Alat penyiram tanaman Otomatis)
1. Tujuan
[Back]
Mengetahui prinsip kerja dari sensor yang digunakan
Mampu membuat rangkaian dengan mengaplikasikan sensor
Resistor
Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM (Ω). Sebutan “OHM” ini diambil dari nama penemunya yaitu Georg Simon Ohm yang juga merupakan seorang Fisikawan Jerman.
Untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika, Resistor bekerja berdasarkan Hukum Ohm.
Fixed Resistor
Fixed Resistor adalah jenis Resistor yang memiliki nilai resistansinya tetap. Nilai Resistansi atau Hambatan Resistor ini biasanya ditandai dengan kode warna ataupun kode Angka.
Bentuk dan Simbol Fixed Resistor :
Yang tergolong dalam Kategori Fixed Resistor berdasarkan Komposisi bahan pembuatnya diantaranya adalah :
Carbon Composition Resistor (Resistor Komposisi Karbon)
Resistor jenis Carbon Composistion ini terbuat dari komposisi karbon halus yang dicampur dengan bahan isolasi bubuk sebagai pengikatnya (binder) agar mendapatkan nilai resistansi yang diinginkan. Semakin banyak bahan karbonnya semakin rendah pula nilai resistansi atau nilai hambatannya.
Nilai Resistansi yang sering ditemukan di pasaran untuk Resistor jenis Carbon Composistion Resistor ini biasanya berkisar dari 1Ω sampai 200MΩ dengan daya 1/10W sampai 2W.
Carbon Film Resistor (Resistor Film Karbon)
Resistor Jenis Carbon Film ini terdiri dari filem tipis karbon yang diendapkan Subtrat isolator yang dipotong berbentuk spiral. Nilai resistansinya tergantung pada proporsi karbon dan isolator. Semakin banyak bahan karbonnya semakin rendah pula nilai resistansinya. Keuntungan Carbon Film Resistor ini adalah dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah dan juga rendahnya kepekaan terhadap suhu jika dibandingkan dnegan Carbon Composition Resistor.
Nilai Resistansi Carbon Film Resistor yang tersedia di pasaran biasanya berkisar diantara 1Ω sampai 10MΩ dengan daya 1/6W hingga 5W. Karena rendahnya kepekaan terhadap suhu, Carbon Film Resistor dapat bekerja di suhu yang berkisar dari -55°C hingga 155°C.
Metal Film Resistor (Resistor Film Logam)
Metal Film Resistor adalah jenis Resistor yang dilapisi dengan Film logam yang tipis ke Subtrat Keramik dan dipotong berbentuk spiral. Nilai Resistansinya dipengaruhi oleh panjang, lebar dan ketebalan spiral logam.
Secara keseluruhan, Resistor jenis Metal Film ini merupakan yang terbaik diantara jenis-jenis Resistor yang ada (Carbon Composition Resistor dan Carbon Film Resistor).
o Cara menghitung nilai Resistor berdasarkan Kode Warna
nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh 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 di Tubuh Resistor:
Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :
Contoh :
Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :
Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Paralel :
· Kapasitor
Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 ~ 1867) yang berasal dari Inggris. Namun Farad adalah satuan yang sangat besar, oleh karena itu pada umumnya Kapasitor yang digunakan dalam peralatan Elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.
Konversi Satuan Farad adalah sebagai berikut :
1 Farad = 1.000.000µF (mikro Farad)
1µF = 1.000nF (nano Farad)
1µF = 1.000.000pF (piko Farad)
1nF = 1.000pF (piko Farad)
Kapasitor merupakan Komponen Elektronika yang terdiri dari 2 pelat konduktor yang pada umumnya adalah terbuat dari logam dan sebuah Isolator diantaranya sebagai pemisah. Dalam Rangkaian Elektronika, Kapasitor disingkat dengan huruf “C”.
Menghitung Nilai Kapasitor Seri Paralel
· IC Op-amp
· LF351 Op-Amp
Op-amp IC LF351 adalah JFET-Junction Field Effect Transistor. Op-amp ini memiliki input berkecepatan sangat tinggi, dan merupakan IC yang paling umum tersedia di pasaran karena fitur-fiturnya seperti biaya rendah serta karakteristik bertindak yang baik. IC ini memberikan hasil bandwidth gain tinggi meskipun membutuhkan supply arus yang sangat rendah. Op-amp ini akan menggabungkan dua keadaan teknologi analog pada IC monolitik saja. Teknologi JFET menawarkan bandwidth yang cukup; input daya mengimbangi arus, laju perubahan tegangan cepat oleh arus bias input rendah, & arus supply.
Op-amp LF351 pada dasarnya adalah input IC JFET. Ini adalah IC berbiaya rendah dan memberikan karakteristik kinerja tinggi. IC ini memberikan laju perubahan tegangan tinggi & produk bandwidth tinggi, bahkan dengan bekerja dengan catu daya rendah
Selain itu, ia secara internal mengkompensasi tegangan off-set input daya, impedansi input daya tinggi, supply arus kecil, waktu penyelesaian yang cepat, dan distorsi yang kurang harmonis. Penerapan IC ini terutama mencakup rangkaian S&H (sample dan hold), DAC (digital to analog converter), integrator kecepatan, dll.
Fitur utama Op-amp LF351 termasuk yang berikut ini.
Pemanfaatan daya rendah
Keamanan konsleting output day
Tingkat perubahan tegangan tinggi -16 V/us
Arus offset rendah & bias input
Proses bebas latch-up
o Spesifikasi Op-amp LF351
Supply tegangan ± 18V
Diferensial tegangan input daya: ± 30V
Kisaran supply input daya adalah ± 15V
Timbal suhu 260℃
Suhu persimpangan adalah 115℃
Tegangan Offset input daya adalah 5mV
Pemborosan daya adalah 670mW
Kompensasi Frekuensi Interior
Nomor Pin | Nama Pin | Deskripsi |
1. | Offset Null 1 | Pin digunakan untuk melepas tegangan offset dan tegangan input keseimbangan. |
2. | Inverting Input | Membalik masukan sinyal |
3. | Input Non-inverting | Input sinyal non-Inverting |
4. | VEE | Input Pasokan Negatif (Ground) |
5. | Offset Null 2 | Pin digunakan untuk melepas tegangan offset dan tegangan input keseimbangan. |
6. | Keluaran | Output dari op amp |
7. | VCC | Input Pasokan Positif |
8. | NC | Tidak terhubung |
Peringkat maksimum IC ini tercantum dalam bentuk tabel berikut.
Parameter | Nilai |
Tegangan Supply (VCC) | ± 18 V |
Tegangan Input Diferensial (VI(DIFF)) | 30 V |
Rentang Tegangan Input (VI) | ± 15 V |
Output Durasi Konsleting | Kontinu |
Disipasi Daya (PD) | 500 mW |
Suhu Operasional (TOPR) | 0 ~ +70°C |
Kisaran Suhu Penyimpanan (TSTG) | -65 ~ +150°C |
Rumus :
Vout : Tegangan output (v)
Rf : Resistansi referensi (Ω)
Rin : Resistansi input (Ω)
Vin : Tegangan Input (v)
· LM393 - Low Offset Voltage Dual Comparator IC
IC Komparator atau IC pembanding adalah sebuah IC yang berfungsi untuk membandingkan dua macam tegangan yang terdapat pada kedua inputnya. Komparator memiliki 2 buah input dan sebuah output. Inputnya yaitu input(+) dan input (-). berikut skemanya
Lm 393 dalam satu kemasannya mempunyai dua buah komparator didalamnya. IC ini memiliki fitur sebagai berikut:
IC komparator LM 393 memiliki fitur-fitur sebagai berikut:
o Dapat bekerja dengan single supply 2V sampai 36V
o Dapat bekerja dengan tegangan input -3V sampai +36V
o Dapat bekerja dengan segala macam bentuk gelombang logic
o Dapat membandingkan tegangan yang mendekati ground.
Dalam aplikasinya output dari komparator LM 393, membutuhkan resistor pullup dengan tegangan V+ yaitu untuk menjaga tegangan output supaya memiliki logika satu ketika kondisi idle.
Cara Kerja Komparator:
komparator bekerja berdasarkan tegangan yang masuk pada kedua pin inputnya.
>> jika tegangan pada pin(+) > tegangan pada pin(-) maka output komparator akan berayun kearah V+
>> jika tegangan pada pin(+) < tegangan pada pin(-) maka output komparator akan berayun kearah V-
Dalam aplikasinya biasanya salah satu pin input dari komparator sebagai tegangan reverensi sedangkan pin input lainya sebagai tegangan yang akan dibandingkan. Seperti pada rangkaian berikut.
pada rangkaian tersebut tegangan referensinya diperoleh dari sebuah VR (Variable Resistor) dan tegangan yang akan dibandingkan berasal dari sensor cahaya fotodioda yang dirangkai menjadi rangkaian pembagi tegangan. Dengan tegangan reverensi dari VR maka output dari komparator dapat diatur "pada intensitas cahaya berapa output dari regulator akan bernilai nol".
Output LM393
·
IC ADDA Konverter
· ADC0804 IC
ADC 0804 merupakan salah satu Analog to Digital Converter yang banyak digunakan untuk menghasilkan data 8 bit. Dengan metode pengukur aras tegangan sampling dan mengubahnya ke dalam sandi biner menggunakan metode pengubahan dengan tipe pembanding langsung atau successive approximation. Konstruksi Pin IC ADC 0804 IC ADC 0804 mempunyai dua input analog, Vin(+) dan Vin(-), sehingga dapat menerima input diferensial. Input analog sebenarnya (Vin) sama dengan selisih antara tegangan-tegangan yang dihubungkan dengan ke dua pin input yaitu Vin = Vin(+) – Vin(-). Apabila input analog berupa tegangan tunggal, tegangan ini harus dihubungkan dengan Vin(+), sedangkan Vin(-) digroundkan. Untuk operasi normal, ADC 0804 menggunakan Vcc = +5 Volt sebagai tegangan referensi. Dalam hal ini jangkauan input analog mulai dari 0 Volt sampai 5 Volt (skala penuh), karena IC ini adalah SAC 8-bit,
Untuk sinyal clock ini dapat juga digunakan sinyal eksternal yang dihubungkan ke pin CLK IN. ADC 0804 memiliki 8 output digital sehingga dapat langsung dihubungkan dengan saluran data mikrokomputer. Input Chip Select (aktif LOW) digunakan untuk mengaktifkan ADC 0804. Jika berlogika HIGH, ADC 0804 tidak aktif (disable) dan semua output berada dalam keadaan impedansi tinggi. Input Write atau Start Convertion digunakan untuk memulai proses konversi. Untuk itu harus diberi pulsa logika 0. Sedangkan output interrupt atau end of convertion menyatakan akhir konversi. Pada saat dimulai konversi, akan berubah ke logika 1. Di akhir konversi akan kembali ke logika 0. ADC ini relatif cepat dan mempunyai ukuran kecil. Keuntungan tambahan adalah setiap sampling diubah dalam selang waktu yang sama tidak tergantung pada arus masukan dan secara keseluruhan ditentukan oleh frekuensi yang mengendalikan clock dan resolusi dari pengubah. Sebagai contoh, pengubah 8 bit digunakan untuk menentukan arus logika setiap bit secara berurutan mulai dari bit signifikan terbesar jika frekuensi clock 10 KHz, waktu pengubahan 8 x periode clock = 8 x 0,1 mdetik. Jika frekuensi clock dinaikkan menjadi 1 MHz, waktu pengubahan akan berkurang menjadi 8 udetik. Kekurangan pengubahan jenis ini adalah mempunyai kekebalan rendah terhadap noise dan diperlukan adanya pengubah digital ke analog yang tepat dan pembanding dengan unjuk kerja yang tinggi. Sebuah contoh diagram pin ADC 0804 adalah ditunjukkan