoran pada 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.
- 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).
- Motor DC
Motor DC 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.
Cara Kerja Motor DC :
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
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.
4. Rangkaian
a. Prosedur percobaan
1. Siapkan semua komponen yang dibutuhkan
2. Posisikan semua komponen seperti pada gambar berikut
3. Rangkai semua komponen dengan tepat dan benar
4. Kemudian jalankan simulasinya
b. Gambar rangkaian
c. Prinsip kerja
Rangkaian ini digunakan ketika pemilik rumah bepergian dan ditempatkan pada loby atau sebelum masuk pintu utama. Jika ada maling yang mencoba membuka pintu utama, maka touch akan aktif . Kemudian si maling hendak melarikan diri menuju pintu keluar. Sebelum sampai di pintu keluar, maka sensor pir akan mendeteksi si maling dan otomatis pintu akan tertutup sehingga si maling terperangkap.
Ketika touch sensor mendeteksi adanya sentuhan (berlogika 1), maka sensor akan aktif. Kemudian tegangan dari power supply akan diteruskan ke kaki vcc sensor, keluar menuju kaki out sensor, kemudian arus diperkecil oleh resistor dan arus akan diteruskan ke kaki basis transistor. kemudian tegangan di basis akan bernilai +0,7 volt, sehingga transistor aktif, dengan adanya arus pada basis, maka akan memicu arus dari kolektor yang bersumber dari power supply. Tegangan dari power supply akan melewati relay menuju kolektor, kemudian ke emitor dan diteruskan ke ground. Relay aktif, maka akan terbentuk rangkaian tertutup, sehingga arus dari baterai akan mengaktifkan buzzer.
Secara bersamaan, ketika sensor pir mendeteksi adanya manusia (berlogika 1), maka sensor akan aktif, maka tegangan dari power supply akan diteruskan ke kaki vcc sensor, dan keluar melalui kaki out sensor dan tegangan akan di teruskan ke resistor. Arus akan dperkecil oleh resistor dan diteruskan menuju basis transistor. Tegangan yang terbaca pada basis transistor yaitu sebesar +0,7 volt, sehingga transistor aktif, dengan adanya arus pada basis, maka akan memicu arus dari kolektor yang bersumber dari power supply. Tegangan dari power supply akan melewati relay menuju kolektor, kemudian ke emitor dan diteruskan ke ground. Relay aktif, maka akan terbentuk rangkaian tertutup, sehingga arus dari baterai akan mengaktifkan motor yang menutup pintu.
5. Video
6. Link Download
- Download file HTML klik disini
- Download file gambar klik disini
- Download file rangkaian klik disini
- Download file video klik disini
- Download datasheet touch sensor klik disini
- Download datasheet sensor pir klik disini
- Download datasheet resistor klik disini
- Download datasheet relay klik disini
- Download datasheet NPN klik disini
- Download datasheet buzzer klik disini
- Download datasheet motor dc klik disini- Download library touch sensor klik disini
- Download library sensor pir klik disini
.png)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar