RANGKAIAAN LAMPU DAN PINTU DAN OTOMATIS

 [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. TUJUAN

2. ALAT DAN BAHAN

3. DASAR TEORI

4. PERCOBAAN

5. VIDEO

6. LINK DOWNLOAD

TUJUAN[KEMBALI]

• MEMAHAMI CARA KERJA SENSOR PIR
• MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH KIMIA
• MENSIMULASIKAN RANGKAIAN SENSOR PIR

ALAT DAN BAHAN[KEMBALI]

• SENSOR LDR

Sensor LDR merupakan salah satu komponen yang resistansinya berubah ubah sesuai intesitas cahaya yang diterima sensor

• SENSOR PIR

    Sensor PIR merupakan sensor yang dapat mendeteksi pergerakan, dalam hal ini sensor PIR banyak digunakan untuk mengetahui apakah ada pergerakan manusia dalam daerah yang mampu dijangkau oleh sensor PIR. Sensor PIR ini sendiri merupakan kependekan dari “Passive InfraRed” sensor

• Vin : DC 5V 9V.
• Radius : 180 derajat.
• Jarak deteksi : 5 7 meter.
• Output : Digital TTL.
• Memiliki setting sensitivitas.
• Memiliki setting time delay.
• Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.
• Berat : 10 gr

SENSOR INFRA RED

spesifikasi

• 5VDC Operating voltage
• I/O pins are 5V and 3.3V compliant
• Range: Up to 20cm
• Adjustable Sensing range
• Built-in Ambient Light Sensor
• 20mA supply current

    sensor Infrared merupakan sensor yang memancarkan sinar infrared berfungsi untuk mendeteksi ada tidaknya benda didepannya yang dimana hampir sama dengan prinsip sensor jarak.

• POTENSIOMETER

    Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.

• TRANSISTOR

    Transistor merupakan alat semi konduktor yang dipakai sebagai penguat, sirkuit pemutus dan penyamnung arus stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal

Spesifikasi

• Bi-Polar NPN Transistor
• DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
• Continuous Collector current (IC) is 100mA
• Emitter Base Voltage (VBE) is 6V
• Base Current(IB) is 5mA maximum
• Available in To-92 Package 

• RELAY

Spesifikasi 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

• MOTOR

Merupakan elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. pada motor DC terdapat 2 Input yang jika diberikan input yang berbeda maka motor akan berputar CCW atau CW tergantung pada inputan yang dimasukan

• LAMP

Lampu adalah sebuah peranti yang memproduksi cahaya. Kata "Lampu" dapat juga berarti bola Lampu. Lampu pertama kali ditemukan oleh Sir Joseph William Swan.

• VOLTMETER

    Voltmeter DC adalah alat ukut yang berfungsi mengukur tegangan anatara 2 titik pada suatu beban

• POWER SUPPLY

    Power Supply merupakan perangkat elektronika yang befungsi sebagai sumber daya untuk komponen yang yang lain

• GROUND

    Ground berfungsi sebagau penghantararus listrik langsung ke bumi atau saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting

DASAR TEORI[KEMBALI]

• SENSOR LDR

 

sensor LDR merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya  jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat. Umumnya Sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm pada saat dalam kondisi sedikit cahaya (gelap), dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi terkena banyak cahaya. Tak heran jika komponen elektronika peka cahaya ini banyak diimplementasikan sebagai sensor lampu penerang jalan, lampu kamar tidur, alarm dan lain-lain.

Cara Kerja Sensor LDR 

Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.

Karakteristik Sensor Cahaya LDR

• Tegangan maksimum (DC): 150V
• Konsumsi arus maksimum: 100mW
• Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
• Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
• Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
• Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

GRAFIK SENSOR LDR BERDASARKAN INTENSITAS CAHAYA

• SENSOR PIR

    Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) adalah sebuah sensor yang biasa digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia. Aplikasi ini biasa digunakan untuk system alarm pada rumah-rumah atau perkantoran. Sensor PIR adalah sebuah sensor yang menangkap pancaran sinyal inframerah yang dikeluarkan oleh tubuh manusia maupun hewan. Sensor PIR dapat merespon perubahan- perubahan pancaran sinyal inframerah yang dipancarkan oleh tubuh manusia.

    Cara kerja Sensor PIR ini berbeda dengan sensor jenis infrared lain yang menggunakan fototransistor dan IRLED. PIR tidak akan memancarkan suatu objek sebagaimana yang terjadi pada IRLED. Sesuai dengan penyebutannya yaitu passive, maka cara kerja sensor gerak ini hanya memberikan respon terhadap gerakan atau energi yang berasal dari sinar infrarmerah yang pasif dan dipunyai oleh benda yang dapat dideteksi keberadaannya. Sedangkan jenis benda yang dapat dideteksi dengan inframerah ini pada umumnya adalah tubuh manusia. Sistem sensor gerak yang memakai modul PIR memang sangat sederhana dan lebih mudah diaplikasikan hanya membutuhkan tegangan input berupa tegangan DC 5 Volt. Sensor ini bisa mendeteksi gerakan yang berjarak 5 meter

Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan

Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah berjenis pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 320C, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh pyroelectric sensor yang merupakan bagian terpenting dari sensor PIR yang kemudian akan menghasilkan arus listrik, pemunculan arus listrik tersebut dapat terjadi karena pancaran sinar yang dihasilkan inframerah membawa suatu energi atau tenaga yang sifatnya panas.

Respon terhadap suhu:..

• SENSOR INFRARED

Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

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.

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.

• POTENSIOMETER

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.

1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
2. Element Resistif
3. Terminal

• TRANSISTOR

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus, stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal

cara kerja:

ketika arus menuju collector maka arus akan tertahan sampai akhirnya base terisi oleh arus dan tegangan posiitif minimal 0.6V kemudian arus akan menuju emittor kemudian diteruskan menuju ground.

• RELAY

Relay adalah sebuah sakelar elektromekanik digunakan sebagai perangkat melindungi dan juga sebagai perangkat pengendali untuk berbagai rangkaian, peralatan, dan jaringan listrik di sistem tenaga. Aliran arus melalui konduktor listrik menyebabkan medan magnet pada sudut kanan ke arah aliran arus. Jika konduktor ini dibungkus untuk membentuk sebuah coil (coil), maka medan magnet yang dihasilkan akan berorientasi sepanjang coil. Jika arus yang mengalir melalui konduktor meningkat, maka kekuatan medan magnet juga meningkat (dan sebaliknya).

Medan magnet yang dihasilkan dengan melewatkan arus melalui coil dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti induktor, konstruksi transformator menggunakan dua coil induktor dengan inti besi. Namun, dalam konstruksi Relay Elektromekanik medan magnet yang diproduksi dalam coil digunakan untuk mengerahkan kekuatan mekanik pada benda-benda magnetik.Ini mirip dengan magnet  permanen  yang  digunakan untuk menarik benda magnet, tetapi di sini medan magnet dapat dihidupkan atau dimatikan dengan mengatur aliran arus melalui coil. Jadi, kita dapat mengatakan bahwa operasi Relay Elektromekanik tergantung pada arus yang mengalir melalui coil.

Prinsip Kerja Relay Elektromekanik
Relay Elektromekanik terdiri dari berbagai bagian seperti angker bergerak, kontak bergerak & kontak stasioner atau kontak tetap, pegas, elektromagnet (coil), kawat yang dibungkus sebagai coil dengan terminalnya diwakili sebagai 'C' yang terhubung seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini untuk membentuk Relay Elektromekanik.

Jika tidak ada supply yang diberikan ke terminal coil, maka relai tetap dalam kondisi mati seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini dan beban yang  terhubung ke relai juga tetap dimatikan karena tidak ada catu daya yang diberikan untuk memuat.

Jika coil relay diberi energi dengan memberikan supply ke terminal coil di 'C', maka kontak relay yang bergerak akan tertarik ke arah kontak tetap. Dengan demikian, relay menyala dan supply terhubung ke beban seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Ada berbagai jenis relay, relay yang diberi energi oleh supply listrik dan melakukan tindakan mekanis (hidup atau mati) un tuk menghubungkan atau memutus rangkaian yang disebut sebagai Relay Elektromekanik. Ada berbagai jenis relay seperti relay Buchholz, relay latching, relay terpolarisasi, relay merkuri, relay solid state, relay vakum, dan sebagainya.

• MOTOR

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. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya.