pada gambar 7, IC ADC 0804 adalah sebuah CMOS 8bit dan IC ADC ini bekerja dibawah 100 us. Gambar rangkaian dibawah menunjukkan sebuah pengetes rangkaian yang menggunakan IC ADC 0804 dimana input tegangan analog dimasukkan dengan mengatur potensio 10 Kohm yang dihubungkan dengan ground dan tegangan (+5 volt). Hasil dari ADC adalah 1/255 (28 – 1) dari skala penuh tegangan 5 Volt. Untuk setiap penambahan 0,02 volt (1/255 x 5 volt = 0,02 volt ). Jika input analog diberi 0,1 volt maka keluaran binernya = 0000 0101 ( 0,1 volt/0,02 volt = 5 maka binernya = 0000 0101 ). Rangkaian Dasar ADC Dengan ADC IC 0804
Rangkaian Driver ADC0804
Rangkaian berikut digunakan untuk interfacing ADC 0804 dengan port pararel. Rangkaian yang akan digunakan bermetode Free runing dengan 8 bit keluaran yang akan masuk ke port data pada konektor DB25, sehingga lebih sederhana. Konektor DB25 sendiri terdapat 25 port, sedangkan yang digunakan adalah port data sebanyak 8 bit dan sebuah port control. Port data berfungsi untuk mengambil data digital dari ADC, sedangkan port control berfungsi untuk mengaktifkan ADC0804
Hasil pemasangan komponen-komponen
ADC 0804 merupakan salah satu Analog to Digital Converter yang banyak digunakan untuk menghasilkan data 8 bit. Dengan metode pengukur aras tegangan sampling dan mengubahnya ke dalam sandi biner menggunakan metode pengubahan dengan tipe pembanding langsung atau successive approximation. Konstruksi Pin IC ADC 0804 IC ADC 0804 mempunyai dua input analog, Vin(+) dan Vin(-), sehingga dapat menerima input diferensial. Input analog sebenarnya (Vin) sama dengan selisih antara tegangan-tegangan yang dihubungkan dengan ke dua pin input yaitu Vin = Vin(+) – Vin(-). Apabila input analog berupa tegangan tunggal, tegangan ini harus dihubungkan dengan Vin(+), sedangkan Vin(-) digroundkan. Untuk operasi normal, ADC 0804 menggunakan Vcc = +5 Volt sebagai tegangan referensi. Dalam hal ini jangkauan input analog mulai dari 0 Volt sampai 5 Volt (skala penuh), karena IC ini adalah SAC 8-bit,
Untuk sinyal clock ini dapat juga digunakan sinyal eksternal yang dihubungkan ke pin CLK IN. ADC 0804 memiliki 8 output digital sehingga dapat langsung dihubungkan dengan saluran data mikrokomputer. Input Chip Select (aktif LOW) digunakan untuk mengaktifkan ADC 0804. Jika berlogika HIGH, ADC 0804 tidak aktif (disable) dan semua output berada dalam keadaan impedansi tinggi. Input Write atau Start Convertion digunakan untuk memulai proses konversi. Untuk itu harus diberi pulsa logika 0. Sedangkan output interrupt atau end of convertion menyatakan akhir konversi. Pada saat dimulai konversi, akan berubah ke logika 1. Di akhir konversi akan kembali ke logika 0. ADC ini relatif cepat dan mempunyai ukuran kecil. Keuntungan tambahan adalah setiap sampling diubah dalam selang waktu yang sama tidak tergantung pada arus masukan dan secara keseluruhan ditentukan oleh frekuensi yang mengendalikan clock dan resolusi dari pengubah. Sebagai contoh, pengubah 8 bit digunakan untuk menentukan arus logika setiap bit secara berurutan mulai dari bit signifikan terbesar jika frekuensi clock 10 KHz, waktu pengubahan 8 x periode clock = 8 x 0,1 mdetik. Jika frekuensi clock dinaikkan menjadi 1 MHz, waktu pengubahan akan berkurang menjadi 8 udetik. Kekurangan pengubahan jenis ini adalah mempunyai kekebalan rendah terhadap noise dan diperlukan adanya pengubah digital ke analog yang tepat dan pembanding dengan unjuk kerja yang tinggi. Sebuah contoh diagram pin ADC 0804 adalah ditunjukkan pada gambar 7, IC ADC 0804 adalah sebuah CMOS 8bit dan IC ADC ini bekerja dibawah 100 us. Gambar rangkaian dibawah menunjukkan sebuah pengetes rangkaian yang menggunakan IC ADC 0804 dimana input tegangan analog dimasukkan dengan mengatur potensio 10 Kohm yang dihubungkan dengan ground dan tegangan (+5 volt). Hasil dari ADC adalah 1/255 (28 – 1) dari skala penuh tegangan 5 Volt. Untuk setiap penambahan 0,02 volt (1/255 x 5 volt = 0,02 volt ). Jika input analog diberi 0,1 volt maka keluaran binernya = 0000 0101 ( 0,1 volt/0,02 volt = 5 maka binernya = 0000 0101 ). Rangkaian Dasar ADC Dengan ADC IC 0804
Rangkaian Driver ADC0804
Rangkaian berikut digunakan untuk interfacing ADC 0804 dengan port pararel. Rangkaian yang akan digunakan bermetode Free runing dengan 8 bit keluaran yang akan masuk ke port data pada konektor DB25, sehingga lebih sederhana. Konektor DB25 sendiri terdapat 25 port, sedangkan yang digunakan adalah port data sebanyak 8 bit dan sebuah port control. Port data berfungsi untuk mengambil data digital dari ADC, sedangkan port control berfungsi untuk mengaktifkan ADC0804
Hasil pemasangan komponen-komponen
Output ADC0804
· DAC0808 – 8 Bit D/A Converter
DAC0808 adalah IC konverter D / A dan digunakan untuk mengubah input data digital 8 bit menjadi output sinyal analog. Ini adalah IC monolitik yang menampilkan waktu penyelesaian arus keluaran skala penuh 150 ns sementara hanya menghilangkan 33 mW dengan pasokan ± 5V. Keakuratan chip konversinya bagus dan konsumsi daya juga rendah untuk membuatnya populer. Arus catu daya DAC0808 tidak bergantung pada kode bit, dan menunjukkan karakteristik perangkat yang pada dasarnya konstan di seluruh rentang tegangan catu daya.
Vout = Tegangan Output (v)
Nilai DAC = Nilai yang ingin dikonversi ke tegangan
Vref = tegangan referensi, biasanya 12 volt
255 = full range 8 bit DAC0808
Skematik rangkaiannya
Gambar rangkaian DAC0808
Output DAC0808
DAC0808 adalah IC konverter D / A dan digunakan untuk mengubah input data digital 8 bit menjadi output sinyal analog. Ini adalah IC monolitik yang menampilkan waktu penyelesaian arus keluaran skala penuh 150 ns sementara hanya menghilangkan 33 mW dengan pasokan ± 5V. Keakuratan chip konversinya bagus dan konsumsi daya juga rendah untuk membuatnya populer. Arus catu daya DAC0808 tidak bergantung pada kode bit, dan menunjukkan karakteristik perangkat yang pada dasarnya konstan di seluruh rentang tegangan catu daya.
Vout = Tegangan Output (v)
Nilai DAC = Nilai yang ingin dikonversi ke tegangan
Vref = tegangan referensi, biasanya 12 volt
255 = full range 8 bit DAC0808
Skematik rangkaiannya
Gambar rangkaian DAC0808
Output DAC0808
· Passive Infrared Sensor (PIR)
Prinsip kerja Sensor PIR
Sensor gerak PIR terdiri dari dua bagian utama: elemen penginderaan piroelektrik dan lensa fresnel. Elemen penginderaan piroelektrik dapat mendeteksi radiasi infra merah. Semua benda dengan suhu di atas nol mutlak (0 Kelvin / -273,15 ° C) memancarkan energi panas berupa radiasi infra merah, termasuk tubuh manusia.
Sensor piroelektrik memiliki dua slot persegi panjang di dalamnya yang terbuat dari bahan yang memungkinkan radiasi infra merah lewat. Di belakang ini, ada dua elektroda sensor infra merah terpisah, satu bertanggung jawab untuk menghasilkan keluaran positif dan yang lainnya menghasilkan keluaran negatif. Alasannya adalah karena kami mencari perubahan pada level IR dan bukan level IR ambien. Kedua elektroda dihubungkan sedemikian rupa sehingga saling meniadakan. Jika satu bagian melihat lebih banyak atau lebih sedikit radiasi IR daripada yang lain, output akan berayun tinggi atau rendah.
IC pemrosesan sinyal on-board memproses sinyal ini dan mengubah pin output sensor menjadi TINGGI atau RENDAH.
Kubah putih di depan elemen penginderaan adalah lensa fresnel. Lensa ini memfokuskan radiasi infra merah ke sensor.
Pada umumnya sensor PIR dibuat dengan sebuah sensor pyroelectric sensor (seperti yang terlihat pada gambar disamping) yang dapat mendeteksi tingkat radiasi infrared. Segala sesuatu mengeluarkan radiasi dalam jumlah sedikit, tapi semakin panas benda/mahluk tersebut maka tingkat radiasi yang dikeluarkan akan semakin besar. Sensor ini dibagi menjadi dua bagian agar dapat mendeteksi pergerakan bukan rata-rata dari tingkat infrared. Dua bagian ini terhubung satu sama lain sehingga jika keduanya mendeteksi tingkat infrared yang sama maka kondisinya akan LOW namun jika kedua bagian ini mendeteksi tingkat infrared yang berbeda (terdapat pergerakan) maka akan memiliki output HIGH dan LOW secara bergantian.
Sinar InfraRed Manusia
Inilah mengapa sensor PIR dapat mendeteksi pergerakan manusia yang masuk pada jangkauan sensor PIR, hal ini disebabkan manusia memiliki panas tubuh sehingga mengeluarkan radiasi infrared seperti yang ditunjukkan pada gambar disamping.
Hal-hal yang perlu diperhatikan saat merancang sistem sensor PIR
Sama seperti sensor PIR lainnya, HC-SR501 membutuhkan waktu untuk menginisialisasi dan menyesuaikan dengan level inframerah di dalam ruangan. Ini membutuhkan waktu sekitar 1 menit saat pertama kali dinyalakan. Cobalah untuk menghilangkan gerakan apa pun di depan sensor selama periode ini.
Angin dan sumber cahaya yang dekat dengan sensor dapat menyebabkan gangguan, jadi coba sesuaikan pengaturan Anda untuk menghindari hal ini. Juga, perhatikan bahwa Anda harus memasang sensor secara horizontal karena sebagian besar gerakan akan terjadi pada bidang horizontal (misalnya berjalan).
Selain waktu tunda (Tx), sensor juga memiliki 'waktu pemblokiran' (Ti). Secara default, waktu pemblokiran adalah 2,5 detik dan sangat tidak mudah untuk diubah (lihat lembar data BISS0001). Setiap kali output berubah dari TINGGI ke RENDAH, periode pemblokiran dimulai. Selama jangka waktu ini, sensor tidak akan mendeteksi gerakan apa pun.
Saat merancang sistem berdasarkan HC-SR501, Anda perlu mempertimbangkan periode penundaan ini.
Prinsip kerja Sensor PIR
Sensor gerak PIR terdiri dari dua bagian utama: elemen penginderaan piroelektrik dan lensa fresnel. Elemen penginderaan piroelektrik dapat mendeteksi radiasi infra merah. Semua benda dengan suhu di atas nol mutlak (0 Kelvin / -273,15 ° C) memancarkan energi panas berupa radiasi infra merah, termasuk tubuh manusia.
Sensor piroelektrik memiliki dua slot persegi panjang di dalamnya yang terbuat dari bahan yang memungkinkan radiasi infra merah lewat. Di belakang ini, ada dua elektroda sensor infra merah terpisah, satu bertanggung jawab untuk menghasilkan keluaran positif dan yang lainnya menghasilkan keluaran negatif. Alasannya adalah karena kami mencari perubahan pada level IR dan bukan level IR ambien. Kedua elektroda dihubungkan sedemikian rupa sehingga saling meniadakan. Jika satu bagian melihat lebih banyak atau lebih sedikit radiasi IR daripada yang lain, output akan berayun tinggi atau rendah.
IC pemrosesan sinyal on-board memproses sinyal ini dan mengubah pin output sensor menjadi TINGGI atau RENDAH.
Kubah putih di depan elemen penginderaan adalah lensa fresnel. Lensa ini memfokuskan radiasi infra merah ke sensor.
Pada umumnya sensor PIR dibuat dengan sebuah sensor pyroelectric sensor (seperti yang terlihat pada gambar disamping) yang dapat mendeteksi tingkat radiasi infrared. Segala sesuatu mengeluarkan radiasi dalam jumlah sedikit, tapi semakin panas benda/mahluk tersebut maka tingkat radiasi yang dikeluarkan akan semakin besar. Sensor ini dibagi menjadi dua bagian agar dapat mendeteksi pergerakan bukan rata-rata dari tingkat infrared. Dua bagian ini terhubung satu sama lain sehingga jika keduanya mendeteksi tingkat infrared yang sama maka kondisinya akan LOW namun jika kedua bagian ini mendeteksi tingkat infrared yang berbeda (terdapat pergerakan) maka akan memiliki output HIGH dan LOW secara bergantian.
Sinar InfraRed Manusia
Inilah mengapa sensor PIR dapat mendeteksi pergerakan manusia yang masuk pada jangkauan sensor PIR, hal ini disebabkan manusia memiliki panas tubuh sehingga mengeluarkan radiasi infrared seperti yang ditunjukkan pada gambar disamping.
Hal-hal yang perlu diperhatikan saat merancang sistem sensor PIR
Sama seperti sensor PIR lainnya, HC-SR501 membutuhkan waktu untuk menginisialisasi dan menyesuaikan dengan level inframerah di dalam ruangan. Ini membutuhkan waktu sekitar 1 menit saat pertama kali dinyalakan. Cobalah untuk menghilangkan gerakan apa pun di depan sensor selama periode ini.
Angin dan sumber cahaya yang dekat dengan sensor dapat menyebabkan gangguan, jadi coba sesuaikan pengaturan Anda untuk menghindari hal ini. Juga, perhatikan bahwa Anda harus memasang sensor secara horizontal karena sebagian besar gerakan akan terjadi pada bidang horizontal (misalnya berjalan).
Selain waktu tunda (Tx), sensor juga memiliki 'waktu pemblokiran' (Ti). Secara default, waktu pemblokiran adalah 2,5 detik dan sangat tidak mudah untuk diubah (lihat lembar data BISS0001). Setiap kali output berubah dari TINGGI ke RENDAH, periode pemblokiran dimulai. Selama jangka waktu ini, sensor tidak akan mendeteksi gerakan apa pun.
Saat merancang sistem berdasarkan HC-SR501, Anda perlu mempertimbangkan periode penundaan ini.
· Sensor Infrared
Prinsip Kerja Pada rangkaian pemancar hanya pengaturan supaya led infra merah menyala dan tidak kekurangan atau kelebihan daya, oleh karena itu gunakan resistor 680 ohm. Pada rangkaian penerima foto transistor berfungsi sebagai alat sensor yang berguna merasakan adanya perubahan intensitas cahaya infra merah. Pada saat cahaya infra merah belum mengenai foto transistor, maka foto transistor bersifat sebagai saklar terbuka sehingga transistor berada pada posisi cut off (terbuka). Karena kolektor dan emitor terbuka maka sesuai dengan hukum pembagi tegangan, tegangan pada kolektor emitor sama dengan tegangan supply (berlogika tinggi). Keluaran dari kolektor ini akan membuat rangkaian counter menghitung secara tidak teratur dan jika kita tidak meredamnya, bouncing keluaran tersebut ke input couinter. Untuk meredam bouncing serta memperjelas logika sinyal yang akan kita input ke rangkaian counter, kita gunakan penyulut schmitt trigger. Penyulut Schmitt trigger ini sangat berguna bagi anda yang berhubungan dengan rangkaian digital, misal penggunaan pada peredaman bouncing dari saklar-saklar mekanik pada bagian input rangkaian digital.
Rangkaian counter yang digunakan disini adalah menggunakan IC 4026 (Decade Counter) salah satu IC dari keluarga CMOS. IC counter ini akan mencacah apabila mendapatkan input clock berubah dari logika rendah ke tinggi. IC ini juga langsung bisa hubungkan ke seven segment karena keluarannya memang dirancang untuk seven segment. Jadi tidak perlu menggunakan IC decoder sebagai pengubah nilai biner menjadi nilai 7-segment. Untuk mengatur kepekaan sensor bisa memutar potensio VR1 pada titik kritis, atau jika diperlukan bisa mengganti R2 dengan nilai yang lebih sesuai.Prinsip kerja Sensor Infrared
Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.
Gambar Rangkaian dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan fototransistor
Prinsip kerja rangkaian sensor infrared adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat.
Keadaan Basis Mendapat Cahaya Infra Merah dan Berubah Menjadi Saklar (Switch Close) Secara Sesaat
· Grafik Respon Sensor Infrared
Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.
Pada rangkaian pemancar hanya pengaturan supaya led infra merah menyala dan tidak kekurangan atau kelebihan daya, oleh karena itu gunakan resistor 680 ohm. Pada rangkaian penerima foto transistor berfungsi sebagai alat sensor yang berguna merasakan adanya perubahan intensitas cahaya infra merah. Pada saat cahaya infra merah belum mengenai foto transistor, maka foto transistor bersifat sebagai saklar terbuka sehingga transistor berada pada posisi cut off (terbuka). Karena kolektor dan emitor terbuka maka sesuai dengan hukum pembagi tegangan, tegangan pada kolektor emitor sama dengan tegangan supply (berlogika tinggi). Keluaran dari kolektor ini akan membuat rangkaian counter menghitung secara tidak teratur dan jika kita tidak meredamnya, bouncing keluaran tersebut ke input couinter. Untuk meredam bouncing serta memperjelas logika sinyal yang akan kita input ke rangkaian counter, kita gunakan penyulut schmitt trigger. Penyulut Schmitt trigger ini sangat berguna bagi anda yang berhubungan dengan rangkaian digital, misal penggunaan pada peredaman bouncing dari saklar-saklar mekanik pada bagian input rangkaian digital.
Prinsip kerja Sensor Infrared
Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.
Gambar Rangkaian dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan fototransistor
Prinsip kerja rangkaian sensor infrared adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat.
· Grafik Respon Sensor Infrared
Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.
· Motor DC
Prinsip Kerja Motor DC
Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.
· Komponen lainnya :
Prinsip Kerja Motor DC
Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.
· Komponen lainnya :
· Switch
Saklar pada dasarnya merupakan perangkat mekanik yang terdiri dari dua atau lebih terminal yang terhubung secara internal ke bilah atau kontak logam yang dapat dibuka dan ditutup oleh penggunanya. Aliran listrik akan mengalir apabila suatu kontak dihubungkan dengan kontak lainnya. Sebaliknya, aliran listrik akan terputus apabila hubungan tersebut dibuka atau dipisahkan. Selain sebagai komponen untuk menghidupkan (ON) dan mematikan (OFF) perangkat elektronik, Saklar sering juga difungsikan sebagai pengendali untuk mengaktifkan fitur-fitur tertentu pada suatu rangkaian listrik.
Saklar pada dasarnya merupakan perangkat mekanik yang terdiri dari dua atau lebih terminal yang terhubung secara internal ke bilah atau kontak logam yang dapat dibuka dan ditutup oleh penggunanya. Aliran listrik akan mengalir apabila suatu kontak dihubungkan dengan kontak lainnya. Sebaliknya, aliran listrik akan terputus apabila hubungan tersebut dibuka atau dipisahkan. Selain sebagai komponen untuk menghidupkan (ON) dan mematikan (OFF) perangkat elektronik, Saklar sering juga difungsikan sebagai pengendali untuk mengaktifkan fitur-fitur tertentu pada suatu rangkaian listrik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar