Tugas Besar

[Menuju Akhir]

Incubator

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

Link Download

1.Tujuan[Kembali]

- Mengetahui Komponen untuk merangkai sensor

- Menjelaskan prinsip kerja sensor getar dan sensor sentuh

- mengetahui rangkaian sensor getar dan sensor sentuh sebagai kontrol rumah

2.Alat dan Bahan[Kembali]

alat

* Generator

a. DC

(Gambar 1. DC)

    Fungsi DC adalah untuk mengaliri arus listrik 

b.baterai

                                     

   

    Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik

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

    Baterai bertujuan untuk memberikan tenaga listrik ke rangkaian agar rangkaian dapat hidup dengan baik. 

bahan;

a.Sensor Suhu LM35

    digunakan untuk mendeteksi suhu ruangan dengan output sebesar 10mV/Celcius.

Karakteristik Sensor suhu IC LM35  : 

- Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius. 

- Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu25ºC  

- Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. 

- Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. 

- Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam. 

- Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC. 

b.Sensor Ultrasonik(GUR03)

c. Transistor NPN

(Gambar 2. Transistor NPN)

    Transistor NPN persimpangan Bipolar, Lapisan material N bermuatan negatif dan P bermuatan positif. memiliki lapisan positif diantara dua lapisan negatif. Umum digunakan untuk switching, memperkuat sinyal. memiliki tiga terminal yaitu, B(basis), C(Kolektor), E(emitor) Umum digunakan untuk switching, memperkuat Sinyal.

d. Relay

(Gambar 4. Relay)

    Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil.

e. Resistor

(Gambar 6. Resistor)

    Resistor berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika

f. . Motor 

Komponen Motot Listrik :

1. Stator Coil
2. Rotor Coil
3. Main Shaft
4. Brush
5. Bearing
6. Drive pulley
7. Motor Housing

g. Dioda

                     

        

        Dioda (diode) yaitu komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan punya fungsi buat menghantarkan arus listrik ke satu arah, tapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

h. 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.

i.Buzzer

Spesifikasi :

- Rated Voltage : 6V DC

- Operating Voltage : 4 to 8V DC

- Rated Current* : ≤30mA

- Sound Output at 10cm* : ≥85dB

- Resonant Frequency : 2300 ±300Hz

- Tone : Continuous

- Operating Temperature : -25°C to +80°C

- Storage Temperature : -30°C to +85°C

- Weight : 2g

Konfigurasi Pin :

Pin 1 : Positive

Pin 2 : Negative

3.Dasar Teori[Kembali]

a. Transistor NPN

    Transistor NPN adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis (Dasar), Kolektor (Pengumpul) dan Emitor (Pemancar). Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi lainnya. Selain itu, transistor juga dapat digunakan sebagai kran listrik sehingga dapat mengalirkan listrik dengan sangat akurat dan sumber listriknya.

Berikut ini adalah langkah-langkah untuk menentukan Transistor NPN :

1. Atur posisi saklar pada mode Dioda.

2. Hubungkan Probe Merah (+) pada terminal Basis Transistor.

3. Hubungkan Probe Hitam (-) pada terminal Emitor Transistor. Layar Multimeter akan menunjukan nilai tegangan tertentu.

4. Pindahkan Probe Hitam (-) pada terminal Kolektor Transistor. Layar Multimeter akan menunjukan nilai tegangan tertentu.

5. Jika langkah ke-3 dan ke-4 menunjukan nilai tegangan tertentu, maka Transistor tersebut dapat dipastikan adalah Transistor jenis NPN.

(Gambar 8. Simbol dan struktur untuk transistor NPN)

Emitor = Semikonduktor Tipe N = Katoda pada Dioda.
Basis = Semikonduktor Tipe P = Anoda pada Dioda.
Kolektor = Semikonduktor Tipe N = Katoda pada Dioda.

b. Relay

(Gambar 12. Lambang relay)

    Relay adalah koponen elektronika pada sebuah mobil yang memiliki dua bagian elektromagnetik berupa kontak point dan kumparan. Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil.

    Relay secara umum memiliki empat buah terminal, diantaranya terminal 87 dan juga terminal 30 yang tersambung pada kontak point dan terminal 85 dan juga terminal 86 yang masih berhubungan dengan elektromagnetik.

