- Dapat mengetahuai prinsip kerja dari sensor yang digunakan
- Dapat membuat rangkaian dengan mengaplikasikan sensor
- Alat
- Bahan
1) Sensor Sentuh
Digital Touch Sensor inilah salah satu saklar modern. Digital Touch Sensor merupakan sebuah modul sensor yang berfungsi seperti tombol/saklar, namun cara penggunaanya hanya perlu dengan menyentuhnya menggunakan jari kita. Pada saat disentuh oleh jari, sensor akan mendeteksi aliran arus listrik pada tubuh manusia karena tubuh manusia dapat mengalirkan listrik. Data akan berlogika 1 (HIGH) saat disentuh oleh jari dan akan berlogika 0 (LOW) saat tidak disentuh.
Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.
Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisauberlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
Prinsip kerja :
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadibesaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen.
Sensor Hujan FC-37 ini bilamana terkena hujan maka akan meningkatkan resistansinya sehingga tegangan output yang dikeluarkan oleh sensor ini akan semakin kecil bila tingkat intensitas hujan semakin tinggi.
Rain Sensor ini memiliki teori mendasar yang diambil dari Resistive Humadity Sensor, dimana sensor ini tersusun secara paralel dari konduktor-konduktor yang diletakan pada sebuah papan film pada jarak tertentu, dengan kata lain dengan tersusunnya konduktor-konduktor tersebut pada jarak yang telah ditentukan maka seolah-olah kita memberikan resistansi yang besar bagi arus listrik yang mengalir pada konduktor-konduktor tersebut, berdasarkan rumus V = IR, kita dapat memainkan tegangan dengan resistasi yang berubah-ubah tersebut. Bentuk gambar papan film seperti berikut :
Prinsip kerja dari Film board ini- Ketika konduktor-konduktor yang tersusun secara paralel tersebut terkena mengenai air, maka arus listrik yang mengalir akan lebih mudah dibandingkan tidak ada air, karena celah-celah yang diberikan kepada konduktor-konduktor tersebut berkurang sehingga resistanis yang awalnya cukup besar menjadi berkurang sesuai dengan kadar air yang tersentuh konduktor-konduktor papan film tersebut
- Semakin banyak air yang tersentuh oleh konduktor-konduktor papan film tersebut, maka semakin kecil pula resistansinya, sehingga berdasarkan Hukum Khirchoff :
V = I . R- Tegangan yang dihasilkan semakin kecil, dan begitu sebaliknya.
Grafik Sensor:
Grafik diatas menunjukkan bahwa Output dari sensor yang telah dikonversikan ke sinyal digital, pada hujan ringan dengan 400cc/menit dan untuk hujan biasa berupa 900cc/menit.
Apabila tingkat intensitas tegangan hujan semakin kecil, maka resistansinya meningkat dan tegangan ouput semakin besar. Sensitivas pada sensor ini dapat diatur dengan mengubah potensiometer yang terdapat pada modul LM393.
LM393 adalah Komparator yang di dalamnya terdapat dua Komparator tegangan yang independent. Komparator ini didesain dapat beroperasi pada single power supply dengan tegangan dari 2 sampai 36 volt.
Adapun spesifikasi untuk LM393
Alasan menggunakan komparator ini karena komparator ini dapat beroperasi tanpa catu daya negatif. Selain itu komparator ini dapat bekerja hanya dengan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt merupakan catu daya yang biasa digunakan mikrokontroler sehingga catu daya dapat diambilkan dari catu daya mikrokontroler apabila sistem yang dibuat menggunakan mikrokontroler. 4) Sensor Suhu (PTC)
Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) dan Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient). Nilai Resistansi Thermistor NTC akan turun jika suhu di sekitar Thermistor NTC tersebut tinggi (berbanding terbalik / Negatif). Sedangkan untuk Thermistor PTC, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula nilai resistansinya (berbanding lurus / Positif).
Pada umumnya Thermistor NTC adalah Komponen Elektronika yang berfungsi sebagai sensor pada rangkaian Elektronika yang berhubungan dengan Suhu (Temperature). Suhu operasional Thermistor berbeda-beda tergantung pada Produsen Thermistor itu sendiri, tetapi pada umumnya berkisar diantara -90°C sampai 130°C. Beberapa aplikasi Thermistor NTC di kehidupan kita sehari-hari antara lain sebagai pendeteksi Kebakaran, Sensor suhu di Engine (Mesin) mobil, Sensor untuk memonitor suhu Battery Pack (Kamera, Handphone, Laptop) saat Charging, Sensor untuk memantau suhu Inkubator, Sensor suhu untuk Kulkas, sensor suhu pada Komputer dan lain sebagainya. Thermistor NTC atau Thermistor PTC merupakan komponen Elektronika yang digolongkan sebagai Komponen Transduser, yaitu komponen ataupun perangkat yang dapat mengubah suatu energi ke energi lainnya. Dalam hal ini, Thermistor merupakan komponen yang dapat mengubah energi panas (suhu) menjadi hambatan listrik.
Grafik respon PTC
5) Sensor Jarak
GP2D120 adalah sensor jarak inframerah (IR) jarak pendek populer yang diproduksi oleh Sharp. Ia bekerja dengan memancarkan cahaya inframerah dan mengukur waktu yang diperlukan cahaya untuk memantulkan suatu objek dan kembali ke sensor. Kali ini kemudian digunakan untuk menghitung jarak ke objek.
Berikut beberapa fitur utama GP2D120:
- Rentang pengukuran: 4 cm hingga 30 cm (khas)
- Keluaran analog: Sensor memberikan keluaran tegangan analog yang sesuai dengan jarak yang diukur. Tegangan ini perlu diubah menjadi nilai digital menggunakan Analog-to-Digital Converter (ADC) untuk digunakan dengan mikrokontroler.
- Tegangan pengoperasian: 4,5 V hingga 5,5 V
- Ukuran ringkas: Sensornya kecil dan ringan, sehingga cocok digunakan dalam berbagai aplikasi.
Berikut beberapa aplikasi umum untuk sensor GP2D120:
- Robotika: menghindari rintangan, mengikuti garis
- Deteksi objek: ada atau tidaknya objek
- Sistem kendali otomatis: menjaga jarak tertentu antar objek
6) Resistor Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang. Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor. Namun meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan berarti tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor pasti memiliki nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam perhitungan matematis, biasanya kita abaikan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita anggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah nol. Simbol dari resistor merupakan sebagai berikut :
7) Motor Listrik
Motor Listrik DC atau DC Motor 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. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
Bentuk dan Simbol Motor DC :
Prinsip Kerja Motor DC
Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang). 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.
8) Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti handphone, laptop, dan maianan remote control menggunakan baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya baterai, sehingga tidak perlu menyambungkan kabel listrik ke terimanal untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Setiap baterai terdiri dari terminal positif (Katoda) dan terminal negatif (Anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Pada umumnya, baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery). Baterai yang dibahas pada proposal ini yang dapat diisi ulang dan biasa digunakan pada kendaraan listrik yaitu baterai Lithium ion dan Lithium Polymer.
- Sensor Hujan, diletakkan diatas atap ruang kontrol
- Sensor Sentuh, diletakkan di dinding ruang kontrol
- Sensor Suara, diletakkan di tiang dekat tanaman
- Sensor Suhu, diletakkan di tiang dekat tanaman
- Sensor Jarak, diletakkan di tepi kebun/pagar kebun
- Sensor Hujan
- Sensor Sentuh
- Sensor Suara
- Sensor Suhu (PTC)
- Sensor Jarak
Letaknya berada di tepi taman yang berfungsi untuk
mendeteksi ketika hewan mendekat. Ketika jarak <7m maka arus dari sumber
tegangan sebesar +8V akan masuk ke sensor GP2D120. Sehingga arus mengalir
menuju ke kaki non inverting op-amp. Tegangan yang terbaca pada kaki non
inverting op-amp sebesar +2,08V. Rangkaian yang dipakai adalah rangkaian
detector non inverting dimana terdapat tegangan referensi(Vref) dan tegangan
input(Vin) untuk menentukan Voutputnya. Rumus mencari Vref = Persentase
potensiometer dikali sumber tegangan potensiometer sebesar +5V. Jika persentase
pada potensiometernya 40% makan Vref =
2V. Terdapat 2 kondisi., yang mana di saat Vin > Vref maka dari detector
yang keluar adalah Vs += 15V. Sedangkan saat Vref>vin maka dari detector
yang keluar adalah Vs = -15V. Rumus Vout
= AOL (V1-V2). Diketahui Aol untuk Op amp 741 sebesdar 200.000. Vout yang
didapat terlalu besar sehingga berlaku Vout = Vs-2. Vs nya +15V-2 = +13V.
Hampir mendekati +14V pada rangkaian. Lalu arus mengalir melewati R12 sebesar
10kohm menuju ke kaki basis transistor. Dapat dilihat VBE atau tegangan pada
kaki basis transistor sebesar 0,9 V, ini sudah memenuhi syarat sebuah
transistor aktiv yaknik harus > 0,7 V. Pada transistor ini memakai fixed
bias karena ada resistor sebesar 220k yang terhubung dengan sumber tegangan
sebesar +12V. Karena transistor telah aktiv maka arus dari sumber tegangan
sebesar +12V akan mengalir menuju relay lalu ke kolektor, emitor dan ground.
Karena transistor aktif makan relay juga aktif dan switch akan berpindah dari
kanan ke kiri. lalu arus mengalir menuju batrai sebesar 12V yang akan
menggerakkan motor. Dengan geraknya motor tadi maka telah terdeteksi hewan yang
mendekat taman sehingga pagar akan tertutup untuk melindungi tanaman dari
hewan.
- Download File Rangkaian klik disini
- Download File Datasheet LM741 klik disini
- Download File Datasheet BC547 klik disini
- Download File Datasheet PTC klik disini
- Download File Datasheet Resistor klik disini
- Download File Datasheet Relay klik disini
- Download File Datasheet Dioda klik disini
- Download File Datasheet Motor DC klik disini
- Download File Datasheet Voltmeter klik disini
- Download File Library Touch Sensor klik disini
- Download File Library Sound Sensor klik disini
- Download File Library Rain Sensor klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar