PARKIR OTOMATIS (Infrared, Loadcell, Sound Sensor, dan Touch Sensor)
1. Tujuan [Kembali]
- Untuk memenuhi tugas Sensor
- Untuk membuat rangkaian aplikasi Parkir otomatis
- Untuk menambah wawasan dan kelimuan tentang sensor beserta aplikasinya
2. Alat dan Bahan [Kembali]
2.1 Alat [Kembali]
- Ground
Grounding berfungsi untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.
-Voltmeter
Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.- Power Supply
Power Supply berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menyuplai tegangan atau arus listrik.
- Power Supply
Power Supply berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menyuplai tegangan atau arus listrik.
2.2 Bahan [Kembali]
- Batrai 12V
sumber tegangan rangkaian
- Relay 5V
Untuk Switching
- Sensor Infrared
Spesifikasi dari Sensor Infrared :
- 5VDC Tegangan operasi
- Pin I / O memenuhi standar 5V dan 3.3V
- Rentang: Hingga 20cm
- Rentang penginderaan yang dapat disesuaikan
- Sensor Cahaya Sekitar bawaan
- Arus suplai 20mA
- Lubang pemasangan
Konfigurasi Sensor Infrared :
- Load Cell
Spesifikasi(Jenis standar poliester yang didukung)
Rentang suhu -300C hingga + 800C
Panjang alat ukur 8 mm
Lebar alat ukur 2 mm
Faktor pengukur 2.1
Panjang alas (tipe tunggal) 13,0 mm
Lebar alas (tipe tunggal) 4,0 mm
Diameter dasar (mawar) 21,0 mm
Spesifikasi
(Miniatur jenis yang didukung poliimida)
Kisaran suhu -30 ° C hingga + 180 ° C
Panjang pengukur 2mm_______ 5mm
Lebar pengukur 1,6 mm_____ 1,8 mm
Faktor pengukur 2.0 _________ 2.1
Panjang dasar (tipe tunggal) 6,0 mm_____ 9,0 mm
Lebar alas (tipe tunggal) 2,5 mm_____ 3,5 mm
Diameter dasar (mawar) 7,5 x 7,5 mm _12 x 12 mm
- Transistor FET 2N3819
Spesifikasi :
- Package Type: TO-92
- Transistor Type: N Channel
- Max Voltage Applied From Drain to Source: 25V
- Max Drain to Gate Voltage Should Be: 25V
- Max Reverse Gate to Source Voltage is: 25V
- Max Continues Gate Current is: 10mA
- Minimum to Maximum Gate to Source Cuttoff Voltage : 8.0
- Max Power Dissipation is: 360mW
- Max Storage & Operating temperature Should Be: -65 to +150 Centigrade
- Low Noise & High Gain
- Sound Sensor
Spesifikasi dari Sound Sensor:
- Tegangan kerja: DC 3.3-5V
- Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan
- Dimensi: 32 x 17 mm
- Indikasi keluaran sinyal
- Output sinyal saluran tunggal
- Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah
- Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara
- Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)
Konfigurasi Sound Sensor :
Grafik Sound Sensor
- Touch Sensor
Spesifikasi:
- Konsumsi daya sangat sedikit
- Tegangan: 2-5.5V DC (optimal 3v)
- Dapat menggantikan fungsi tombol saklar
- Dilengkapi 4 buah lubang baut M2
- Ukuran: 24x24x7.2mm
- Output high VOH: 0.8VCC (typical)
- Output low VOL: 0.3VCC (max)
- Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V): 8mA
- Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V): 4mA
- Waktu respon (low power mode): max 220ms
- Waktu respon (touch mode): max 60ms
Konfigurasi PIN :
Grafik Touch Sensor
- Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Penemuan tersebut kemudian dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jepang menjadi Piezo Electric Buzzer dan mulai populer digunakan sejak 1970-an.
Spesifikasi :
- Tegangan Kerja : 9 -15 VDC
- Tegangan Karakteristik : 12 VDC
- Arus maksimal : 40 mA
- Frekuensi : 2.8 Khz
- Kenyaringan Minimal : 85 dBa
- Seri : KIB-18
Sebagai penanda terjadinya kebakaran
3. Prinsip Kerja Rangkaian [Kembali]
1. Mobil mendekati gerbang rumah (yg diletakkan sensor infrared) saat gelombang radiasi terhalang oleh bagian mobil, maka akan ada respon dari Sensor (logic state = 1) dengan output motor (membuka gerbang) dan nantinya tertutup kembali apabila mobil tidak menghalangi gelombang infrared yang di terima receiver
2. Stelah masuk gerbang, mobil diparkirkan pada kotak (yg telah diberi tanda khusus) untuk parkir bawah tanah.
3. Setelah mobil diparkirkan pada jalur kotak tersebut, maka loadcells akan (menimbang) bekerja, sehingga menghasilkan output buzzer dan motor (yg mengakibatkan bagian kotak turun ke tanah)
4. Suara yg terdengar oleh buzzer, akan diterima oleh sound sensor yang mengakibatkan (logic state sensor suara = 1) dengan output lampu. Lampu tersebut akan diletakkan dibagian bawah garasi(lantai dasar) dan diatas garasi
5. Apabila pengguna ingin menutup atap dari underground parking maka tekanlah tombol pada touch sensors. Apabila anda ingin mengeluarkan mobil(memakai mobil) maka hanya perlu menekan tombol ini lagi maka, mobil akan naik kembali dan dapat digunakan
4. Percobaan [Kembali]
4.1 Prosedur Percobaan [Kembali]
- Siapkan alat dan bahan ( sensor, resistor, transistor, relay, buzzer, ground, power supply, logicstate, led, baterai, voltmeter)
- letakkan alat dan bahan sesuai keinginan
- Sambung alat dan bahan
- Jalankan rangkaian
4.2 Bentuk Rangkaian [Kembali]
4.3 Dasar Teori [Kembali]
1. Sensor Infrared
Spesifikasi dari Sensor Infrared :
- 5VDC Tegangan operasi
- Pin I / O memenuhi standar 5V dan 3.3V
- Rentang: Hingga 20cm
- Rentang penginderaan yang dapat disesuaikan
- Sensor Cahaya Sekitar bawaan
- Arus suplai 20mA
- Lubang pemasangan
Konfigurasi Sensor Infrared :
2. Ground
Ground atau pertanahan adalah bagian dari Peralatan Listrik rumah. Namun kebanyakan dari masyatrakat Indonesia sudah terbiasa menyebut pertanahan atau gruonding ini dengan kata arde.
Ground atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos akibat terjadi kegagalan isolasi. Ground dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.Grounding Memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :
3. Power Supply
Power supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Power supply memiliki simbol sebagai berikut :
4. Transistor NPN
4. Transistor NPN
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:
Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:V = (Vbat - Vled)Rled = V / IleIB = (VBB - VBE) / RB VCE = VCC - ICRC PD = VCE.IC Karakteristik Input
Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:
V = (Vbat - Vled)
Rled = V / Ile
IB = (VBB - VBE) / RB
VCE = VCC - ICRC
PD = VCE.IC
Karakteristik Input
Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.
Karakteristik Output
Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.
Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar 12.
Gambar 12 Rangkaian Emitter-Stabilized Bias
sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.
Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.
Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.
Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar 12.
Gambar 12 Rangkaian Emitter-Stabilized Bias
sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.
5. OP AMP
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah 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.
Op Amp Sebagai Penguat Non Inverting
Penguat Non Inverting adalah suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkaan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa dengan sinyal inputannya, hasil dari sinyal input dan output rangkaian non inverting dapat dilihat pada Gambar 1. Pada dasarnya penguat non inverting digunakan sebagai pengkondisi sinyal inputan sensor yang terlalu kecil sehingga dibutuhkan penguatan untuk diproses. intinya penguat non inverting ke balikkan dari penguat inverting.
Gambar 1 Rangkaian Penguat Non Inverting
Keterangan Gambar
Vin : Tegangan Masukan
Vout : Tegangan Keluaran
Rg : Resistansi ground
Rf : Resistansi feedback
Gambar 2 Sinyal Input dan Output Penguat Non Inverting
Fungsi Penguat Non Inverting
Fungsi dari penguat non inverting kurang lebih sama dengan penguat inverting hanya saja polaritas output yang dihasilkan sama dengan sinyal inputnya. Keluaran sensor dan tranduser pada umumnya mempunyai tegangan yang sangat kecil hingga mikro volt, sehingga diperlukan penguat dengan impedansi masukan rendah. Rangkaian penguat non inverting akan menerima arus atau tegangan dari tranduser sangat kecil dan akan membangkitkan arus atau tegangan yang lebih besar
Analisis Penguatan Op Amp Non Inverting
Dalam menganalisis rangkaian Op-Amp sebagai penguat terdapat dua aturan penting yang perlu diperhatikan. Kedua aturan tersebut menggunakan karakteristik Op-Amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan golden rule, yang berisi :
1. Perbedaan tegangan antara kedua masukan Op-Amp adalah nol (V+ - V- = 0 atau V+ = V-), hal ini bertujuan menghindari adanya tegangan offset. Aturan pertama ini sering disebut dengan virtual ground.
2. Arus yang mengalir pada kedua masukan Op-Amp adalah nol (I+ = I- = 0), hal ini dikarenakan impedansi input pada Op-Amp sangat besar ( Zin = ∞). Dengan memahami kedua aturan tersebut, analisis dari rangkaian Op-Amp akan menjadi lebih mudah.
Untuk memulai analisis rangkaian penguat non-inverting, terapkan hukum Kirchoff arus pada titik cabang A dan asumsi I+ = I- = 0, sehingga gambar rangkaian penguat non-inverting menjadi seperti Gambar 3.
Gambar 3 Penjabaran Rangkaian Penguat Non Inverting untuk mempermudah penurunan rumus
Berikut penjabaran penurunan rumus op-amp non inverting berdasarkan gambar 3
didapatkan persamaan arus yang mengalir pada titik cabang A, sebagai berikut:
Persamaan 1
𝐼𝑓 = 𝐼g
Dengan menggunakan teori tegangan titik simpul, persamaan (1) dapat dijabarkan menjadi:
Persamaan 2
Karena V+ = Vin dan V- = VA , serta asumsi nilai V+ = V- maka dapat dituliskan nilai Vin = VA. Sehingga persamaan (2) menjadi:
Persamaan 3
Dengan menyederhanakan persamaan (3), dapat diperoleh persamaan tegangan keluaran dari penguat non-inverting:
Persamaan 4
Jika penguatan merupakan perbandingan antara tegangan keluaran dan tegangan masukan, maka dari persamaan (4) dapat diperoleh penguatan dari penguat non-inverting yaitu:
Persamaan 5
Simbol opamp di proteus:
6. LED
LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan – elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.
Potensiometer/Variabel Resistor
Prinsip kerja yang bisa mengubah nilai dari sebuah hambatan secara linier yang dapat mempunyai banyak fungsi seperti : Untuk mengatur sebuah volume mixer atau sound system. Untuk membagi sebuah tegangan. Untuk pengendali sebuah level sinyal.
4.4 Video Rangkaian [Kembali]
4.5 Link Download [Kembali]
File Rangkaian klik disiniVideo Rangkaian klik disiniDatasheet Touch Sensor klik disini
Datasheet Sensor Load Cell klik disini
Datasheet Sensor Infrared klik disini
Datasheet Sound Sensor klik disini
Datasheet Relay klik disini
Datasheet Baterai klik disini
Datasheet Motor DC klik disini
Datasheet LED klik disini
Datasheet Resistor klik disini
Datasheet Transistor NPN klik disini
Datasheet Op-Amp klik disiniLibrary Touch Sensor klik disini
Library Sensor Infrared klik disini
Library Sound Sensor klik disiniFile HMTL klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar