1.Pendahuluan [kembali]
Gorden Otomatis adalah jenis inovasi pada gorden dengan menggunakan teknologi. Dilengkapi dengan motor penggerak dan sistem kontrol, sehingga dapat dibuka dan ditutup secara otomatis tanpa perlu dioperasikan secara manual. Motor tersebut dihubungkan dengan sensor untuk mendeteksi keadaannya. Pada pengaplikasian kali ini kami menggunakan lima jenis sensor. Sensor tersebut berguna untuk tiga keadaan yaitu menggerakkan rolet, membuka tutup jendela, dan membuka tutup tirai.Sensor yang digunakan terdiri dari tiga sensor analog dan tiga sensor digital. Selanjutnya akan dijelaskan tentang aplikasi gorden otomatis
2.Tujuan [kembali]
- Membuat rangkaian kontrol gorden otomatis menggunakan sensor touch, uv, kelembaban, piezo dan sound sensor
- Mengetahui penggunaan transistor dan op amp pada rangkaian
- Mengetahui kegunaan dan fungsi dari sensor touch, uv, kelembaban, piezo dan sound sensor
3.Alat Dan Bahan [kembali]
- 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
- 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
Merupakan sensor yang mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil.
3) Sensor Sound
Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
- Working voltage: DC 3.3-5V
- Dimensions: 45 x 17 x 9 mm
- Signal output indication
- Single channel signal output
- With the retaining bolt hole, convenient installation
- Outputs low level and the signal light when there is sound
4) Sensor Ultraviolet (APDS – 9002)
Sensor yang mendeteksi adanya cahaya terang dan gelap.
Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:
- Infra merah : 1,6 V.
- Merah : 1,8 V – 2,1 V.
- Oranye : 2,2 V.
- Kuning : 2,4 V.
- Hijau : 2,6 V.
- Biru : 3,0 V – 3,5 V.
- Putih : 3,0 – 3,6 V.
- Ultraviolet : 3,5 V.
- Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
- GND dihubungkan ke GND
- IN1/Data dihubungkan ke pin 2
4. Dasar Teori [kembali]
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.
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:
Merupakan sensor yang mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil.
Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
- Working voltage: DC 3.3-5V
- Dimensions: 45 x 17 x 9 mm
- Signal output indication
- Single channel signal output
- With the retaining bolt hole, convenient installation
- Outputs low level and the signal light when there is sound
7) Sensor Ultraviolet (APDS – 9002)
Sensor yang mendeteksi adanya cahaya terang dan gelap.
10) DC Voltmeter
DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.digunakan untuk menentukan tegangan antara dua lokasi pada rangkaian listrik
Dibawah ini merupakan spesifikasi dari dc voltmeter
11) Baterai
Baterai adalah alat yang digunakan untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk kimia kemudian diubah menjadi energi listrik untuk memperoleh arus listrik yang diperlukan sehingga dapat digunakan menghidupkan peralatan
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
12) Power Supply
Power Supply adalah perangkat yang menyediakan daya listrik ke seluruh komponen dalam sebuah sistem atau perangkat elektronik.Dalam hal ini power supply berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :
- Input voltage: 5V-12V
- Output voltage: 5V
- Output Current: MAX 3A
- Output power:15W
- conversion efficiency: 96%
13) LED
LED adalah singkatan dari Light Emitting Diode, dan merupakan perangkat semi-konduktor yang mampu mengubah energi listrik menjadi cahaya. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai,Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:
- Infra merah : 1,6 V.
- Merah : 1,8 V – 2,1 V.
- Oranye : 2,2 V.
- Kuning : 2,4 V.
- Hijau : 2,6 V.
- Biru : 3,0 V – 3,5 V.
- Putih : 3,0 – 3,6 V.
- Ultraviolet : 3,5 V.
14) Relay
Relay adalah sebuah perangkat elektromekanis atau solid-state yang bekerja sebagai sakelar atau switch yang dioperasikan secara elektrik. Relay memungkinkan sirkuit dengan arus atau tegangan rendah mengendalikan—membuka atau menutup—sirkuit lain yang memiliki arus atau tegangan yang lebih tinggi.Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.
- Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
- GND dihubungkan ke GND
- IN1/Data dihubungkan ke pin 2
Spesifikasi:
15) Motor Listrik DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah karena motor ini membutuhkan arus listrik searah pada kumparan medan untuk dikonversikan jadi energi mekanik. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
Spesifikasinya:
Grafik:Sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu. Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.Grounding listrik berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke tanah saat terjadi korsleting.
17) Switch
adalah komponen penting dalam kelistrikan yang memungkinkan kita untuk menghidupkan atau mematikan aliran listrik. Ketika saklar dalam posisi tertutup dan jalur listrik terhubung, maka memungkinkan arus listrik mengalir sehingga perangkat atau sistem yang terhubung dengan rangkaian tersebut dapat beroperasi.
Spesifikasinya:
5.Percobaan [kembali]
- Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
- Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
- Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
- Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
- Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian pada grden otomatis bekerja
Rangkaian Keseluruhan
Prinsip Kerja
Secara Umum :
1. Rangkaian Kontrol Rollet.
Terdiri atas 3 sensor, taitu sensor suara, touch dan UV. Sensor suara untuk menggerakkan motor dengan membuka Rollet ke atas, sensor touch untuk menggerakkan motor dengan menutup rollet ke bawah. Serta sensor UV untuk membatasi keaktifan kedua sensor lainnya. Saat sensor UV mendeteksi cahaya yang cukup pada pagi hari, maka rangkaian yang aktif hanya rangkaian sensor sound saja. Saat Sensor UV tidak mendeteksi cahaya lagi pada malam hari, maka rangkaian yang aktif hanya pada rangkaian sensor touch.
Secara Detail :
1. Rangkaian Kontrol Rollet.
Sensor Sound mendeteksi suara yang kencang sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +5V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Rangkaian Buffer. Rumus tegangan outputnya adalah Vo = Vi Jadi di dapatkan Vo = +5V.
Disini nilai tegangan outputnya adalah +5V yang lalu diumpankan ke resistor 14 dan diumpankan ke kaki base transistor.
Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.77V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.
Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground. Sehingga Switch berpindah.
Namun, sensor ini harus bekerja bersamaan dengan sensor UV, dimana saat sensor UV mendeteksi pencahayaan yang terang sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +0.07V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non Inverting. Rumus tegangan outputnya adalah (V1-V2) * Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan (0.07 - 0.06) * 200.000 = 2000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.
Disini nilai tegangan outputnya adalah +3.95V yang lalu diumpankan ke Resistor 10 dan diumpankan ke kaki base transistor.
Vbe yang terdeteksi sebesar +0.78V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.
Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.
Maka nantinya switch akan berpindah sehingga terbentuk loop arus baterai pada rangkaian pembuka rollet. Sehingga motor yang berfungsi untuk membuka rollet ke atas akan on.
Selanjutnya, Sensor Touch mendeteksi sentuhan sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +5V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Rangkaian Buffer. Rumus tegangan outputnya adalah Vo = Vi Jadi di dapatkan Vo = +5V.
Disini nilai tegangan outputnya adalah +5V yang lalu diumpankan ke resistor 14 dan diumpankan ke kaki base transistor.
Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.80V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.
Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.
Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah.
Namun, sensor ini juga harus bekerja bersamaan dengan sensor UV, dimana saat sensor UV tidak mendeteksi cahaya atau tegangan yang dihasilkan < +0.7V maka tegangan di kaki non inverting lebih kecil dari kaki inverting, sehingga nilai outputnya akan mendekati tegangan Vsat- yaitu sebesar -4.02V dan transistor tidak akan on sehingga switch pada relay berada di kanan. Sehingga terbentuk loop arus baterai pada rangkaian penutup rollet. Sehingga Maka motor yang berfungsi untuk menutup rollet ke bawah akan on.
Prinsip Kerja
Secara Umum :
2. Rangkaian Kontrol Gorden.
Terdiri atas 1 sensor yaitu sensor UV. Saat sensor UV mendeteksi cahaya yang cukup pada pagi hari, maka motor yang berguna menggerakkan gorden terbuka akan on. Saat Sensor UV tidak mendeteksi cahaya lagi pada malam hari, maka lampu hidup menerangi ruangan dan motor yang berguna untuk menutup gorden tertutup akan on.
Secara Detail :
2. Rangkaian Kontrol Gorden.
Sensor Ultraviolet mendeteksi pencahayaan yang terang sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +0.07V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non Inverting. Rumus Vout = (V1-V2) x Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan (0.07 - 0.06) * 200.000 = 2000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.
Disini nilai tegangan outputnya adalah +3.95V yang lalu diumpankan ke Resistor 10 dan diumpankan ke kaki base transistor.
Vbe yang terdeteksi sebesar +0.78V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.
Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.
Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah. Maka motor yang berfungsi untuk membuka gorden akan hidup dan gorden terbuka.
Sebaliknya jika sensor tidak mendeteksi cahaya atau tegangan yang dihasilkan < +0.7V maka tegangan di kaki non inverting lebih kecil dari kaki inverting, sehingga nilai outputnya akan mendekati tegangan Vsat- yaitu sebesar -4.02V dan transistor tidak akan on sehingga switch pada relay tidak berpindah dan motor untuk menutup gorden berjalan.
Prinsip Kerja
Secara Umum :
3. Rangkaian Kontrol Jendela.
Terdiri atas 2 sensor, yaitu kelembaban dan sensor piezzo. Sensor kelembaban akan bekerja pada nilai batasan 55 dimana jika nilai kelembaban >55 maka motor yang berguna untuk membuka jendela akan on. Jika kelembaban <55 maka motor yang berguna untuk menutup jendela akan on.
Sensor Piezzo disini akan mengontrol kerja sensor kelembaban, dimana jika kelembaban >55 dan jendela terbuka, namun terdeteksi angin kencang di luar ruangan sehingga memberikan tekanan yang cukup bagi sensor piezzo untuk aktif, maka jendela yang sebelumnya terbuka akan dipaksa untuk menutup.
Secara Detail :
3. Rangkaian Kontrol Jendela.
Sensor Kelembaban mendeteksi kelembaban udara di dalam ruangan. Jika kelembaban >55 maka tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +2.51V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non Inverting. Rumus Vout = (V1-V2) x Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan (2.53-2.50)*200.000 = 6000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.
Disini nilai tegangan outputnya adalah +3.99V yang lalu diumpankan ke resistor 21 dan diumpankan ke kaki base transistor.
Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.75V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.
Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.
Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah. Maka motor yang berfungsi untuk membuka jendela akan hidup dan jendela terbuka.
Sebaliknya jika sensor mendeteksi kelembaban <55 maka tegangan yang dihasilkan +2.47V. Maka tegangan di kaki non inverting lebih kecil dari kaki inverting, sehingga nilai outputnya akan mendekati tegangan Vsat- yaitu sebesar -4.01V dan transistor tidak akan on sehingga switch pada relay tidak berpindah dan motor untuk menutup jendela berjalan.
Kemudian untuk rangkaian Sensor Piezzo akan digunakan dalam mendeteksi perubahan tekanan diakibatkan perubahan kecepatan angin di luar ruangan. Saat tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +3.82V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non-Inverting. Rumus Vout = (V1-V2) x Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan 3.82-2.50 = +1.32V dikali 200.000 = 2640 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.
Disini nilai tegangan outputnya adalah +3.99V yang lalu diumpankan ke resistor 17 dan diumpankan ke kaki base transistor.
Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.71V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.
Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.
Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah. Akibatnya jendela yang sedang terbuka akan dipaksa menutup dengan memutus rangkaian loop pembuka jendelanya dan mengalirkan arus dari baterai 5 ke motor penutup jendela serta LED. Sehingga motor on, jendela tertutup, dan lampu ruangan hidup.
c. Vidio [kembali]
- a. HMTL [download]
- b. Download File Rangkaian [download]
c. Datasheet battery [download]
- d. Datasheet op amp [download]
- e. Datasheet motor [download]
- f. Datasheet switch [download]
- g. Datasheet relay [download]
- h. Datasheet transistor [download]
- i. Datasheet UV sensor [download]
- j. Datasheet touch sensor [download]
- k. Datasheet sound sensor [download]
- l. Datasheet kelembaban sensor [download]
- m. Datasheet piezo sensor [download]
- O. Datasheet resistor [download]
- p. Library Touch Sensor [download]
- q. Library Sound Sensor [download]
- r. Library UV Sensor [download]
- s. Library Piezzo Sensor [download]
- t. Datasheet LED silahkan klik [download]
- u.Video[download]
[menuju awal]
No comments:
Post a Comment