• LAMP

Thomas Alva Edison merupakan ilmuwan pertama yang menemukan lampu pijar (Incandescent lamp) komersial yang dapat tahan lama, penggunaan listrik yang lebih hemat dan juga dengan bahan yang lebih murah. Lampu Listrik temuan Thomas Alva Edison inilah yang digunakan oleh khalayak ramai dan hingga saat ini kita masih menikmati hasil penemuannya ini. Lampu Pijar pertama yang ditemukan oleh Thomas Alva Edison pada tanggal 22 Oktober 1879 hanya dapat bertahan hingga 13,5 jam.

Simbol Lampu Listrik dalam Elektronika

 Jenis-jenis Lampu Listrik

Seiring dengan perkembangan Teknologi, Lampu Listrik juga telah mengalami berbagai perbaikan dan  kemajuan. Teknologi Lampu Listrik bukan saja Lampu Pijar yang ditemukan oleh Thomas Alva Edison saja namun sudah terdiri dari berbagai jenis dan Teknologi. Pada dasarnya, Lampu Listrik dapat dikategorikan dalam Tiga jenis yaitu Incandescent Lamp (Lampu Pijar), Gas-discharge Lamp (Lampu Lucutan Gas) dan Light Emitting Diode (Lampu LED).

• VOLTMETER

voltmeter ialah suatu alat ukur yang mempunyai prinsip kerja tertentu. Ada fluksi magnetik yang memiliki bentuk seperti gelombang sinus yang mana frekuensinya sama. Fluksi magnetik tersebut nantinya akan memasuki kepingan logam secara paralel. Terdapat perbedaan fase dari satu fluks dengan yang lainnya. Tegangan tegangan yang menimbulkan arus putar dalam kepingan itu dipengaruhi karena terdapatnya fluks yang bolak- balik. Untuk pengertian voltmeter jenis digital, angka diskrit merupakan gambaran atau aktualisasi dari pengukuran terhadap DC dan juga AC. Angka ini dijadikan sebagai alternatif dari defleksi jarum penunjuk dalam alat ukur jenis analog. Penunjukan yang dicoba terhadap angka untuk berbagai keperluan justru sangat menguntungkan. Kenapa? berikut merupakan alasannya:

1. Bisa meminimalisir problem maupun kesalahan pembacaan oleh manusia dan interpolasi.
2. Menghindari terbentuknya kesalahan parataksis.
3. Bisa tingkatkan kecepatan pembacaan.
4. Bisa dijadikan sebagai pelengkap daripada keluaran yang dalam bentuk digital, yaitu bersumber pada pengolahan dan juga pencatatan selanjutnya.
5. Jenis digital merupakan jenis yang dapat diteliti serta pula diandalkan, sehingga bisa dipakai untuk berbagai keperluan pengukuran di dalam laboratorium.
6. Jenis digital dipercaya dapat bersaing dengan alat- alat analog yang bersifat konvensional. Perihal ini disebabkan pertumbuhan dan penyempurnaan modul rangkaiannya menurun. Tidak cuma modul, namun juga kebutuhan daya, harga, sampai ukuran.
7. Ciri operasi serta ciri khas menunjukkan kalau kualitas jenis digital lebih unggul.

• POWER SUPPLY

Rangkaian yang mengubah arus listrik AC menjadi DC ini disebut dengan DC Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu daya DC.  DC Power Supply atau Catu Daya ini juga sering dikenal dengan nama “Adaptor”.

Sebuah DC Power Supply atau Adaptor  pada dasarnya memiliki 4 bagian utama agar dapat menghasilkan arus DC yang stabil. Keempat bagian utama tersebut diantaranya adalah Transformer, Rectifier, Filter dan Voltage Regulator.

Sebelum kita membahas lebih lanjut mengenai Prinsip Kerja DC Power Supply, sebaiknya kita mengetahui Blok-blok dasar yang membentuk sebuah DC Power Supply atau Pencatu daya ini. Dibawah ini adalah Diagram Blok DC Power Supply (Adaptor) pada umumnya.

Prinsip Kerja DC Power Supply (Adaptor)

Berikut ini adalah penjelasan singkat tentang prinsip kerja DC Power Supply (Adaptor) pada masing-masing blok berdasarkan Diagram blok diatas.

transformator

Transformator (Transformer) atau disingkat dengan Trafo yang digunakan untuk DC Power supply adalah Transformer jenis Step-down yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik sesuai dengan kebutuhan komponen Elektronika yang terdapat pada rangkaian adaptor (DC Power Supply). Transformator bekerja berdasarkan prinsip Induksi elektromagnetik yang terdiri dari 2 bagian utama yang berbentuk lilitan yaitu lilitan Primer dan lilitan Sekunder. Lilitan Primer merupakan Input dari pada Transformator sedangkan Output-nya adalah pada lilitan sekunder. Meskipun tegangan telah diturunkan, Output dari Transformator masih berbentuk arus bolak-balik (arus AC) yang harus diproses selanjutnya.

Rectifier (Penyearah Gelombang)

Rectifier atau penyearah gelombang adalah rangkaian Elektronika dalam Power Supply (catu daya) yang berfungsi untuk mengubah gelombang AC menjadi gelombang DC setelah tegangannya diturunkan oleh Transformator Step down. Rangkaian Rectifier biasanya terdiri dari komponen Dioda. Terdapat 2 jenis rangkaian Rectifier dalam Power Supply yaitu “Half Wave Rectifier” yang hanya terdiri dari 1 komponen Dioda dan “Full Wave Rectifier” yang terdiri dari 2 atau 4 komponen dioda.

Filter (Penyaring)

Dalam rangkaian Power supply (Adaptor), Filter digunakan untuk meratakan sinyal arus yang keluar dari Rectifier. Filter ini biasanya terdiri dari komponen Kapasitor (Kondensator) yang berjenis Elektrolit atau ELCO (Electrolyte Capacitor).

Voltage Regulator (Pengatur Tegangan)

Untuk menghasilkan Tegangan dan Arus DC (arus searah) yang tetap dan stabil, diperlukan Voltage Regulator yang berfungsi untuk mengatur tegangan sehingga tegangan Output tidak dipengaruhi oleh suhu, arus beban dan juga tegangan input yang berasal Output Filter. Voltage Regulator pada umumnya terdiri dari Dioda Zener, Transistor atau IC (Integrated Circuit).

Pada DC Power Supply yang canggih, biasanya Voltage Regulator juga dilengkapi dengan Short Circuit Protection (perlindungan atas hubung singkat), Current Limiting (Pembatas Arus) ataupun Over Voltage Protection (perlindungan atas kelebihan tegangan).

• GROUND

Grounding listrik adalah  suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan 

Simbol :

PERCOBAAN[KEMBALI]

• PROSEDUR PERCOBAAN

1. Siapkan alat dan bahan diatas

2. Rangkailah alat dan bahan tersebut seperti gambar dibawah

3.  Simulasikan rangkaiaan tersebut di proteus

• GAMBAR RANGKAIAAN

• PRINSIP RANGKAIAAN

Ketika sensor pir 1 mendeteksi ada seseorang di depan pintu maka sensor akan membuat transisitor aktif kemudaian akan menggerakan motor yang nantinya akan membuka pintu kamar . Ketika seseorang tersebut masuk kedalam kamar maka motor akan berhenti bergerak, dan pintu akan tertutup jika orng tersebut berjalan melewati sensor infrared 1 yang diletakan di suatu tempat yang pasti dilewati orang tersebut,  saat masuk dalam dengan  keadaan siang hari maka resistansi sensor ldr akan sangat kecil sehingga relay on dan  memutus aliran lampu namun ketika orng tersebut masuk saat malam hari maka resistasi ldr akan membesar sehingg relay off dan lampu terhubung dengan power supply. Apabila orang tersebut ingin keluar kamar maka ia hanya perlu berdiri di depan pintu sehingga sensor pir kedua aktif dan menggerakan motor yang nantinya akan membuka pintu tersebut,  pintu akan tertutup jika orng tersebut melewati sensor ldr kedua yang diletakan di luar kamar dan tidak dalam jangkauan sensor pir

VIDEO[KEMBALI]

LINK DOWNLOAD[KEMBALI]

• DOWLOAD GAMBAR RANGKAIAAN DISINI
• DOWNLOAD VIDEO SIMULASI DISINI
• DOWNLOAD LIBRARY SENSOR PIR DISINI
• DOWNLOAD LIBRARY SENSOR INFRARED DISINI