Detektor non-inverting dengan Vref= +

Aplikasi Pintu Ruko Otomatis




1. Tujuan [Kembali]
  1. Memahami karakteristik sensor Infrared dan sensor sentuh. 
  2. Membuat rangkaian kontrol garasi dengan sensor Infrared dan sensor sentuh.
  3. Menjalankan dan menganalisa rangkaian kontrol pintu ruko dengan Infrared dan sentuh.
2. Alat dan Bahan [Kembali]

    2.1 Alat [Kembali]

        1. Baterai


                Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan DC.  Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

    Datasheet Battery:



        2. Power Supply DC

        Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik atau elektronika lainnya.

 

        2.2 Bahan [Kembali]

1. Resistor



Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Pada rangkaian ini resistor juga berfungsi untuk mencari frekuensi pada IC.

Pin Out :


Spesifikasi :
                


                

        
        2. LED 
    LED ialah suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. LED (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator/lampu indikator. Contohnya dapat kita jumpai pada rangkaian-rangkaian elektronika led digunakan sebagai indikator ON/OFF.


                        Spesifikasi:


   3. Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal  bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

     4. Transistor NPN


    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Konfigurasi Pin out:




Spesifikasi :




 5. Relay


                    Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan  komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Maksimum beban AC 10A @250/125V

4. Maksimum beban DC 10A @30/28V

5. Switching maksimum 300 operasi/menit

        Konfigurasi pin :




                Spesifikasi :



    6. Motor DC


Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo.

Tegangan Terukur 5V DC                        

 Spesifikasi item:

 o   Tanpa kecepatan beban 12000 ± 15% rpm

 o   Tidak ada arus beban =280mA 

 o   Tegangan operasi 1.5-9V DC

 o   Mulai Torsi =250g.cm (menurut blade yang dikembangkan sendiri) 

 o   mulai saat ini =5A

 o   Resistansi Isolasi di atas 10O antara casing dan terminal DV 100V

 o   Arah Rotasi CW: Terminal [+] terhubung ke catu daya positif, terminal [-] terhubung     ke nagative 

 o   daya, searah jarum jam dianggap oleh arah poros keluaran

 o   celah poros 0,05-0,35mm

Grafik  Motor DC:


            Datasheet Motor DC:


7. Switch SPDT

 Saklar atau lebih tepatnya adalah Saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik. Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan. Hampir semua peralatan Elektronika dan Listrik memerlukan Saklar untuk menghidupkan atau mematikan alat listrik yang digunakan. 

8. Kapacitor
    
Capasitor pada rangkaian berfungsi untuk menyimpan muatan listrik sementara. Cara menghitung Nilai Kapasitor berdasarkan kode tersebut adalah sebagai berikut :
Kode : 473Z
Nilai Kapasitor = 47 x 103
Nilai Kapasitor = 47 x 1000
Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047µF
\
Huruf dibelakang angka menandakan Toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, Berikut adalah daftar Nilai Toleransinya :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G= 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%
473Z = 47,000pF +80% dan -20% atau berkisar antara 37.600 pF ~ 84.600 pF.

Jika di badan badan Kapasitor hanya bertuliskan 2 angka, Contohnya 47J maka perhitungannya adalah sebagai berikut :
Kode : 47J
Nilai Kapasitor = 47 x 100
Nilai Kapasitor = 47 x 1
Nilai Kapasitor = 47pF
Jadi Nilai Kapasitor yang berkode 47J adalah 47 pF ±5% yaitu berkisar antara 44,65pF ~ 49,35pF

Jika di badan Kapasitor tertera 222K maka nilai Kapasitor tersebut adalah :
Kode : 222K
Nilai Kapasitor = 22 x 102
Nilai Kapasitor = 22 x 100
Nilai Kapasitor = 2200pF
Toleransinya adalah 5% :
Nilai Kapasitor = 2200 – 10% = 1980pF
Nilai Kapasitor = 2200 + 10% = 2420pF

Jadi Nilai Kapasitor dengan Kode 222K adalah berkisar antara 1.980 pF ~ 2.420 pF. 

        9. Sensor Infrared

berfungsi sebagai sensor yang digunakan pada rangkaian.

10. Sensor sentuh (Touchpad Sensor)

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.

        11. Dioda
    Dioda fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

        12. Op-Amp

    Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp).

            Spesifikasi :


3. Prinsip Kerja Rangkaian [Kembali]

Gambar rangkaian saat sensor infrared menyala.
Gambar rangkaian saat sensor Infrared dan sentuh nyala

    Saat sensor Berlogika 1 maka sensor akan mengeluarkan arus dari Vout lalu menuju R1 dan kapasitor C2 lalu menuju kapasitor c1 dan ground, arus dari R1 akan menuju ke basis transistor Q1 sehingga transistor Q1 menjadi aktif, oleh karena itu arus mengalir dari VCC dan kapasitor C1 menuju kolektor lalu ke emitter lalu di teruskan ke R3, R4 lalu ke C4 dan kolektor Q2 , R5 akan di arahkan ke lampu dan ground dan R2. Arus dari R3 akan diarahkan ke kapasitor C3 lalu ke ground dan arus emitter Q1 mengalir ke basis dari transistor Q2, sehingga transistor Q2 hidup. Oleh karena itu arus akan mengalir dari R4, C4 menuju kolektor Q2 lalu diarahkan ke kapasitor C1 dan C2, sehingga lampu menjadi hidup, dari R2 arus mengalir ke OPAMP untuk menaikkan tegangan lalu  menuju R6 lalu arus mengalir ke base transistor Q3 karena transistor Q3 aktif maka arus akan mengalir dari batterai menuju relay lalu ke kolektor Q3 lalu emitter dan ke ground sehingga relay menjadi aktif maka motor akan mendapatkan sumber tegangan dari batterai yang arusnya mengalir dari baterai menuju ke switch sptdt lalu menjur motor lalu diteruskan ke ground, sehingga motor akan hidup dan membuka garasi. Saat sensor sentuh  Berlogika 1 maka sensor mengeluarkan output positif lalu menju switch spdt lalu menuju kemotor, dengan arah arus yang berbeda dari yang awal sehingga arus menuju motor dengan arah berlawan dan motor akan dihubungkan ke ground sehingga motor berputar dengan arah berlawanan. 
 
   
    Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Ketika IR LED mencarkan radiasi cahaya,radiasi tersebut akan mencapai objek dan beberapa radiasi cahaya akan dipantukan kembali ke Penerima photodiode, Berdasarkan intensitas yang diterima oleh photodiode maka output dari sensor dapat ditentukan.

 

    Grafik diatas menunjukkan hubungan anrara resistansi dan jarak untuk sensitivitas antara transmitter dan reciever. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah yang keluar dari pemancar. semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR reciever yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan IR trasmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR transmitter. 
 
    Sensor sentuh pada dasarnya adalah saklar dengan berbagai macam variasi bentuknya, penggunaan sensor sentuh disini digunakan untuk menutup garasi. Cara kerja sensor sentuh adalah active low, karena rangkaian ini mengggunakan resistor, resistor pulp up dan pulp down, rangkaian pulp up berisfat active low mengeluarkan sinyal 1 kecuali saat saklar aktif, namun sebaliknya resistor pulp down akan akrif jika mengeluarkan sinyal 0 kecuali saat saklar tidak aktif.
     Jika rangkaian mengeluarkan sinyal 1 saat tombol tidak ditekan, namun jika sungut tertekan maka sinyal output akan menjadi 0 karena dihubungkan dengan ground. Sensor sentuh pada dasarnya adalah saklar limit switch dan microswitch( saklar spdt) dengan berbagai macam bentuk variasinya, sensor sentuh biasanya digunakan yaitu transistor pulp up bersifat active low yang berarti rangkaian mengeluarkan sinyal 1 kecuali saklar aktif, saklar down yaitu bersifat kebalikan dari saklar pulp up yaitu bersifat active low yaitu rangkaian mengeluarkan sinyal 0 kecuali saat saklar aktif, nilai resistor pada pulp down bekisar antara 1-10kq.

 

4. Percobaan [Kembali]

     4.1 Prosedur Percobaan [Kembali]
  1. Buka aplikasi Proteus 
  2. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat rangkaian
  3. Disarankan agar membaca datasheet tiap komponen terlebih dahulu
  4. Pasang Logicstate, Sensor Infrared, Sensor Sentuh, resistor, transistor NPN, relay, led, Kapasitor, motor, ground, Op-Amp, Dioda, switch dan power supply DC seperti beberapa rangkaian dibawah
  5. Atur logicstate, nilai Kapasitor, nilai baterai dan nilai resistor
  6. Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup (led,  motor) menyala maka rangkaian bisa digunakan

    4.2 Bentuk Rangkaian [Kembali]

Gambar rangkaian saat sensor infrared menyala.
Gambar rangkaian saat sensor Infrared dan sentuh nyala

    4.3 Dasar Teori [Kembali]

 
    
    Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infrared terdiri dari Led infra red sebagai pemancar (transmitter) dan pada bagian penerima (receiver) terdapat photodioda,phototransistor. Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat. 
       Konfigurasi pin infra red (IR) receiver atau penerima infra merah tipe TSOP adalah output (Out), Vs (VCC +5 volt DC), dan Ground (GND). Sensor penerima inframerah TSOP ( TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules ) memiliki fitur-fitur utama yaitu fotodiode dan penguat dalam satu chip, keluaran aktif rendah, konsumsi daya rendah, dan mendukung logika TTL dan CMOS. Detektor infra merah atau sensor inframerah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) adalah penerima inframerah yang telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz, sehingga penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 dan 1. Jika detektor inframerah (TSOP) menerima frekuensi carrier tersebut, maka pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut, maka keluaran detektor inframerah (TSOP) akan berlogika 1.
Grafik sensor Infrared:
    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.

      Dari datasheet kita lihat performance dari IC ini bisa di gunakan untuk tegangan kerja VCC baik 3.3volt ataupun 5volt DC dan memiliki prinsip capacitance. Dan kelebihan lain kita bisa setting ouput pin active high atau active low pada kondisi awal pada pin AHLB.   Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.
 Grafik sensor sentuh:
     
     4.4 Video Rangkaian [Kembali]
 


     4.5 Link Download [Kembali]

File Rangkaian klik disini
Video Rangkaian klik disini
File HMTL klik disini
Datasheet Sensor Infrared klik disini
Datasheet Touch Sensor klik disini
Datasheet Transistor NPN klik disini
Datasheet Op-Amp klik disini
Library Sensor Infrared klik disini
Library Touch Sensor klik disini

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)