    Relay memiliki fungsi sebagai saklar atau elektromagnetik switch yang mana dikendalikan oleh magnet listrik. Relay memiliki cara kerja ketika elektromagnetik atau kumparan sedang dialiri arus listrik melalui terminal 86 dan terminal 85, maka kumparan akan menghasilkan gaya kemagnitan. Kemagnetan tersebut yang akan menarik bagian kontak point sehingga terminal 87 dan terminal 30 akan tersambung atau terhubung.

    Fungsi relay lainnya untuk melindungi bagian saklar kombinasi dan switch lampu besar yang bisa meleleh yang disebabkan oleh panas. Fungsi Relay juga untuk mempersingkat atau memperpendek arus listrik yang masuk ke dalam lampu dan akan membuat lampu menjadi lebih terang.

Spesifikasi

Dimensi

Referensi Data

c. Resistor

(Gambar 13. Lambang Resistor)

    Resistor atau disebut hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. satuan nilai resistor adalah ohm.nilai resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi.

 

Jenis jenis resistor diantaranya adalah:

1. Resistor yang nilainya tetap.

2. Resistor yang nilainya dapat diatur, resistor jenis ini sering disebut juga dengan variabel resistor ataupun potensiometer.

3. Resistor yang nilainya dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya, resistor jenis ini disebut dengan LDR atau Light Dependent Resistor.

4. Resistor yang nilainya dapat berubah sesuai dengan perubahan suhu, resistor jenis ini disebut dengan PTC (Positive Temperature Coefficient) dan NTC (Negative Temperature Coefficient).

Fungsi resistor

1. Fungsi resistor membatasi arus listrik yang mengalir

2. Fungsi resistor untuk aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan yang sangat tinggi. Contoh aplikasi penggunaan resistor ini adalah DC Measuring equipment, dan reference gulators untuk voltage regulator dan decoding Network.

3. Fungsi resistor sebagai standart didalam verifikasi keakuratan dari suatu alat ukur resistive.

4. Fungsi resistor untuk pengatur tegangan output pada power supplay.

5. Fungsi resistor untuk aplikasi power karena membutuhkan frekuensi respon yang baik, daya yang tinggi dan nilai yang lebih besar daripada power wirewound resistor.

6. resistor pembagi tegangan.

Grafik

d. Buzzer

     Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

    Buzzer adalah jenis Buzzer yang menggunakan efek Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.

Berikut ini adalah gambar bentuk dan struktur dasar dari sebuah Buzzer.

(Gambar 14. Lambang buzzer)

    Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan output langsung dari sebuah IC TTL.Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound. Tegangan Operasional Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt.

Spesifikasi

Grafik

e.Baterai

simbol baterai

        Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

        Baterai dalam sistem PV mengalami berulang kali siklus pengisian dan pengosongan selama umur pakainya. Siklus hidup (cycle life) baterai adalah banyaknya pengisian dan pengosongan hingga kapasitas baterai turun (melemah) dan tersisa 80% dari kapasitas nominalnya. Pabrik baterai biasanya mencantumkan siklus hidup pada spesifikasi teknis baterai. Mencantumkan satu nilai siklus hidup (cycle life) sebenarnya terlalu menyederhanakan informasi, karena siklus hidup baterai juga tergantung pada suhu baterai.

        Dari grafik di atas, terlihat pada suhu operasional baterai yang lebih rendah, siklus hidup baterai lebih lama. Siklus hidup baterai juga tergantung dari DoD, artinya baterai yang dikosongkan hanya 50% dari kapasitasnya, berumur lebih lama jika dikosongkan hingga 80%, namun membuat sistem menjadi lebih mahal, karena membutuhkan kapasitas baterai lebih besar untuk mengakomodasi kebutuhan yang sama.

    Jika pada suhu operasional lebih rendah, umur baterai lebih lama,  namun ada efek negatif berkaitan dengan kapasitas baterai. Pada suhu  yang lebih rendah, kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang lebih tinggi, reaksi kimia yang terjadi pada baterai bergerak lebih aktif/cepat, sehingga kapasitas baterai cenderung lebih tinggi.

