1. Tujuan[kembali]
Mengetahui prinsip kerja dari sensor yang digunakan
Mampu membuat rangkaian dengan mengaplikasikan sensor
2. Alat dan Bahan[kembali]
1. Alat
· Baterai 12 V
2. Bahan
· Resistor
Resistor 5kΩ 1 watt (2
buah)
Resistor 10kΩ 1 watt (2
buah)
· kapasitor
Kapasitor 1 pF (1 buah)
Kapasitor 1uF (1 buah)
· IC OP-AMP
· LM741 Op-amp IC
LM741 Pin Configuration
|
Pin Number |
Pin Name |
Description |
|
1 , 5 |
OFFSET NULL |
Pin used for remove the offset voltage and balance
input voltage. |
|
2 |
INPUT- |
Inverting signal Input |
|
3 |
INPUT+ |
Non-Inverting signal Input |
|
4 |
V- |
Ground or Negative Supply Voltage |
|
6 |
OUTPUT |
Output of op amp |
|
7 |
V+ |
Positive Supply Voltage |
|
8 |
NC |
Not connected |
Fitur dan Spesifikasi IC Op-Amp LM741
·
LM741 hanya mempunyai satu op-amp didalamnya, ada beberapa IC op-amp
yang mempunyai lebih dari satu op-amp seperti LM358, LM148, LM248, LM348
·
Dilengkapi dengan sirkuit pendek dan perlindungan kelebihan beban.
·
Konsumsi daya rendah.
·
Rasio penolakan mode umum besar (CMRR) dan rentang tegangan diferensial.
·
Tidak diperlukan kompensasi frekuensi eksternal.
·
Mencegah penguncian saat rentang mode umum terlampaui.
·
Konsumsi Daya Minimum, normal dan maksimum untuk IC ini masing-masing
adalah ± 10v, ± 15v dan ± 22v.
·
Suhu pengoperasian harus -50 hingga 125˚C.
·
Pasokan saat ini - 1.7 hingga 2.8mA.
·
Suhu pin solder - paket PDIP - 260 260C (selama 10 detik - ditentukan)
·
TO-99 dan CDIP - 300 ˚C (selama 10 detik - ditentukan)
·
Paket yang tersedia: TO-99, CDIP & PDIP
Model 2D
Dalam Op-amp IC 741 PIN2 adalah terminal
input pembalik dan PIN3 adalah terminal input non-pembalik. Pin keluaran IC ini
adalah PIN6.
Komponen input
Sensor Gas (MQ-2)
Sensor Gas (MQ-2)
Konfigurasi Pin:
|
Pin No: |
Nama Pin: |
Deskripsi |
|
Untuk Modul |
||
|
1 |
Vcc |
Pin ini memberi daya
pada modul, biasanya tegangan operasi + 5V |
|
2 |
Tanah |
Digunakan untuk
menghubungkan modul ke ground sistem |
|
3 |
Digital Out |
Anda juga dapat
menggunakan sensor ini untuk mendapatkan keluaran digital dari pin ini,
dengan mengatur nilai ambang batas menggunakan potensiometer |
|
4 |
Analog Out |
Pin ini mengeluarkan
tegangan analog 0-5V berdasarkan intensitas gas |
|
Untuk Sensor |
||
|
1 |
H -Pins |
Dari dua pin H, satu pin
terhubung ke suplai dan pin lainnya ke ground |
|
2 |
A-Pins |
Pin A dan pin B dapat
dipertukarkan. Pin ini akan diikat ke tegangan Suplai. |
|
3 |
B-Pin |
Pin A dan pin B dapat
dipertukarkan. Satu pin akan bertindak sebagai keluaran sementara yang
lainnya akan ditarik ke ground. |
Fitur :
·
Tegangan
Operasi + 5V
·
Dapat
digunakan untuk Mengukur atau mendeteksi LPG, Alkohol, Propana, Hidrogen, CO
dan bahkan metana
·
Tegangan
keluaran analog: 0V hingga 5V
·
Tegangan
Output Digital: 0V atau 5V (TTL Logic)
·
Durasi pemanasan
awal 20 detik
·
Dapat
digunakan sebagai sensor Digital atau analog
· Sensitivitas pin Digital dapat divariasikan menggunakan potensiometer
Sensor LDR
Deskripsi Pin LDR
The Light Dependent Resistor ( LDR ) hanyalah jenis khusus dari Resistor dan karenanya tidak memiliki polaritas. Artinya mereka bisa terhubung ke segala arah. Mereka ramah papan tempat memotong roti dan dapat dengan mudah digunakan pada papan kinerja juga. Simbol untuk LDR sama miripnya dengan Resistor tetapi menambahkan panah ke dalam seperti yang ditunjukkan di atas. Tanda panah menunjukkan sinyal cahaya.
Fitur LDR
- Dapat digunakan untuk merasakan Cahaya
- Mudah digunakan di Breadboard atau Perf Board
- Mudah digunakan dengan Mikrokontroler atau bahkan dengan IC Digital / Analog normal
- Kecil, murah, dan mudah didapat
- Tersedia dalam seri PG5, PG5-MP, PG12, PG12-MP, PG20 dan PG20-MP
Catatan: Detail teknis lebih lanjut dan rangkaian sampel dapat ditemukan di Lembar Data LDR yang diberikan di bawah ini
Grafik sensor LDR
Komponen output
5V
Relay
5V Relay
Konfigurasi Pin Relay
|
Nomor
PIN |
Nama Pin |
Deskripsi |
|
1 |
Coil End
1 |
Digunakan untuk memicu
(On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground |
|
2 |
Coil End
2 |
Digunakan untuk memicu
(On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground |
|
3 |
Umum (COM) |
Umum terhubung
ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol |
|
4 |
Biasanya
Tutup (NC) |
Ujung lain dari beban
terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu |
|
5 |
Biasanya
Terbuka (TIDAK) |
Ujung lain dari beban
terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu |
Fitur Relay 5V
Trigger Voltage (Tegangan melintasi koil): 5V DC
Trigger Current (Arus Nominal): 70mA
Arus beban AC maksimum: 10A @ 250 / 125V AC
Arus beban DC maksimum: 10A @ 30 / 28V DC
Konfigurasi 5-pin yang ringkas dengan cetakan plastik
Waktu pengoperasian: 10msec Waktu rilis: 5msec
Peralihan maksimum: 300 operasi / menit (secara mekanis)
Motor DC
Motor DC
Spesifikasi Item :
Tegangan Terukur 9V DC
o Tanpa kecepatan beban 12000
± 15% rpm
o Tidak ada arus beban ≤280mA
o Tegangan operasi 1.5-9V DC
o Mulai Torsi ≥250g.cm (menurut
blade yang dikembangkan sendiri)
o mulai saat ini ≤5A
o Resistansi Isolasi di atas 10Ω
antara casing dan terminal DV 100V
o Arah Rotasi CW: Terminal [+]
terhubung ke catu daya positif, terminal [-] terhubung ke nagative
o daya, searah jarum jam dianggap
oleh arah poros keluaran
o celah poros 0,05-0,35mm
LED
LED
Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya – Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
3. Landasan Teori[kembali]
· 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
· LM741 Op-amp IC
Sebuah penguat operasional LM741 adalah DC-coupled gain
tinggi tegangan elektronik penguat. Ini hanya memiliki satu op-amp di dalamnya.
Sebuah IC penguat operasional digunakan sebagai pembanding yang membandingkan
dua sinyal, sinyal pembalik dan non-pembalik. Fungsi utama IC ini adalah
melakukan operasi matematika di berbagai rangkaian. Op-amp memiliki penguatan
yang besar dan biasanya digunakan sebagai Penguat Tegangan. LM741 dapat
beroperasi dengan tegangan catu daya tunggal atau ganda.
OUTPUT Voltage = Gain *
Tegangan Input
Op-amp dapat digunakan dengan dua cara:
1. Inverting Op-amp
Ketika sumber input dihubungkan ke terminal pembalik PIN
2 dan umpan balik dengan PIN keluaran 6 maka op-amp dalam kondisi pembalik. Seperti
jika PIN 2 memiliki polaritas + ve maka kita akan mendapatkan -ve polaritas
keluaran dari PIN 6.
Gain = Rf / R1
2. Op-amp Non-inverting
Ketika sumber input dihubungkan ke terminal non-inverting
PIN 3 dan PIN 2 adalah umpan balik dengan PIN output 6 maka op-amp dalam
kondisi non-inverting. Seperti jika PIN 3 memiliki polaritas + ve maka kita
akan mendapatkan + ve polaritas keluaran dari PIN 6.
Gain = 1+ (Rf / R1)
Prinsip Kerja
Ketika tegangan pada masukan non-pembalik (+) lebih
tinggi dari tegangan pada masukan pembalik (-), maka keluaran dari komparator
adalah TINGGI. Dan jika tegangan input pembalik (-) lebih tinggi dari ujung
non-pembalik (+), maka output adalah RENDAH. Output dari penguat operasional
adalah produk dari penguatan dan tegangan input.
Aplikasi LM741
·
Pembanding
·
Amplifier DC
·
Integrator atau Diferensiator
·
Amplifier Penjumlah
·
Multi-vibrator
·
Filter Aktif
· Aplikasi umpan balik umum
· 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
· Modul Sensor MQ-2
Sensor asap MQ2 merupakan sensor yang
biasanya digunakan untuk mengetahui kualitas udara atau untuk mengetahui
kandungan yang terjadi dalam udara. Sensor MQ2 tersebut terbuat dari bahan peka
gas yaitu SnO2. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas tersebut di
udara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat
asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut, maka
resistansi elektrik sensor akan turun. Pada dasarnya prinsip kerja dari sensor
tersebut adalah mendeteksi keberadaan gasgas yang dianggap mewakili asap rokok,
yaitu gas hidrogen, metana. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas
tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan
menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan
gas- gas tersebut maka resistansi elektrik sensor akan turun yang menyebakan
tegangan yang dihasilkan oleh output sensor akan semakin besar. Dengan
memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MQ-2 kandungan gas-gas tersebut dapat di
ukur Keluaran sensor ini berupa resistansi analog yang dengan mudah dapat
dikonversi menjadi tegangan dengan menambahkan satu resistor biasa dengan
mengkonversi
impedansi ini menjadi tegangan, hasil
bacaan sensor dapat dibaca oleh pin ADC (analog to digital converter) pada
microcontroller. Tingkat sensitivitas sensor MQ-2 adalah sebagai berikut:
1. LPG dan propana : 200 - 5000 ppm
2. Iso butana dan hidrogen : 300 -
5.000 ppm
3. Metana : 5.000 - 20.000 ppm
4. Etanol / alkohol : 100 - 2.000 ppm
Sensor MQ-2 terbuat dari tabung keramik mikro Al203, Tin Dioksida (SnO2) yang merupakan lapisan sensitif, elektroda, dan pemanas yang terbuat dari plastik dan stainless steel. Sensor MQ2 memiliki 6 pin, 4 pin digunakan untuk input sinyal dan 2 pin lainnya digunakan sebagai pemanas sensor. Berikut adalah gambar dari rangkaian sensor MQ-2.
LDR
LDR
Secara umum, sensor LDR memiliki nilai hambatan
200 Kilo Ohm saat intensitas cahaya rendah (malam hari) dan akan menurun menjadi
500 Ohm saat intensitas cahaya tinggi (siang hari).Umumnya sensor LDR digunakan
pada rangkaian lampu otomatis pada rumah, taman, dan jalan raya.
Karakteristik sensor LDR
-Laju Recovery
Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis
dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam
K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit
pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada
arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan
waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya
400 lux.
-Respon Spektral
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)
tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang
jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus
listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut
tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya
hantaryang baik.
Kurva antara intensitas cahaya dan resistansi:
karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :
1. Tegangan maksimum (DC):
150V
2. Konsumsi arus maksimum:
100mW
3. Tingkatan Resistansi/Tahanan
: 10Ω sampai 100KΩ
4. Puncak spektral: 540nm
(ukuran gelombang cahaya)
5. Waktu Respon Sensor :
20ms – 30ms
6. Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius
4. Prosedur Percobaan[kembali]
1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan
2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen dan mendownload library bila dibutuhkan
3. Cari komponen yang diperlukan di library proteus
4. Pasang komponen sesuai dengan rangkaian yang dibawah
5. Atur nilai potensiometer atau testpin pada rangkaian
6. Buat rangkaian pengkondisi sinyal
7. Atur sensitivitas dari sensor LDR dan sensor MQ-2
8. Atur masukkan dari sensor agar dapat menghidupkan motor dan LED
5. Rangkaian[kembali]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar