Kontrol Suhu Ruangan
1. TUJUAN [kembali]
- Untuk dapat mengetahui penggunaan pengontrol suhu ruangan
- Untuk dapat membuat rangkaian aplikasi pengontrol suhu ruangan
- Untuk dapat lebih memahami karakteristik pengontrol suhu ruangan
2. ALAT DAN BAHAN [kembali]
A. Alat
Generatora. Baterai Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.
Spesifikasi dan Pinout Baterai- Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
- Output voltage: dc 1~35v
- Max. Input current: dc 14a
- Charging current: 0.1~10a
- Discharging current: 0.1~1.0a
- Balance current: 1.5a/cell max
- Max. Discharging power: 15w
- Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
- Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
- Ukuran: 126x115x49mm
- Berat: 460gr
b. Power SuplyBerfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :Input voltage: 5V-15V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%
B. Bahana. ResistorResistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).
Cara menghitung nilai resistor:Tabel warnaSpesifikasi
b. Dioda
SpesifikasiUntuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.
c. TransistorMerupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor DC dan output lainnya.Spesifikasi :
- Bi-Polar Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 100mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
d. Op Amp - LM741Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
Konfigurasi PIN LM741
Spesifikasi:
e. Potensiometer Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Potensiometer juga biasanya di sebut sebagai resistor variabel dikarenakan kita dapat mengubah besaran dari resistansinya. Spesifikasi Potensiometer:
- Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
- Output voltage: dc 1~35v
- Max. Input current: dc 14a
- Charging current: 0.1~10a
- Discharging current: 0.1~1.0a
- Balance current: 1.5a/cell max
- Max. Discharging power: 15w
- Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
- Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
- Ukuran: 126x115x49mm
- Berat: 460gr
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%
- Bi-Polar Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 100mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
b. Sensor Infrared
Sensor inframerah (IR) adalah perangkat elektronik yang mengukur dan
mendeteksi radiasi infra merah di lingkungan sekitarnya. Radiasi inframerah
secara tidak sengaja ditemukan oleh seorang astronom bernama William Herchel
pada tahun 1800. Saat mengukur suhu setiap warna cahaya (dipisahkan oleh
prisma), diperlihatkan bahwa suhu yang berada tepat di luar lampu merah adalah
yang tertinggi. IR tidak terlihat oleh mata manusia, karena panjang gelombangnya
lebih panjang dari pada cahaya tampak (meskipun masih pada spektrum
elektromagnetik yang sama)
c. sensor LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
Pinout:
Spesifikasi:
- Tegangan kerja berkisar 4 Volt DC - 30 Volt DC.
- Output linier dengan kenaikan tegangan 10mV (0.01V) untuk setiap kenaikan suhu sebesar 1 derajat celcius.
- Arus kerja yang rendah yaitu kurang dari 60mikro Ampere.
- Dapar mengukur suhu dengan range -55 sampai 150 celcius.
- Akurasi kuranglebih 0.5 derajat celcius pada suhu ruangan.
d. ThermistorThermistor atau resistor termal adalah salah satu jenis resistor yang hambatan listriknya bervariasi dengan perubahan suhu. Meskipun semua tahanan resistor berfluktuasi sedikit dengan suhu, termistor sangat sensitif terhadap perubahan suhu.
Pinout:
Spesifikasi:- Resistansi tinggi 1kOhm sampai 100 kOhm.
- Ukuran fisik ( disk, manik
- manik, batang ) kecil.
- Manik kecil ( small bead diameternya 0,005 inchi )
- Respon waktu cepat, untuk thermistor manik ½ detik.
- Lebih murah dari pada RTD.
- Sensitivitas sangat tinggi ( 1000 kali lebih sensitif dari pada RTD ).
- Perubahan resistansi 10% per nol derajat celsius. Misal resistansi nominal 10 kOhm
e. Rain sensor
Rain sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi hujan turun atau tidak. Intinya sensor ini jika terkena air pada papan sensornya maka resistansinya akan berubah, semakin banyak semakin kecil dan sebaliknya
Pinout:
Spesifikasi :- Adoptshigh quality of RF-04 double sidedmaterial.
- Area:5cm x 4cm nickel plateon side,
- Anti-oxidation,anti-conductivity, with long use time;
- Comparator output signal clean waveform is good, driving ability, over 15mA;
- Potentiometer adjust the sensitivity;
- Working voltage 5V;
- Output format: Digital switching output (0 and 1) and analog voltage output AO;
- With bolt holes for easy installation;
- Small board PCB size: 3.2cm x 1.4cm;
- Usesa wide voltage LM393 comparator
f. Sensor KTY81Sensor suhu KTY81 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Pin out:h. LogicstateGerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.
b. Sensor Infrared
c. sensor LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
Pinout:
Spesifikasi:
- Tegangan kerja berkisar 4 Volt DC - 30 Volt DC.
- Output linier dengan kenaikan tegangan 10mV (0.01V) untuk setiap kenaikan suhu sebesar 1 derajat celcius.
- Arus kerja yang rendah yaitu kurang dari 60mikro Ampere.
- Dapar mengukur suhu dengan range -55 sampai 150 celcius.
- Akurasi kuranglebih 0.5 derajat celcius pada suhu ruangan.
- Resistansi tinggi 1kOhm sampai 100 kOhm.
- Ukuran fisik ( disk, manik
- manik, batang ) kecil.
- Manik kecil ( small bead diameternya 0,005 inchi )
- Respon waktu cepat, untuk thermistor manik ½ detik.
- Lebih murah dari pada RTD.
- Sensitivitas sangat tinggi ( 1000 kali lebih sensitif dari pada RTD ).
- Perubahan resistansi 10% per nol derajat celsius. Misal resistansi nominal 10 kOhm
Rain sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi hujan turun atau tidak. Intinya sensor ini jika terkena air pada papan sensornya maka resistansinya akan berubah, semakin banyak semakin kecil dan sebaliknya
Pinout:
- Adoptshigh quality of RF-04 double sidedmaterial.
- Area:5cm x 4cm nickel plateon side,
- Anti-oxidation,anti-conductivity, with long use time;
- Comparator output signal clean waveform is good, driving ability, over 15mA;
- Potentiometer adjust the sensitivity;
- Working voltage 5V;
- Output format: Digital switching output (0 and 1) and analog voltage output AO;
- With bolt holes for easy installation;
- Small board PCB size: 3.2cm x 1.4cm;
- Usesa wide voltage LM393 comparator
- Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
- GND dihubungkan ke GND
- IN1/Data dihubungkan ke pin 2
a. ResistorJenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.Cara menghitung nilai resistor:Tabel warna
Contoh :Gelang ke 1 : Coklat = 1Gelang ke 2 : Hitam = 0Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
b. Dioda
SpesifikasiDioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer. Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.
Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.
Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.
Untuk menentukan arus zenner berlaku persamaan:Keterangan:
Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.
1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor. Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor.
Rumus-rumus transistor:Spesifikasi :
- Bi-Polar Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 100mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
Konfigurasi TransistorKonfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.
Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.
Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.
d. Op Amp - LM741Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
Karakteristik penguat ideal adalah:
- Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
- Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
- Impedansi output sangat kecil (Zo <<).
Konfigurasi PIN LM741:
Spesifikasi:
Respons karakteristik kurva I-O:
e. Potensiometer
Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Potensiometer juga biasanya di sebut sebagai resistor variabel dikarenakan kita dapat mengubah besaran dari resistansinya.
→ Prinsip Kerja Potensiometer:
Potensiometer / Potmeter terdiri dari kawat resistif panjang L yang terbuat dari magnum atau dengan konstantan dan baterai yang dikenal EMF V. Tegangan ini disebut sebagai tegangan sel driver (driver cell voltage).
Hubungkan kedua ujung kabel resistif L ke terminal baterai seperti yang ditunjukkan di bawah ini; mari kita asumsikan ini adalah pengaturan rangkaian primer. Satu terminal sel lain (yang EMF E-nya harus diukur) berada di salah satu ujung rangkaian primer dan ujung terminal sel lainnya terhubung ke titik mana pun pada kawat resistif melalui galvanometer G.
Sekarang, mari kita asumsikan susunan ini adalah sirkuit sekunder. Susunan potmeter seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Prinsip kerja dasar ini didasarkan pada fakta bahwa jatuhnya potensi di setiap bagian kawat berbanding lurus dengan panjang kawat, asalkan kawat memiliki area penampang yang seragam dan arus konstan mengalir melalui itu.
“Ketika tidak ada perbedaan potensial antara dua node ada arus listrik akan mengalir"
Sekarang kawat potmeter sebenarnya adalah kawat dengan resistivitas tinggi (ῥ) dengan luas penampang seragam A. Dengan demikian, di seluruh kawat, ia memiliki resistansi seragam.
Sekarang terminal potensiometer ini terhubung ke sel EMF V tinggi (mengabaikan resistansi internalnya) yang disebut sel driver atau sumber tegangan. Biarkan arus melalui potensiometer adalah I dan R adalah resistansi total potensiometer.
Kemudian oleh hukum Ohm V = IR
Kita tahu bahwa R = ῥL / A Jadi, V = I ῥL / A Karena ῥ dan A selalu konstan dan saat ini saya dijaga konstan oleh rheostat.
Jadi L ῥ / A = K (konstan)
Jadi, V = KL. Sekarang anggaplah sel E dari EMF yang lebih rendah dari sel driver ditempatkan di sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas. Katakanlah ia memiliki EMF E. Sekarang di kawat potmeter katakan panjangnya x potensiometer telah menjadi E.
E = L ῥx / A = Kx
Ketika sel ini dimasukkan ke dalam sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas dengan jokey yang terhubung ke panjang yang sesuai (x), tidak akan ada aliran arus melalui galvanometer karena ketika beda potensial sama dengan nol, tidak ada arus yang akan mengalir melaluinya.
Jadi galvanometer G menunjukkan deteksi nol. Maka panjang (x) disebut panjang dari titik nol. Sekarang dengan mengetahui konstanta K dan panjang x. Kami dapat menemukan EMF yang tidak diketahui.
E = L ῥx / A = Kx
Kedua, EMF dari dua sel juga dapat dibandingkan, biarkan sel pertama EMF E1 diberi titik nol pada panjang = L1 dan sel kedua EMF E2 menunjukkan titik nol panjang = L2
Kemudian, E1 / E2 = L1 / L2
→ Grafik Potensiometer:
Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.
1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor.
- Bi-Polar Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 100mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
- Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
- Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
- Impedansi output sangat kecil (Zo <<).
Potensiometer / Potmeter terdiri dari kawat resistif panjang L yang terbuat dari magnum atau dengan konstantan dan baterai yang dikenal EMF V. Tegangan ini disebut sebagai tegangan sel driver (driver cell voltage).
Hubungkan kedua ujung kabel resistif L ke terminal baterai seperti yang ditunjukkan di bawah ini; mari kita asumsikan ini adalah pengaturan rangkaian primer. Satu terminal sel lain (yang EMF E-nya harus diukur) berada di salah satu ujung rangkaian primer dan ujung terminal sel lainnya terhubung ke titik mana pun pada kawat resistif melalui galvanometer G.
Sekarang, mari kita asumsikan susunan ini adalah sirkuit sekunder. Susunan potmeter seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Prinsip kerja dasar ini didasarkan pada fakta bahwa jatuhnya potensi di setiap bagian kawat berbanding lurus dengan panjang kawat, asalkan kawat memiliki area penampang yang seragam dan arus konstan mengalir melalui itu.
“Ketika tidak ada perbedaan potensial antara dua node ada arus listrik akan mengalir"
Sekarang kawat potmeter sebenarnya adalah kawat dengan resistivitas tinggi (ῥ) dengan luas penampang seragam A. Dengan demikian, di seluruh kawat, ia memiliki resistansi seragam.
Sekarang terminal potensiometer ini terhubung ke sel EMF V tinggi (mengabaikan resistansi internalnya) yang disebut sel driver atau sumber tegangan. Biarkan arus melalui potensiometer adalah I dan R adalah resistansi total potensiometer.
Kemudian oleh hukum Ohm V = IR
Karena ῥ dan A selalu konstan dan saat ini saya dijaga konstan oleh rheostat.
Jadi L ῥ / A = K (konstan)
Jadi, V = KL. Sekarang anggaplah sel E dari EMF yang lebih rendah dari sel driver ditempatkan di sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas. Katakanlah ia memiliki EMF E. Sekarang di kawat potmeter katakan panjangnya x potensiometer telah menjadi E.
E = L ῥx / A = Kx
Ketika sel ini dimasukkan ke dalam sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas dengan jokey yang terhubung ke panjang yang sesuai (x), tidak akan ada aliran arus melalui galvanometer karena ketika beda potensial sama dengan nol, tidak ada arus yang akan mengalir melaluinya.
Jadi galvanometer G menunjukkan deteksi nol. Maka panjang (x) disebut panjang dari titik nol. Sekarang dengan mengetahui konstanta K dan panjang x. Kami dapat menemukan EMF yang tidak diketahui.
E = L ῥx / A = Kx
Kedua, EMF dari dua sel juga dapat dibandingkan, biarkan sel pertama EMF E1 diberi titik nol pada panjang = L1 dan sel kedua EMF E2 menunjukkan titik nol panjang = L2
Kemudian, E1 / E2 = L1 / L2
f. Sensor Infrared
- LM35, LM35A -> range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
- LM35C, LM35CA -> range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
- LM35D -> range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.
- Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
- Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
- Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
- Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
- Membutuhkan tegangan untuk beroperasi.
Thermistor juga merupakan salah satu jenis dari variable resistor yang bisa merubah nilai hambatan menjadi tidak tetap. Thermistor terdiri dari dua jenis, yaitu:
- Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient)
- PTC (Positive Temperature Coefficient).
Kedua jenis thermistor tersebut mempunyai fungi sama yang dapat mengubah nilai suhu, namun mempunyai cara kerja yang berlawanan.
Berikut ini adalah gambar dari perbedaan serta simbol thermistor PTC dan NTC:
Pada Thermistor NTC mempunyai grafik berlawanan, yang menandakan jika temperaturenya naik maka nilai resistansinya turun. Lalu saat temperaturenya turun, maka nilai resistansinya akan naik. Hal ini menandakan nilai pada NTC berbanding terbalik.
Prinsip kerja Thermistor :
Cara kerja Thermistor menyesuaikan perubahan nilai resistansinya berdasarkan besar kecilnya suhu. Suhu tersebut akan mengenai bagian dari thermistor, sehingga terjadi perubahan nilai resistansi didalamnya. Jika badan dari thermistor NTC ini mendapatkan suhu panas maka nilai resistansinya akan berkurang.
Grafik
i. Rain sensor
Rain sensor atau sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi mendeteksi terjadinya hujan atau tidak. Pada sensor ini, terdapat integrated circuit atau IC (komponen dasar yang terdiri dari resistor, transistor, dan lain-lain) komparator yang berfungsi memberikan sinyal berupa logika ‘on’ dan ‘off’. Sehingga ketika sensor mendeteksi adanya hujan, wiper mobil secara otomatis akan berfungsi tanpa harus mengaktifkan saklar manual.
Sensor hujan juga mampu mengatur kecepatan wiper saat menyeka air hujan di kaca mobil, mulai dari posisi low, intermittent, hingga high speed. Pengaturan tersebut tergantung dari curah hujan yang menerpa kaca mobil.
Komponen Sensor Hujan
- Sensor hujan bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5 centimeter (cm) x 4 cm berlapis nikel.
- Lapisan modul pada sensor mempunyai sigar oksidasi sehingga tahan terhadap korosi.
- IC komputer.
- Terdapat potensiometer yang berfungsi mengatur sensifitas sensor.
- Dua output digital dan analog.
- Adoptshigh quality of RF-04 double sidedmaterial.
- Area:5cm x 4cm nickel plateon side,
- Anti-oxidation,anti-conductivity, with long use time;
- Comparator output signal clean waveform is good, driving ability, over 15mA;
- Potentiometer adjust the sensitivity;
- Working voltage 5V;
- Output format: Digital switching output (0 and 1) and analog voltage output AO;
- With bolt holes for easy installation;
- Small board PCB size: 3.2cm x 1.4cm;
- Usesa wide voltage LM393 comparator
4. PERCOBAAN [kembali]
a. Prosedur Percobaan
1. Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
2. Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
3. Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
4. Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
5. Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian pada grden otomatis bekerja
b. rangkaian simulasi dan prinsip kerja
Prinsip kerja umum:Jika sensor suhu LM35 mendeteksi adanya suhu di atas suhu ruangan normal (>27'celcius) dan sensor Infarared mendeteksi adanya manusia didalam ruangan, maka motor penggerak kipas angin akan hidup/ON. Jika sensor suhu Thermistor mendeteksi adanya suhu ruangan yang dingin (<20'celcius) dan sensor hujan mendeteksi adanya hujan diluar ruangan, maka penghangat ruangan akan hidup/ON. Prinsip kerja rinci:Jika sensor suhu LM35 mendeteksi
adanya suhu di atas suhu ruangan normal (>27'celcius) dan sensor PIR
mendeteksi adanya manusia didalam ruangan, maka motor penggerak kipas angin
akan hidup/ON. Jika sensor suhu Thermistor mendeteksi adanya suhu ruangan yang
dingin (<20'celcius) dan sensor hujan mendeteksi adanya hujan diluar
ruangan, maka penghangat ruangan akan hidup/ON. Dan jika sensor api mendeteksi
adanya indikasi kebakaran, maka alarm akan berbunyi untuk memperingati
orang-orang yang ada di dalam.
- Sensor suhu LM35 akan menguluarkan
tegangan (Vin) sebesar 10mV x suhu yang terdeteksi, dan arus yang keluar dari
sensor suhu akan masuk ke rangkaian Op-Amp lm741 yang dimana rangakaian Op-Amp
yang digunakan adalah detektor non-inverting (Vo=Aol(Vin - Vref)) dan tegangan
yang keluar dari Op-Amp akan sebesar +Vs yang disaturasikan, dan arus masuk ke
dalam rangkaian transistor self bias. Dari sumber VCC pada rangkaian transistor
akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki collector dan
keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE (Voltmeter
Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan switch relay
dapat berpindah.
- Sensor Infrared akan mengeluarkan
tegangan (Vin) sebesar 5V dan arus akan mengalir menuju ke rangakaian Op-Amp
lm741 yang dimana rangkaian yang digunakan adalah Amplifier non-inverting
(Vo=Vinx(Rf/Rin + 1) dan tegangan yang keluar akan sebesar 10V, dan arus akan
masuk menuju rangkaian transistor fixed bias. Dari sumber VCC pada rangkaian
transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki
collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE
(Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan
switch relay dapat berpindah.
Ketika swicth relay pada rankaian
sensor LM35 dan sensor Infrared berpindah maka Baterai akan mengaliri arus menuju
motor sehingga motor kipas angin akan hidup/ON.
- Sensor suhu Thermistor akan
menguluarkan tegangan (Vin) sebesar 1V x suhu yang terdeteksi, dan arus yang
keluar dari sensor suhu akan masuk ke rangkaian Op-Amp lm741 yang dimana
rangakaian Op-Amp yang digunakan adalah detektor non-inverting (Vo=Aol(Vin -
Vref)) dan tegangan yang keluar dari Op-Amp akan sebesar +Vs yang
disaturasikan, dan arus masuk ke dalam rangkaian transistor self bias. Dari
sumber VCC pada rangkaian transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan
dari relay menuju kaki collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan
yang terdeteksi di VBE (Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan
transistor aktif dan switch relay dapat berpindah.
- Sensor hujan akan mengeluarkan
tegangan (Vin) sebesar 5V dan arus akan mengalir menuju ke rangakaian Op-Amp
lm741 yang dimana rangkaian yang digunakan adalah Amplifier non-inverting
(Vo=Vinx(Rf/Rin + 1) dan tegangan yang keluar akan sebesar 15V, dan arus akan
masuk menuju rangkaian transistor fixed bias. Dari sumber VCC pada rangkaian
transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki
collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE
(Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan
switch relay dapat berpindah.
Ketika swicth relay pada rankaian
sensor LM35 dan sensor PIR berpindah maka Baterai akan mengaliri arus menuju
motor sehingga motor penghangat ruangan akan hidup/ON.
- Sensor api akan mengeluarkan
tegangan (Vin) sebesar 5V dan arus akan mengalir menuju ke rangakaian Op-Amp
lm741 yang dimana rangkaian yang digunakan adalah Voltage Follower (Acl=Vo/Vin
x 1) dan tegangan yang keluar akan sebesar 5V, dan arus akan masuk menuju
rangkaian transistor fixed bias. Dari sumber VCC pada rangkaian transistor akan
mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki collector dan keluar
dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE (Voltmeter Base
Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan switch relay
dapat berpindah. Dan Ketika swicth relay pada rankaian sensor api
berpindah maka Baterai akan mengaliri arus menuju motor sehingga motor alarm
peringatan akan berbunyi.
Jika sensor suhu LM35 mendeteksi
adanya suhu di atas suhu ruangan normal (>27'celcius) dan sensor PIR
mendeteksi adanya manusia didalam ruangan, maka motor penggerak kipas angin
akan hidup/ON. Jika sensor suhu Thermistor mendeteksi adanya suhu ruangan yang
dingin (<20'celcius) dan sensor hujan mendeteksi adanya hujan diluar
ruangan, maka penghangat ruangan akan hidup/ON. Dan jika sensor api mendeteksi
adanya indikasi kebakaran, maka alarm akan berbunyi untuk memperingati
orang-orang yang ada di dalam.
- Sensor suhu LM35 akan menguluarkan
tegangan (Vin) sebesar 10mV x suhu yang terdeteksi, dan arus yang keluar dari
sensor suhu akan masuk ke rangkaian Op-Amp lm741 yang dimana rangakaian Op-Amp
yang digunakan adalah detektor non-inverting (Vo=Aol(Vin - Vref)) dan tegangan
yang keluar dari Op-Amp akan sebesar +Vs yang disaturasikan, dan arus masuk ke
dalam rangkaian transistor self bias. Dari sumber VCC pada rangkaian transistor
akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki collector dan
keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE (Voltmeter
Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan switch relay
dapat berpindah.
- Sensor Infrared akan mengeluarkan
tegangan (Vin) sebesar 5V dan arus akan mengalir menuju ke rangakaian Op-Amp
lm741 yang dimana rangkaian yang digunakan adalah Amplifier non-inverting
(Vo=Vinx(Rf/Rin + 1) dan tegangan yang keluar akan sebesar 10V, dan arus akan
masuk menuju rangkaian transistor fixed bias. Dari sumber VCC pada rangkaian
transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki
collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE
(Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan
switch relay dapat berpindah.
Ketika swicth relay pada rankaian
sensor LM35 dan sensor Infrared berpindah maka Baterai akan mengaliri arus menuju
motor sehingga motor kipas angin akan hidup/ON.
- Sensor suhu Thermistor akan
menguluarkan tegangan (Vin) sebesar 1V x suhu yang terdeteksi, dan arus yang
keluar dari sensor suhu akan masuk ke rangkaian Op-Amp lm741 yang dimana
rangakaian Op-Amp yang digunakan adalah detektor non-inverting (Vo=Aol(Vin -
Vref)) dan tegangan yang keluar dari Op-Amp akan sebesar +Vs yang
disaturasikan, dan arus masuk ke dalam rangkaian transistor self bias. Dari
sumber VCC pada rangkaian transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan
dari relay menuju kaki collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan
yang terdeteksi di VBE (Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan
transistor aktif dan switch relay dapat berpindah.
- Sensor hujan akan mengeluarkan
tegangan (Vin) sebesar 5V dan arus akan mengalir menuju ke rangakaian Op-Amp
lm741 yang dimana rangkaian yang digunakan adalah Amplifier non-inverting
(Vo=Vinx(Rf/Rin + 1) dan tegangan yang keluar akan sebesar 15V, dan arus akan
masuk menuju rangkaian transistor fixed bias. Dari sumber VCC pada rangkaian
transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki
collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE
(Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan
switch relay dapat berpindah.
Ketika swicth relay pada rankaian
sensor LM35 dan sensor PIR berpindah maka Baterai akan mengaliri arus menuju
motor sehingga motor penghangat ruangan akan hidup/ON.
- Sensor api akan mengeluarkan
tegangan (Vin) sebesar 5V dan arus akan mengalir menuju ke rangakaian Op-Amp
lm741 yang dimana rangkaian yang digunakan adalah Voltage Follower (Acl=Vo/Vin
x 1) dan tegangan yang keluar akan sebesar 5V, dan arus akan masuk menuju
rangkaian transistor fixed bias. Dari sumber VCC pada rangkaian transistor akan
mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki collector dan keluar
dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE (Voltmeter Base
Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan switch relay
dapat berpindah. Dan Ketika swicth relay pada rankaian sensor api
berpindah maka Baterai akan mengaliri arus menuju motor sehingga motor alarm
peringatan akan berbunyi.
- file video klik disini
- file rangkaian proteus klik disini
- datasheet LED klik disini
- datasheet relay klik disini
- datasheet transistor klik disini
- datasheet buzzer klik disini
- datasheet sensor rain klik disini
- datasheet sensor Infrared klik disini
- datasheet sensor LM35 klik disini
- datasheet sensor thermistor klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar