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
· 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.
· LM393 - Low Offset Voltage Dual Comparator IC
LM393 adalah IC komparator
paket Ganda, yang berarti IC tersebut memiliki dua komparator di dalam satu paket
8-pin.
Konfigurasi Pin
Nomor PIN |
Nama Pin |
Deskripsi |
1 |
OUTPUT 1 |
Output dari Op-Amp 1 |
2 |
INPUT1- |
inverting Input dari
Op-Amp 1 |
3 |
INPUT1 + |
Input Non-inverting
dari Op-Amp 1 |
4 |
VEE, GND |
Tegangan Suplai Ground
atau Negatif |
5 |
INPUT2 + |
Input Non-Inverting
dari Op-Amp 2 |
6 |
INPUT2- |
Membalik Input dari
Op-Amp 2 |
7 |
OUTPUT2 |
Output dari Op-Amp 2 |
8 |
VCC |
Tegangan Suplai Positif |
Komponen input
· Sensor Kelembaban Tanah
Modul sensor kelembaban tanah digunakan untuk
mendeteksi kelembaban tanah. Ini mengukur kandungan volumetrik air di dalam
tanah dan memberi kita tingkat kelembaban sebagai keluaran. Modul ini memiliki
keluaran digital dan analog serta potensiometer untuk menyesuaikan level ambang
batas.
Konfigurasi Pinout Modul Sensor
Kelembaban
Nama Pin |
Deskripsi |
VCC |
Pin Vcc memberi daya pada modul, biasanya
dengan + 5V |
GND |
Ground |
DO |
Pin Digital Out untuk Output Digital. |
AO |
Pin Analog Out untuk Output Analog |
Fitur & Spesifikasi Modul Sensor
Kelembaban
·
Tegangan Operasi: 3.3V hingga 5V DC
·
Operasi Saat Ini: 15mA
·
Output Digital - 0V hingga 5V, Level pemicu yang dapat disesuaikan dari
preset
·
Output Analog - 0V hingga 5V berdasarkan radiasi infra merah dari nyala
api yang jatuh pada sensor
·
LED menunjukkan keluaran dan daya
·
Ukuran PCB: 3,2 cm x 1,4 cm
·
Desain berbasis LM393
·
Mudah digunakan dengan Mikrokontroler atau bahkan dengan IC Digital /
Analog normal
·
Kecil, murah, dan mudah didapat
Electrical
characteristics
· LM35 Temperature Sensor
Konfigurasi Pin:
Nomor PIN |
Nama Pin |
Deskripsi |
1 |
Vcc |
Tegangan
input + 5V untuk aplikasi tipikal |
2 |
Analog
Out |
Akan
ada peningkatan 10mV untuk kenaikan setiap 1 ° C. Dapat berkisar dari
-1V (-55 ° C) hingga 6V (150 ° C) |
3 |
Ground |
Terhubung
ke ground sirkuit |
Fitur Regulator LM35:
·
Tegangan
Input Minimum dan Maksimum masing-masing adalah 35V dan -2V. Biasanya 5V.
·
Dapat
mengukur suhu mulai dari -55 ° C hingga 150 ° C
·
Tegangan
keluaran berbanding lurus (Linear) dengan suhu (yaitu) akan ada kenaikan 10mV
(0,01V) untuk setiap kenaikan suhu 1 ° C.
·
± 0,5 ° C
Akurasi
·
Arus kurang
dari 60uA
·
Sensor suhu
biaya rendah
·
Kecil dan
karenanya cocok untuk aplikasi jarak jauh
·
Tersedia
dalam paket TO-92, TO-220, TO-CAN dan SOIC
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
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
· Active Passive Buzzer
Konfigurasi Pin Buzzer
Nomor PIN |
Nama Pin |
Deskripsi |
1 |
Positif |
Diidentifikasi dengan simbol (+) atau
kabel terminal yang lebih panjang. Dapat didukung oleh 6V DC |
2 |
Negatif |
Diidentifikasi oleh kabel terminal
pendek. Biasanya terhubung ke ground sirkuit |
Fitur dan Spesifikasi Buzzer
·
Tegangan
Terukur: 6V DC
·
Tegangan
Operasi: 4-8V DC
·
Nilai saat
ini: <30mA
·
Jenis
Suara: Bip Terus Menerus
·
Frekuensi
Resonan: ~ 2300 Hz
·
Paket bersegel
kecil dan rapi
·
Papan
tempat memotong roti dan papan Perf ramah
Model 2d
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".
IC LM393
IC Komparator LM393 digunakan sebagai pembanding tegangan pada modul sensor kelembaban ini. Pin 2 LM393 dihubungkan ke Preset (Pot 10KΩ) sedangkan pin 3 dihubungkan ke pin sensor Moisture. IC komparator akan membandingkan tegangan ambang batas yang ditetapkan menggunakan preset (pin2) dan pin sensor (pin3).
Sensor Kelembaban
Sensor kelembaban terdiri dari dua probe yang digunakan untuk mendeteksi kelembaban tanah . Probe sensor kelembaban dilapisi dengan emas imersi yang melindungi Nikel dari oksidasi. Kedua probe ini digunakan untuk melewatkan arus melalui tanah dan kemudian sensor membaca resistansi untuk mendapatkan nilai kelembaban.
Preset (Pot pemangkas)
Dengan menggunakan prasetel onboard, Anda dapat mengatur ambang (sensitivitas) keluaran digital
Cara Menggunakan Modul Sensor Kelembaban Tanah
Modul sensor kelembaban terdiri dari empat buah pin yaitu
VCC, GND, DO, AO. Pin keluaran digital dihubungkan ke pin keluaran IC
komparator LM393 sedangkan pin analog dihubungkan ke sensor Kelembaban. Diagram
Sirkuit internal modul sensor Kelembaban diberikan di bawah ini.
Cara menggunakan modul sensor kelembaban dengan mikrokontroler sangatlah mudah. Hubungkan pin Analog / Digital Output modul ke pin Analog / Digital Mikrokontroler. Hubungkan pin VCC dan GND ke pin 5V dan GND Mikrokontroler. Setelah itu masukkan probe ke dalam tanah. Ketika ada lebih banyak air di dalam tanah, itu akan menghantarkan lebih banyak listrik yang berarti resistansi akan rendah dan tingkat kelembaban akan tinggi.
Aplikasi Sensor Kelembaban Tanah
Perkebunan
Sistem irigasi
· LM35
Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat
perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya
LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan
akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada
suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu
udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu
disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih
rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara
disekitarnya .
Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh
oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang
ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan
simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi
pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin
untuk ditanahkan. Maka dapat disimpulkan prinsip kerja sensor LM35 sebagai
berikut:
• Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian IC yang peka terhadap suhu
• Suhu lingkungan ini diubah menjadi tegangan listrik oleh rangkaian di dalam
IC, dimana perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan tegangan output.
Pada seri LM35
Tiap perubahan 1oC akan menghasilkan perubahan tegangan
output s ebesar 10mV
Rangkaian dasar tersebut cukup untuk sekedar bereksperimen
atau untuk aplikasi yang tidak memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna.
Akan tetapi tidak untuk aplikasi yang sesungguhnya. Terbukti dari eksperimen
yang telah saya lakukan, tegangan keluaran sensor belumlah stabil. Pada kondisi
suhu yang relatif sama, jika tegangan suplai saya ubah-ubah (saya naikkan atau
turunkan), maka Vout juga ikut berubah.
Memang secara logika hal ini sepertinya benar, tapi untuk
instrumentasi hal ini tidaklah diperkenankan. Dibandingkan dengan tingkat
kepresisian, maka tingkat akurasi alat ukur lebih utama karena alat ukur
seyogyanya dapat dijadikan patokan bagi penggunanya. Jika nilainya berubah-ubah
untuk kondisi yang relatif tidak ada perubahan, maka alat ukur yang demikian
ini tidak dapat digunakan.
· Active Passsive Buzzer
Prinsip
Kerja Motor DC
Pada dasarnya, prinsip
kerja dari buzzer elektronika hampir sama dengan loud speaker dimana buzzer
juga terdiri dari kumparan yang terpasang secara diafragma. Ketika kumparan
tersebut dialiri listrik maka akan menjadi elektromagnet sehingga mengakibatkan
kumparan tertarik ke dalam ataupun ke luar tergantung dari arah arus dan
polaritas magnetnya. Karena kumparan dipasang secara diafragma maka setiap kumparan
akan menggerakkan diafragma tersebut secara bolak-balik sehingga membuat udara
bergetar yang akan menghasilkan suara.
FUNGSI BUZZER ELEKTRONIKA
Pada dasarnya Buzzer
Elektronika menyerupai loud speaker namun memiliki fungsi-fungsi yang lebih
sederhana. Berikut adalah beberapa fungsi buzzer elektronika :
Sebagai bel rumah
Alarm pada berbagai
peralatan
Peringatan mundur pada truk
Komponen rangkaian anti
maling
Indikator suara sebagai
tanda bahaya atau yang lainnya
Timer
Dan lain-lain
menggerakkan speaker agar
menghasilkan suara yang dapat didengar oleh manusia.
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 thermistor dan sensor PIR
8. Atur masukkan dari sensor agar dapat menghidupkan motor dan LED
Tidak ada komentar:
Posting Komentar