Kontrol Pabrik Kornet
1. Untuk menyelesaikan tugas sistem digital yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.
2. Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian tugas besar yaitu kontrol pabrik kornet.
3. Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi kontrol pabrik sarden menggunakan infrared sensor, loadcell sensor, pir sensor, touch sensor, magnetic reed switch sensor, dan LM35 sensor.
2. Alat dan Bahan[Kembali]
- Alat
1. Voltmater
2. Baterai
Spesifikasi
3. Power Supply
- Bahan
1. Rasistor
Lembar Data Resistor
2. Transistor NPN
Spesifikasi
3. Relay
Spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-C
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Tipe tertutup
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas kontak: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5
4. Dioda
Spesifikasi
5. LED
6. OP-AMP
7. Motor DC
Spesifikasi
8. Switch
9. Segment Anoda
Spesifikasi
- Tersedia dalam dua mode Katoda Umum (CC) dan Anoda Umum (CA)
- Tersedia dalam berbagai ukuran seperti 9.14mm, 14.20mm, 20.40mm, 38.10mm, 57.0mm dan 100mm (Ukuran yang umum digunakan/tersedia adalah 14.20mm)
- Warna yang tersedia: Putih, Biru, Merah, Kuning dan Hijau (Res umumnya digunakan)
- Operasi arus rendah
- Tampilan yang lebih baik, lebih terang, dan lebih besar daripada layar LCD konvensional.
- Konsumsi arus: 30mA / segmen
- Arus puncak: 70mA
10. Decoder ( IC 74LS47)
Spesifikasi
- memiliki rentang tegangan yang lebih luas
- Berbagai kondisi operasi
- pull-up internal memastikan Anda tidak memerlukan resistor eksternal
- Empat jalur input dan tujuh jalur output
- dioda penjepit input sehingga tidak memerlukan terminasi kecepatan tinggi
- dilengkapi dengan keluaran kolektor terbuka
11. POT-HG
Spesifikasi
- Tipe: Rotary alias Radio POT
- Tersedia dalam berbagai nilai resistansi seperti 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1 M.
- Peringkat Daya: 0.3W
- Tegangan Masukan Maksimum: 200Vdc
- Rotasi Kehidupan: 2000K siklus
12. Touch Sensor
Spesifikasi
- Tegangan kerja: DC 3.3-5V
- Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan
- Dimensi: 32 x 17 mm
- Indikasi keluaran sinyal
- Sinyal keluaran saluran tunggal
- Dengan lubang baut penahan, pemasangan mudah
- Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara
- Output berupa output switching digital (0 dan 1 tinggi dan rendah)
13. Infrared Sensor
Spesifikasi
- Tegangan kerja 3-5 V DC
- Konsumsi arus pada 3,3V = 23 mA dan pada 5V = 43 mA
- Ukuran papan 3,2 x 1,4cm
- Lubang sekrup 3mm
14. PIR Sensor
Spasifikasi
- Tegangan: DC 3.3V-5V.
- Arus : 15mA.
- Sensor : SW-420 Biasanya Tertutup.
- Keluaran : digital.
- Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm.
- Berat : 10 gr.
15. LoadCell
Spesifikasi
- Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
- Lineritas +10 mV/ ºC.
- Akurasi 0,5 º C pada suhu ruangan.
- Kisaran +2 º C – 150 º C.
- Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
- Arus yang mengalir kurang dari 60 μA.
17. Magnetic Reed Switch Sensor
Spesifikasi
- Tegangan Operasional: 3.3V hingga 5V DC
- Format keluaran: Output peralihan digital (0 dan 1)
- LED yang menunjukkan output dan daya
- Ukuran PCB: 32mm x 14mm
- Desain berbasis LM393
- Mudah digunakan dengan Mikrokontroler atau bahkan dengan IC Digital/Analog biasa
18. IC 7476
3. Dasar Teori[Kembali]
- Resistor
Resistor atau penghambat merupakan salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai penghambat tertentu, dimana penghambat ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran karbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikel, sebuah kawat yang mempunyai resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikel dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat serangkaian 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 Jerman bernama George Simon Ohm. Beliau pula yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga saat ini.
Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopis, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronnya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang diukur pada multimeter akan menunjuk 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 menetapkan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita menganggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah nol.
Simbol dari resistor adalah sebagai berikut :
Cara Menghitung Nilai Resistor
Berdasarkan bentuknya dan proses pemasangannya pada PCB, Resistor terdiri dari 2 bentuk yaitu bentuk Komponen Axial/Radial dan Komponen Chip. Untuk bentuk Komponen Aksial/Radial, nilai resistor ditransmisikan oleh kode warna sehingga kita harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang terkandung dalam warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya ditransmisikan oleh Kode tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya.
- Berdasarkan Kode Warna
Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Aksial diwakili oleh warna-warna yang terdapat pada badan (body). Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di badan Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.
Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat pada Tubuh Resistor :
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2
Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau beri peringkat angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke-1 : Coklat = 1
Gelang ke-2 : Hitam = 0
Gelang ke-3 : Hijau = 5 nol di belakang angka gelang ke-2; atau kalikan 10 5
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 x 10 5 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
5 Gelang Warna
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-3
Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau beri peringkat angka tersebut dengan 10 (10 n )
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut.
Contoh :
Gelang ke-1 : Coklat = 1
Gelang ke-2 : Hitam = 0
Gelang ke-3 : Hijau = 5
Gelang ke-4 : Hijau = 5 nol di belakang angka gelang ke-2; atau kalikan 10 5
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 x 10 5 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi
Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm
Untuk mempermudah menghafal warna pada Resistor, kami memakai singkatan seperti berikut :
HI COBA AJA KU JAU BI UNG A PU
(Hitam, Coklat, Merah, Orange, Kuning. HiJAU, BIru, UNGu, Abu-abu, PUtih)
- Berdasarkan Kode Angka
Membaca nilai Resistor yang berbentuk komponen Chip lebih mudah dari Komponen Aksial, karena tidak menggunakan kode warna sebagai pengganti nilai. Kode yang digunakan oleh Resistor yang berbentuk Komponen Chip menggunakan Kode Angka langsung jadi sangat mudah dibaca atau disebut dengan Body Code Resistor (Kode Tubuh Resistor)
Contoh :
Kode Angka yang tertulis pada badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3;
Contoh cara membaca dan cara menghitung nilai resistor berdasarkan kode angka adalah sebagai berikut:
Masukkan angka nol dari angka ke
-
3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan 10³.
Maka nilainya adalah 47.000 Ohm atau 47 kilo Ohm (47 kOhm).
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
222 → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm
103 → 10 * 10³ = 10.000 Ohm atau 10 Kilo Ohm
334 → 33 * 10 4 = 330.000 Ohm atau 330 Kilo Ohm
Ada juga yang memakai kode angka seperti dibawah ini :
(Tulisan R menandakan letak koma desimal)
4R7 = 4,7 Ohm
0R22 = 0,22 Ohm
Keterangan :
Ohm = Ω
Kilo Ohm = KΩ
Mega Ohm = MΩ
1.000 Ohm = 1 kilo Ohm (1 KΩ )
1.000.000 Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
1.000 kilo Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat menghasilkan tegangan listrik. pada antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut relatif lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :
Dimana V adalah tegangan, I adalah arus kuat, dan R adalah hambatan.
- Ground
Ground atau tanah adalah bagian dari peralatan listrik rumah. Namun kebanyakan dari masyarakat Indonesia sudah terbiasa menyebut tanah atau gruonding ini dengan kata arde.
Ground atau arde pada instalasi listrik berguna untuk mencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos sehingga terjadi kegagalan isolasi. Ground dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.Grounding Memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:
- Power Supply
Catu daya atau pencatu daya adalah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya catu daya membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Catu daya memiliki simbol sebagai berikut:
- Transistor NPN
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai rangkaian pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam keran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari rangkaian sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:
2. Self Bias adalah arus input yang diperoleh dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.
Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:
V = (V kelelawar - V yang dipimpin )
R dipimpin = V / I dipimpin
Saya B = (V BB - V BE ) / R B
V CE = V CC - I C R C
P D = V CE.I C
Karakteristik Input
Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran elektron sebagai prinsip kerja dalam material. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitor, daerah basis dan daerah yang disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitor dan basis, dan yang lainnya antara kolektor dan basis. Oleh karena itu, transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau dipisahkan dengan dioda emitter dan dioda kolektor-basis, atau dipisahkan dengan dioda kolektor.
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis bias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Ketika tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensi barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.
Karakteristik Output
Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada area aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.
Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian bias tetap yang ditambahkan tahanan R E seperti gambar 12.
Rangkaian Emitter-Stabilized Bias
sehingga tahanan R E jika dilihat dari input untuk mencari arus I B adalah sebesar (β+1)R E .
Bias pemberian
Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu:
1. Fixed bias yaitu, arus bias IB yang didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti pada gambar 58. Karakteristik Output.
- Decoder
Decoder adalah suatu perangkat yang dapat mengubah suatu sistem bilangan biner yang terdapat pada bagian input, menjadi sistem bilangan yang lain pada outputnya seperti gambar 1. Berdasarkan simbol pada gambar 1 dapat juga diartikan bahwa decoder adalah salah satu kombinasi output yang akan aktif apabila salah satu kombinasi inputnya aktif. . Gambar 2 menunjukkan dekoder biner ke desimal (0 ÷ 7).
 |
| Simbol Dekoder |
 |
| Dekoder biner ke desimal (0 ÷ 7) (a) simbol, (b) rangkaian ekivalennya dan (c) tabel kebenaran |
- IC 7476
Pencacah biner atau Counter (rangkaian logika sekuensial yang dalam bentuk flip-flop) dapat diartikan menghitung, hampir semua sistem logika menerapkan pencacah. Komputer digital menerapkan pencacahan guna mengarahkan urutan dan eksekusi langkah – langkah dalam program. Fungsi dasar pencacah adalah untuk “mengingat” berapa banyak pulsa deteksi yang telah dimasukkan ke dalamnya; sehingga pengertian paling dasar pencacah adalah sistem memori.
Ada 2 jenis pencacah (counter), yaitu :
1. Pencacah sinkron (synchronous counters), (yang beroperasi serentak dengan pulsa clock) yang kadang – kadang disebut juga pencacah deret (series counters), atau pencacah jajar.
2. Pencacah tak sinkron (asyncronous counters) (yang beroperasi tidak bersamaan dengan pulsa clock) atau pencacah kerut (ripple counters).
Pencacah juga memiliki karakteristik yang penting, yaitu:
1. Sampai berapa banyak ia dapat mencacah (modulo pencacah);
2. Mencacah maju, ataukah mencacah mundur;
3. Kerjanya sinkron atau tak sinkron;
Beberapa kegunaan pencacah :
1. Menghitung banyaknya detak jantung dalam satu periode waktu
2. Membagi frekuensi
3. Pengurutan alamat
4. Beberapa rangkaian aritmatika
Pencacah Tak Tenggelam
Pencacah tak sinkron (ripple trough counter/special counter). Dinamakan juga serial counter karena output yang dihasilkan masing – masing flip flop yang digunakan akan berubah kondisinya dari 0 ke 1, atau sebaliknya dengan secara berurutan. Hal ini disebabkan karena hanya flip-flop paling ujung saja yang dikendalikan oleh sinyal clock, sedangkan clock untuk flip-flop lainnya diambil dari masing-masing flip-flop sebelumnya.
Adapun jenis – jenis pencacah tak sinkron adalah :
I. Pencacah maju tak sinkron (up counter)
Dasar dari rangkaian pencacah ini adalah T-Flip flop
Tanya Jawab....
 |
| Pencacah Maju Tak Tenggelam |
DIAGRAM UNTUK IC 7476
Rangkaian IC7476
- Sensor LoadCell
Pengukur Faktor Nilai
 |
| Bentuk dari Transduser Daya Strain Gage (a) Kawat; (b) Foil ; (c) Sel Beban. |
B. Karakteristik strain gage:
1. Konstan kalibrasi untuk pengukur stabil. Tidak bervariasi dengan waktu, suhu atau faktor-faktor lingkungan lainnya.
2. Alat ukur yang mampu mengukur noda dengan ketelitian ± 1µm/m. dalam kisaran regangan besar ±10%.
3. Ukuran pengukur kecil sehingga regangan dipersepsikan dengan kesalahan kecil.
4. Respon gage, yang sebagian besar dikontrol oleh inersia, memungkinkan untuk merekam regangan dinamis dengan komponen-komponen melebihi 100 kHz.
5. Sistem pengukur kemudahan penempatan dan pembacaannya.
6. Keluaran pengukur selama periode pembacaan tidak bergantung pada suhu dan parameter lingkungan lainnya.
7. Pengukur dan peralatan pendukungnya berbiaya rendah dan dapat dipakai secara luas.
8. Sistem pengukur mudah dipasang dan dioperasikan
9. Pengukur menunjukkan respon linier terhadap regangan pada rentang lebar.
10. Gage cocok dipakai dalam elemen penginderaan di dalam sistem transduser lainnya dimana kuantitasnya tidak diketahui seperti tekanan yang diukur dalam bentuk strain.
Pemilihan Strain Gage yang tepat
Beberapa parameter teknis perlu diperhatikan saat memilih dan menentukan strain gauge mana yang tepat untuk pengukuran yang akan dilakukan, meliputi:
1. Panjang Gage
Pemilihan panjang pengukur bergantung pada objek / spesimen. Pengukur yang pendek, dapat digunakan untuk melokalisasi pengukuran kerapatan, sedangkan pengukur yang panjang lebih banyak dipilih dan digunakan untuk mengukur kerapatan rata-rata yang mewakili seluruh permukaan. Sebagai contoh pada pengukuran regang rata-rata pada beton pondasi ( concrete), dibutuhkan panjang gauge yang lebih panjang karena strukturnya terdiri atas semen dan campuran pasir dan krikil .
Berikut ini adalah acuan panjang gauge merk Showa Instruments dan aplikasi-aplikasinya:
• ≤ 1 mm Untuk pengukuran yang diteliti
• 2 ~ 6 mm Untuk logam dan penggunaan umum
• 10 ~ 20 mm Untuk mortar (semen campuran), kayu, FRP, dll
• ≥ 30 mm Untuk beton padat dan material campuran kasar
2. Alat Ukur Resistansi
Menunjukkan nilai resistansi dalam besaran “Ω” [ohm], yang diukur pada keadaan tanpa beban dan pada suhu ruangan pabrikan.
3. Mampu Ukur Regangan ( Measurable Strain )
Menunjukkan besarnya regangan yang mampu diukur. Umumnya berkisar 2 sampai 4% maksimum. Namun dengan strain gauge foil-yielding dapat mencapai 10%.
4. Rentang Suhu ( Temperature Range )
Menunjukkan batasan suhu lingkungan yang dicegah oleh strain gauge , dengan kata lain strain gauge masih dapat menghasilkan nilai pengukuran yang akurat. Umumnya berkisar antara -30ºC ~ +80ºC. Untuk jenis pengukur regangan suhu tinggi, dapat mencapai +180ºC
5. Faktor Pengukur (K)
Nilai keluaran dari strain gauge adalah dalam hal listrik – resistansi. Sedangkan besarnya yang menjadi tujuan pengukuran adalah nilai regangan. Dengan demikian diperlukan suatu nilai konversi yang disebut faktor pengukur (K).
6. Sensitivitas Transfer (Kt)
Pada kenyataanya nilai resistansi strain gauge juga dapat berubah akibat pengaruh adanya regangan yang tegak lurus terhadap aksis gauge. – tegangan transfersal ( ε t). karena keduanya memiliki hubungan kesebandingan, maka ditetapkanlah suatu konstanta yang disebut dengan sensitivitas transfer (Kt). Nilai ini biasanya ditulis dalam persen (%)
7. Keluaran Termal
Didefinisikan sebagai adanya pergeseran / perubahan nilai suhu akibat perbedaan suhu. Umumnya bernilai pada kisaran ±2µ ε /ºC. Pada jenis strain gauge suhu tinggi diatas suhu 160 ºC, nilainya mencapai ±5µ ε /ºC.
Kurva hubungan antara nilai output termal terhadap suhu
 |
| Fungsi keluaran termal dari temperatur |
Selain regulasi, suhu temperatur juga mempengaruhi nilai faktor pengukur.
Kurva hubungan antara perubahan faktor pengukur terhadap perbedaan suhu.
%20fungsi%20dari%20suhu.png) |
| Faktor Gauge (K) fungsi dari suhu |
Grafik Respons Sensor Loadcell
- PIR Sensor
PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasis inframerah. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan cahaya apa pun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya 'Pasif', sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang dapat dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.
Diagram Sensor PIR:
PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasis inframerah. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan cahaya apa pun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya 'Pasif', sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang dapat dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.
Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh sensor piroelektrik yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan sensor piroelektrik yang terdiri dari galium nitrida, cesium nitrat, dan litium tantalat menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai sel surya.
Grafik respon sensor PIR terhadap suhu :
Grafik respon sensor PIR terhadap arah, jarak, dan kecepatan :
Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi keberadaan inframerah dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang dapat diukur oleh PIR.
- Sensor Touch
 |
| Sensor Touch |
Jenis-Jenis Sensor Touch
Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Sensor Kapasitif bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.
 |
| Jenis sensor sentuh |
Sensor Kapasitif
Sensor sentuh kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer saat ini, hal ini dikarenakan sensor kapasitif lebih kuat, tahan lama dan mudah digunakan serta harganya yang relatif lebih murah dari sensor resistif. Ponsel-ponsel pintar saat ini telah banyak yang menggunakan teknologi ini karena juga menghasilkan respon yang lebih akurat.
Berbeda dengan Sensor Resistif yang menggunakan tekanan tertentu untuk merasakan perubahan pada permukaan layar, Sensor Kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan pada layar sentuhnya. Layar sentuh sensor kapasitif ini terbuat dari bahan konduktif (biasanya Indium Tin Oxide atau disingkat dengan ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus ataupun sarung khusus yang memiliki sifat konduktif.
Pada saat jari menyentuh layar, akan terjadi perubahan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh prosesor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Jadi perlu diperhatikan bahwa sentuhan kita tidak akan direspons oleh sensor kapasitif layar ini apabila kita menggunakan bahan-bahan non-konduktif sebagai konduktor jari tangan dan layar sentuh tersebut.
Sensor Resistif
Tidak seperti sensor sentuh kapasitif, sensor sentuh resistif ini tidak bergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas pelat logam. Sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif ini dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan.
Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau celah yang sangat kecil. Dua lapisan konduktif (lapisan atas dan lapisan bawah) pada dasarnya terbuat dari sebuah film. Film-film umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga transparan (bening).
Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah saklar, pada saat lapisan film atas mendapatkan tekanan tertentu baik dengan jari maupun stylus, maka lapisan film atas akan bersentuhan dengan lapisan film di bawahnya sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu layar tersebut dan memberikan sinyal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.
Dalam keadaan IDLE, output yang dihasilkan adalah LOW (konsumsi daya sangat kecil) sedangkan ketika ada jari yang menyentuh modul ini, output yang dihasilkan adalah HIGH. Jika tidak ada aktivitas lebih dari 12 detik maka modul otomatis akan kembali ke mode IDLE (hemat daya).
Modul dapat dipasang di bagian belakang dengan permukaan plastik, kaca, dan bahan non-logam lainnya untuk menutupi permukaan sensor. Selain itu, jika kita dapat mengatur posisi yang tepat untuk sentuhan, kita juga dapat menyembunyikannya di dinding, meja, dan bagian tombol tersembunyi lainnya.
Ketika jari menyentuh bagian sensor, modul menghasilkan sinyal tinggi.
a. Arus Keluar Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V): 8mA
b. Arus Keluaran Pin Pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V): 4mA
c. Waktu respon (mode daya rendah): maks 220 ms
d. Dalam keadaan normal, modul menghasilkan sinyal rendah (hemat daya).
e. Waktu respons (mode sentuh): maks 60 ms Cara kerja:
f. Dilengkapi 4 baut untuk memudahkan pemasangan
g. Jika tidak disentuh lagi selama 12 detik, kembali ke mode hemat energi.
Kelebihan:
- Konsumsi daya rendah
- Dapat menggantikan fungsi saklar tradisional
- Dapat menerima tegangan dari 2 ~ 5.5VD
Rumus Tegangan Sentuh Maksimal
𝐸𝑆 = 𝐼𝑘( 𝑅𝑘 + 1,5 𝜌𝑠)
Ket: 𝐼𝑘 = Arus fibrilasi
𝑅𝑘 = Nilai tahanan pada badan manusia
𝜌𝑠 = Tahanan Jenis tanah
Grafik Respon Sensor Touch:
- Infrared Sensor
Sensor Inframerah adalah komponen elektronik yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya inframerah terhalang oleh benda. Sensor inframerah terdiri dari LED inframerah sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau modul inframerah yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
- Sensor Suhu LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 mempunyai keakuratan yang tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
IC LM 35 ini tidak memerlukan kalibrasi atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai kurang dari seperempat derajat celcius pada suhu dalam ruangan. Jangkauan sensor mulai dari -55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indikator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialirkan arus 60 μA dari suplai sehingga panas yang ditimbulkannya sendiri sangat rendah kurang dari 0 °C pada suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasi langsung dalam C (celcius), LM35 ini berfungsi sebagai sensor suhu dasar.
- Sensor Magnetic Reed Switch
Sensor magnet adalah sensor yang mudah terpengaruh dan peka terhadap medan magnet kemudian memberikan perubahan kondisi output. Prinsip kerja sensor magnet yaitu akan aktif ketika konduktor mempengaruhi medan magnet, sehingga magnet tersebut tertolak atau tertarik sesuai dengan pengaruh konduktor yang diberikan.
Prinsip Sensor Magnet :
Sensor Magnet didasarkan pada Hukum Faraday dimana apabila seorang penghantar memotong suatu medan magnet maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan menimbulkan Gaya Gerak Listrik (GGL) atau Gaya Elektromagnet (Emf). Besarnya Emf tersebut tergantung pada kekuatan medan magnet dan kecepatan pemotongan. Apabila sensor tersebut menerima getaran maka batang magnet tersebut akan ikut bergetar dan medan magnet tersebut akan terpotong-potong oleh gulungan kawat sehingga kedua ujung gulungan kawat tersebut akan menimbulkan tegangan.
Sensor Magnet adalah Alat yang akan mempengaruhi Medan Magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran, seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet disekitarnya.
Sakelar buluh adalah sakelar listrik yang dioperasikan dengan sakelar magnet, terdiri dari dua kawat nikel - besi feromagnetik dan pisau kontak berbentuk khusus ( buluh) yang ditempatkan dalam kapsul kaca tertutup rapat dengan celah dan dalam pelindung . 
Saklar buluh dapat dioperasikan dengan menggunakan medan magnet yang dihasilkan oleh salah satu magnet permanen arus pembawa kumparan .
Reed Switch adalah sensor yang berfungsi juga sebagai saklar yang aktif atau terhubung apabila pada area jangkauannya terdapat medan magnet.
Spesifikasi:
Konfigurasi PIN:
1. VCC = 3,3V - 5V
2. Gnd
3. Keluaran Digital
Grafik Respon:
4. Prinsip Kerja[Kembali]
A. Prosedur Percobaan
- Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus
- Rangkailah semua alat dan bahan pada proteus
- Mengatur nilai variabel (waktu, arus, dll)
- Lalu tekan tombol jalankan
- Simulasikan semua sensor yang ada
- Revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian
- Lakukan simulasi kembali
B. Gambar Rangkaian
C. Prinsip Kerja
Sistem ini terjadi di ruang distribusi pada pabrik kornet menggunakan mesin yakni conveyor. Yang mana prosesnya berlangsung setelah kornet dikemas dalam kaleng dan dimasukkan ke dalam kardus. Setiap kardus berisi 20 kaleng dengan berat produk masing-masing kaleng sebesar 500 gram.
Sensor Inframerah (IR)
Sensor ini berfungsi dalam mendeteksi keberadaan produk untuk diteruskan ke proses pengemasan dan distribusi selanjutnya. Sensor ini terletak di bagian depan gerbang treadmill. Saat sensor ini berlogika 1 maka terdapat objek yang dideteksi/diletakkan di atas treadmill. Output dari vcc yang keluar dari sensor berlogika 1 akan diteruskan menjadi input pada pin Y2 multiplexer IC 4052 dengan input 1 dan output 1 pada pin Y. Selanjutnya pada demultiplexer output mux tadi akan menjadi inputan pada pin Y dan dikeluarkan pada output Y2 dengan logika yang sama. yakni 1. Tegangan ini akan diteruskan menjadi pin input A1 IC 7482.
Sensor Sel Beban (LoadCell)
Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi apakah produk kelebihan beban atau tidak. Jika berat 1 kotak produk <=10 Kg maka kategori tidak kelebihan muatan. Posisinya berada di bagian alas dekat gerbang treadmill. Output dari sensor terkurus sebesar 2,38 mV akan menjadi input dari rangkaian penguat non-pembalik. Yang mana pada op-amp terjadi pergeseran tegangan (gain) dengan rumus A=1+(Rf/Rin) maka Vout=(R22/R21+1) maka menghasilkan tegangan sebesar 1,53 V. Selanjutnya output dari op amp non inverting amplifier menjadi inputan detektor pembalik. Terukur vref pada rangkaian detektor pembalik sebesar 1,6 V. Nilai output dari detektor akan berlogika 1 ketika vin<= dari vref. Sehingga pada kondisi ini terjadi saturasi V+ dengan nilai Vout sebesar 8,02V yang mendekati nilai default sebesar 9V. Selanjutnya output dari detektor diinputkan ke gerbang logika tidak sehingga menjadi logika 0 yang akan diinputkan pada pin B1 IC 7482. Yang mana sensor loadcell dan sensor infrared saling berhubungan satu sama lain. Pada IC ini dengan kondisi C0=0 A1=1 A2=0 B1=0 B2=0 maka keluaran pada S1=1 terdeteksi tegangan positif dengan tegangan di kaki VBE diukur sebesar 1,92V yang mampu mengaktifkan transistor Q2. Dengan aktifnya transistor Q2 maka arus akan mengalir dari power supply melewati gerbang relay terus ke kolektor terus ke emitor dan ke ground. Dengan mengalirnya arus pada relay maka saklar relay akan bergerak ke kiri sehingga ada pasokan 12v dari baterai yang mengalir ke motor sehingga motor dalam keadaan aktif. Motor hidup menandakan sistem berjalan dengan menyalakan treadmill sehingga barang masuk ke tempat perhitungan barang secara otomatis.
Sensor PIR
Sensor ini ditempatkan sebelum pintu masuk barang. Apabila barang telah melewati sensor infrared yang berfungsi untuk menjalankan Treadmil barang dan masuk kedalam tempat perhitungan barang maka akan dideteksi oleh sensor PIR. Dan ketika pintu masuk dibuka, maka 7-segmen akan melakukan Counter Up untuk menghitung jumlah masuknya barang tersebut. Selanjutnya, Ketika sudah mencapai angka 9,maka sensor sentuh yang digunakan untuk dapat mereset angka pada 7-segment menjadi nol dan diulang dari angka 1 kembali.
Rangkaian Asyncronous counter yaitu rangkaian counter yang sinyal clocknya hanya terhubung ke satu input saja dan sinyal clock selanjutnya bergantung pada output flip-flop sebelumnya. Dan selanjutnya rangkaian yang terhubung dengan rangkaian Decoder yang berfungsi mengubah nilai biner menjadi desimal yang akan ditampilkan pada 7-Segment.
Sensor Sentuh
Kemudian, sensor sentuh digunakan untuk mereset display 7-segment ketika sensor mendeteksi sentuhan tangan operator maka dihasilkan tegangan dan arus dapat mengalir melewati resistor R5 sebesar 10 kilo ohm dan diteruskan ke percabangan gerbang not menuju decoder-1, serta sebagai inputan pin A decoder-2. . Tegangan berlogika 1 tadi akan dinotasikan menjadi 0 dan diteruskan hingga menjadi input pin reset dari setiap flip-flop. Sehingga output Q pada setiap flip-flop berlogika 0. Pada kondisi ini tampilan 7-segment pertama akan direset menjadi 0 dan tampilan pada 7-segment kedua adalah desimal 1. Karena inout pin A=HB=0 C=0 D=0. Bila ini dibaca dari D(MSB) ke A(LSB) maka dihasilkan desimal 1.
Sensor Suhu LM35
Kornet kalengan harus disimpan pada suhu di bawah 21 derajat celcius.
Sensor ini ditempatkan pada dinding pabrik yang berfungsi untuk mendeteksi suhu di ruang distribusi. Apabila sensor LM35 mendeteksi suhu >=21 celcius misalnya 21 celcius maka outputnya dingin akan menyala. Tegangan dari sensor LM35 diukur sebesar 0,21 Volt masuk ke penguat non pembalik. Terjadi penguatan sebesar 10x sehingga dihasilkan output 2,11 V. Kemudian tegangan 2,12 volt sebagai vinput dari LM741 menghasilkan tegangan referensi dari LM741 adalah sebesar 2,05 dibanding dengan Vinput 2,12 maka kondisi Vin>Vref ini menyebabkan terjadi saturasi V+ dengan Vout. =3,77. Masuk melewati resistor R15 menghasilkan tegangan 0,78 volt pada VBE, tegangan ini cukup untuk menghidupkan transistor Q2. Transistor aktif maka arus mengalir dari power supply ke gerbang relay diteruskan ke kolektor, emitor, dan ke gorund. Karena mengalirnya arus pada relai maka sakelar akan berpindah ke kiri yang menyebabkan tegangan 6V dari baterai mengalir ke motor yang menandakan bahwa pendingin aktif.
Namun apabila sensor LM35 mendeteksi suhu < 21 misalnya pada angka 20 maka tegangan sebesar 5v masuk ke sensor jarak kemudian menghasilkan output sebesar 0,2 volt kemudian menjadi input bagi OP-AMP non inverting sehingga terjadi penguatan sebesar 10x sehingga menghasilkan tegangan output sebesar 2,02 volt. Yang mana menjadi Vin pada detektor non inverting dengan Vreferensinya adalah 2,05volt sehingga menghasilkan output sebesar -3,66volt yakni V-saturasi. Kemudian lewat R7 diukur tegangan kaki VBE sebesar 0,64 yang tidak cukup untuk mengaktifkan transistor. Sehingga transistor Off karena tegangan pada VBE tidak cukup, maka relay akan tetap berada dikanan sehingga motor penggerak pendingin akan mati.
Sensor Saklar Buluh Magnetik
Sensor ini berfungsi untuk mengontrol gripper/pencapit dengan mendeteksi magnet. Setiap produk kardus saat melewati pintu keluar setelah dikemas akan disertai dengan magnet kecil di sisi kanan dan kiri kardus. Saat sensor ini mendeteksi adanya magnet yakni dengan berlogika 1. Maka ini merupakan instruksi agar gripper/pencapit menutup dan menangkap produk/kardus sarden. Kemudian barang tersebut akan dipindahkan secara perlahan ke troli untuk kemudian didistribusikan. Output dari sensor dengan tegangan berlogika 1 akan diteruskan ke gerbang bukan sehingga menjadi logika 0. Kaki S dan R flip flop tidak aktif karena berlogika 1. Sedangkan kaki J=1 dan K=0. Dalam kondisi ini kaki K aktif sehingga keluarnya Q=1 dan Q=0. Karena tegangan hanya mengalir ke LED biru, maka hanya 1 LED yang menyala.
Namun saat sensor ini tidak mendeteksi adanya medan magnet/ saat posisi barang belum mendekati gripper maka sensor ini akan berlogika 0 sehingga keluaran 0 akan berubah menjadi 1 dan menjadi input pada kaki reset. Karena kaki set dan reset dalam kondisi tidak aktif, maka keluaran flip-flop akan dipengaruihi oleh clock yakni dalam kondisi toggle. Kedua LED akan hidup secara bergantian. Ini menjadi instruksi bagi gripper/pencapit untuk membuka dan melepaskan barang ke troli.
5. Video[Kembali]
Rangkaian [disini]
Datasheet Resistor [disini]
Datasheet Transistor 2n222 [disini]
Datasheet OP-AMP [disini]
Datasheet Relay [disini]
Datasheet Dioda [disini]
Datasheet Sensor IR [disini]
Datasheet Sensor PIR [disini]
Datasheet Sensor Touch [disini]
Datasheet Sensor Loadcell [disini]Datasheet Sensor LM35 [disini]
Datasheet Sensor Magnet Reed Switch [disini]
Library Sensor PIR [disini]
Library Sensor Sentuh [disini]
Library Sensor IR [disini]Library Sensor Magnet Reed Switch [disini]
HTML [disini]
.png){kind=logo}
.png){kind=logo}
Tidak ada komentar:
Posting Komentar