Tugas 7 (UAS Kelompok)

 RANGKAIAN PENDINGIN

AIR OTOMATIS (NTC)

Daftar Isi

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4.Percobaan

5. Simulasi

6. Link Download

1. Tujuan

• Memenuhi tugas UAS Kelompok pada mata kuliah Kimia Dasar
• Dapat memahami prinsip kerja dan teori dari rangkaian pendingin air otomatis
• Dapat membuat dan mensimulasikan rangkaian pendingin air otomatis menggunakan NTC ini dengan proteus

2. Komponen
Untuk membuat RANGKAIAN DISPENSER OTOMATIS, diperlukan:
 
1. Resistor
Spesfikasi :
-Toleransi : +/-5%
-Resistansi:10k  


Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Cara menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor tersebut. Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.
 

2.              Transistor NPN



Spesifikasi :
- Transistor NPN arus tinggi Bi-Polar
- Penguatan Arus DC (hFE) adalah 100
- Arus Kolektor Kontinyu (IC) adalah 800mA
- Emitter Base Voltage (VBE) adalah 6V
- Collector Emitter Voltage (VCE) adalah 30V
- Base Current (IB) adalah maksimum 5mA
              
 
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

3.              Relay 
 

Spesifikasi :
- Tegangan Nominal : 3 VDC hingga 48 VDC
- Resistensi Coil 50 ± 10%
- Operasi Tegangan : 3.75V
- Rilis Tegangan : 0,5V
- Konsumsi Daya Nominal : 360 hingga 450 mW

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).

4.              Baterai

Berfungsi untuk mensuplai tegangan pada rangkaian.
Spesifikasi :
- 12 V

  5.              LED

Spesifikasi :

Tegangan : ±2 - 3V
Arus : ±20 mA

 LED berfungsi sebagai indikator air telah penuh dan suhu telah sesuai.

6.              Ground



Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.
 
7.              NTC





 Berfungsi sebagai penghitung suhu sehingga mempengaruhi resistansinya.
 
8.              Op amp




Spesifikasi :
- Impedansi input : 1,5 T ohm
- Arus yang ditarik : 10pA (Piko ampere)

 Berfungsi sebagai penguat tegangan pada rangkaian.

9.              Peltier






Berfungsi sebagai termoelektrik yang dapat mengubah energi listrik menjadi panas dan dingin yang digunakan untuk pendingin atau pemanas air.

10.              DC FAN


Berfungsi sebagai pembuang panas pada peltier.

3. Dasar Teori

 Transistor

Selain digunakan sebagai penguat, 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.

 

 Pembagi Tegangan

Pembagi Tegangan adalah suatu rangkaian sederhana yang mengubah tegangan besar menjadi tegangan yang lebih kecil. Fungsi dari Pembagi Tegangan ini di Rangkaian Elektronika adalah untuk membagi Tegangan Input menjadi satu atau beberapa Tegangan Output yang diperlukan oleh Komponen lainnya didalam Rangkaian. Hanya dengan menggunakan dua buah Resistor atau lebih dan Tegangan Input, kita telah mampu membuat sebuah rangkaian pembagi tegangan yang sederhana.Pada dasarnya, Rangkaian Pembagi Tegangan terdiri dari dua buah resistor yang dirangkai secara Seri.

Peltier

Cara kerja peltier adalah, jika peltier disambungkan ke arus DC , lempengan pertama akan menyerap panas, dan lempengan kedua akan mengeluarkan panas. Lempengan yang menyerap panas akan memberikan efek pendinginan atau pembekuan. Sedangkan lempengan di baliknya akan menghasilkan panas. 



Lempengan yang mengahasikan efek pendinginan atau pembekuan, berada di bagian yang bertuliskan kode angka peltier. Sedangkan lempengan di baliknya yang berfungsi untuk membuang panas, berada di baliknya, biasanya di sambungkan dengan heatsink dengan tambahan thermal paste.

 NTC

Thermistor adalah salah satu jenis Resistor yang nilai resistansi atau nilai hambatannya dipengaruhi oleh Suhu (Temperature). Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) dan Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient).

Contoh perubahaan Nilai Resistansi Thermistor NTC saat terjadinya perubahan suhu disekitarnya (dikutip dari Data Sheet salah satu Produsen Thermistor MURATA Part No. NXFT15XH103), Thermistor NTC tersebut bernilai 10kΩ pada suhu ruangan (25°C), tetapi akan berubah seiring perubahan suhu disekitarnya. Pada -40°C nilai resistansinya akan menjadi 197.388kΩ, saat kondisi suhu di 0°C nilai resistansi NTC akan menurun menjadi 27.445kΩ, pada suhu 100°C akan menjadi 0.976kΩ dan pada suhu 125°C akan menurun menjadi 0.532kΩ. Jika digambarkan, maka Karakteristik Thermistor NTC tersebut adalah seperti dibawah ini :

Penguat Non-inverting (Op Amp)

Rangkaian untuk penguat non-inverting adalah seperti yang ditunjukkan gambar (3).


Gambar 3
Rangkaian Penguat Non-Inverting
Penguat tersebut dinamakan penguat non-inverting karena masukan dari penguat tersebut adalah masukan non-inverting dari Op Amp. Tidak seperti penguat inverting, sinyal keluaran penguat jenis ini sefasa dengan sinyal masukannya. Seperti pada rangkaian penguat inverting syarat ideal sebuah penguat adalah tegangan masukan sama dengan 0 dan impedansi masukan tak terhingga. sehingga dari rangkaian tersebut dapat diperoleh rumus penguat adalah sebagai berikut :                                    


Substitusi persamaan (5) dan (6) ke persamaan (1) sehingga diperoleh 

Rangkaian penguat inverting maupun non-inverting biasanya menggunakan IC Op-Amp 741.

4. Percobaan

Prinsip kerja rangkaian :

Peltier akan aktif jika suhu besar dari 14 C karena tegangan dari input akan mengalir ke NTC yang menggunakan rangkaian pembagi tegangan, yang outputnya akan mempengaruhi tegangan yang akan masuk ke op amp, lalu op amp akan memperbesar tegangan pada base transistor yang telah diatur agar cukup untuk mensaturnasi transistor sehingga menyebabkan terjadinya perbedaan tegangan pada relay sehingga relay on, peltier, dan kipas pun hidup. 

Apabila suhu belum kecil dari 14 C maka transistor tidak akan bekerja karena kurangnya tegangan pada base transistor untuk mesaturnasikan transistor dan menyebabkan relay off karena tidak mendapatkan perbedaan tegangan sehingga peltier & kipas pun mati tetapi mengidupkan indikator air dingin (LED).

5. Simulasi

6. Link Download

Html file download di sini

Rangkaian Proteus download di sini

Datasheet ntc download di sini

Video simulasi download di sini 

Datasheet op amp download di sini

Datasheet BC547 download di sini