    Terkadang, pada suhu yang lebih tinggi, kapasitas baterai justru dapat lebih besar dari angka nominalnya, meskipun pada suhu tinggi, elemen baterai terlalu aktif, juga berakibat buruk pada kesehatan baterai.

f. 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 memiliki keakuratan 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.

Gambar Rangkaian Sensor LM35

    IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.

    Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.

Rumus :

  Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :

·         Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

·         Lineritas +10 mV/ º C.

·         Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.

·         Range +2 º C – 150 º C.

·         Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.

·         Arus yang mengalir kurang dari 60 μA

Grafik Sensor Suhu LM35

Tabel Tegangan keluaran sensor LM35

g.Motor

       

     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. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu

h.opamp

                       

spefikasi Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

• Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
• Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
• Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
• Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
• Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Cara Kerja Operational Amplifier

                                        Rumus :

A) IC OP AMP LM 741

        Pada IC ini terdapat dua pin input, dua pin power supply, satu pin output, satu pin NC No Connection, dan dua pin offset null. Pin offset null 25 memungkinkan kita untuk melakukan sedikit pengaturan terhadap arus internal di dalam IC untuk memaksa tegangan output menjadi nol ketika kedua input bernilai nol. IC LM741 berisi satu buah Op-Amp, terdapat banyak tipe IC lain yang memiliki dua atau lebih Op-Amp dalam suatu kemasan DIP. IC Op-Amp memiliki karakteristik yang sangat mirip dengan konsep Op-Amp ideal pada analisis rangkaian.

B) OP AMP LM324

        Op-amp LM324 adalah IC dengan 14 pin yang memiliki 4 op-amp didalam dengan single-supply mulai dari 3 Volt sampai 32 Volt dan jika menggunakan supply simetris +/-16 Volt. IC op-amp LM324 banyak digunakan untuk ragam aplikasi selain rangkaian audio dikarenakan harganya sangat murah.

Beberapa fitur yang ditawarkan IC murah ini adalah

Proteksi output terhadap short circuit

Low input Bias Current (100nA untuk tipe LM324A)

4.Percobaan[Kembali]

a)Rangkain simulasi

b) Prinsip kerja rangkaian

Jadi kami menggunakan 2 sensor yaitu lm35 dan sensor ultrasonic jdi prinsip kerjanya yaitu jika suhu ruangan kurang atau lebih dari 25 deraJat celsius maka sensor akan aktif,pada saat suhu kurang dari 26 derajat buzzer akan aktif dan kemudian ultrasonic menerima gelombang suara sebesar 500 hz yang mengaktifkan logicstate kemudian heater aktif untuk menghangatkan suhu ruanagan. Dan jika suhu lebih dari 26 derajat celsius maka lm 35 memberikan arus ke relay 2 kemudian mengaktifkan motor yang bekerja sebagai pendingin ruangan.

Ketika suhu >26 output sensor akan mengeluarkan tegangan yang diteruskan ke opamp kemudian dikuatkan olehh opamp tegangan nya kemudian tegangan diteruskan ke resistor kemudian menuju transistor, sehingga transistor aktif kemudian arus mengalir Dari power supply kemudian relay kemudian kaki kolektor kemudian kaki emitor kemudian ground Sehingga switch relay pindah kekiri kemudian arus mengalir ke motor. Jika suhu <26 trasnsistor tidak aktif karena arus yang dihasilkan kurang dari 0.7V yang mengakibatkan relay 2 aktif kemudian arus mengalir mengaktifkan buzzer

ketika sensor ultasonik mendeteksi adanya adanya gelombang suara sekitar 500hz , maka akan menimbulkan tegangan sebesar 5V setelah itu masuk menuju resistor 10k ohm dan tegangan output menjadi 0,76 V di kaki basis transistor sehingga transistor aktif, sehingga arus akan mengalir dari tegangan supplay 6V di collevtor ke emitor dan ke ground, Karena adanya arus mengalir di relay maka relay akan aktif dan baterai akan menyuplai tegangan ke heater yang membuat suhu tetap sebesar 26 derajat celsius.

c)Video simulasi

Link Download[Menuju Awal]

File html KLIK DISINI

File rangkaian KLIK DISINI

File video simulasi KLIK DISINI

datasheet sensor LM35 KLIK DISINI

[Menuju Awal]