Tugas 3 Sensor Optik (Westafel Otomatis dengan menggunakan sensor PIR dan Infrared)


 [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]



1. Tujuan[kembali]

  1. Mengetahui prinsip kerja dari sensor yang digunakan

  2. 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

    ·       LF351 Op-AMP IC

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

·       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

  •  ADDA Convereter

    ·  ADC0804 IC


Konfigurasi Pin ADC0804

Nomor PIN

Nama Pin

Deskripsi

1

Pilih Chip (CS)

Pilih chip digunakan jika lebih dari 1 modul ADC digunakan. Secara default di-ground

2

Baca (RD)

Pin baca harus diarde untuk membaca nilai Analog

3

Tulis (WR)

Pin tulis harus berdenyut tinggi untuk memulai konversi data

4

CLK IN

Jam eksternal dapat dihubungkan di sini, selain itu RC dapat digunakan untuk mengakses jam internal

5

Interupsi (INTR)

Naik tinggi untuk permintaan interupsi.

6

Vin (+)

Input Analog Diferensial +. Hubungkan ke input ADC

7

Vin (-)

Input Analog Diferensial -. Hubungkan ke ground

8

Tanah

Pin Analog Ground terhubung ke ground sirkuit

9

Vref / 2

Tegangan referensi untuk konversi ADC.

10

Tanah

Pin Digital Ground terhubung ke ground sirkuit

11 sampai 18

Data bit 0 sampai bit 7

Tujuh pin bit data keluaran dari mana keluaran diperoleh

19

CLK R

Pin input resistor timing RC untuk gen jam internal

20

Vcc

Memberdayakan modul ADC, gunakan + 5V

·       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.

Konfigurasi pin

DAC0808 adalah perangkat enam belas pin dan deskripsi untuk setiap pin diberikan di bawah ini.

Pin

Nama

Deskripsi

1

NC

Tidak ada koneksi

2

GND

Tanah

3

VEE

Catu daya negatif

4

IO

Pin sinyal keluaran

5

A1

Input digital bit 1 (Bit Paling Signifikan)

6

A2

Bit masukan digital 2

7

A3

Bit masukan digital 3

8

A4

Bit masukan digital 4

9

A5

Bit masukan digital 5

10

A6

Bit masukan digital 6

11

A7

Bit masukan digital 7

12

A8

Input digital bit 8 (Bit Signifikan Terkecil)

13

VCC

Catu daya positif

14

VREF +

Tegangan referensi positif

15

VREF-

Tegangan referensi negatif

16

KOMPENSASI

Pin kapasitor kompensasi

Komponen input

    ·   Passive Infrared Sensor (PIR)


Pin Configuration

Pin Number

Pin Name

Description

1

Vcc

Input voltage is +5V for typical applications. Can range from 4.5V- 12V

2

High/Low Ouput (Dout)

Digital pulse high (3.3V) when triggered (motion detected) digital low(0V) when idle(no motion detected

3

Ground

Connected to ground of circuit


Spesifikasi :

1 rentang tegangan kerja: DC 4.5-20V

2 Arus Diam: 50uA

3 tingkat keluaran tinggi 3,3 V / Rendah 0V

4. Trigger L trigger tidak dapat diulang / H trigger berulang

5. Dimensi papan sirkuit: 32 * 24 mm

6. sensor sudut maksimum 110 °

7. Jarak penginderaan maksimum 7 m

Grafik Output Sensor

Sensor piroelektrik memiliki jenis respons band-pass. Grafik menunjukkan respon langkah arus dan tegangan dari sebuah sensor.Lewati pusat pita sekitar 1 Hz.

            Karakteristik Respon. Sensor piroelektrik memiliki tipe respons bandpass (lihat Gambar 2), dengan respons yang meningkat pada 20 dB per dekade pada frekuensi rendah hingga mencapai output puncak pada 1 Hz. Pada frekuensi yang lebih tinggi, responsnya turun pada 20 dB per dekade. Setiap sensor piroelektrik dirancang untuk beroperasi pada rentang frekuensi tertentu. Teknik manufaktur dapat menggerakkan output puncak rata-rata pada 1 Hz sedikit, menggeser tingkat respons target sensor (puncak dalam pita sandi) agar tidak bertepatan dengan frekuensi kebisingan. Detektor luar ruangan yang khas, misalnya, merespons objek yang bergerak antara 0,2 dan 5 m / s. Perhatikan bahwa karakteristik respons listrik tidak terkait dengan sensitivitas spektral sensor.

Grafik Respon Sensor PIR

    ·   Sensor Infrared (IR)

Konfigurasi Pin
            LED IR atau LED Inframerah memiliki polaritas yaitu memiliki pin positif dan negatif. Pin yang panjang adalah pin positif (anoda) dan pin yang pendek adalah pin negatif (katoda) seperti yang ditunjukkan pada pinout LED IR di atas .
Spesifikasi teknis
·       Arus maju (IF) adalah 100mA (kondisi normal) dan 300mA (maks.)
·       1.5A arus lonjakan maju
·       1.24v hingga 1.4v tegangan maju
·       Suhu untuk penyimpanan dan pengoperasian bervariasi dari -40 hingga 100 ℃
·       Suhu Solder tidak boleh melebihi 260 ℃
·       Pembuangan Daya 150mW pada 25 ℃ (suhu udara bebas) atau lebih rendah
·       Bandwidth spektral 45nm
·       Sudut pandang adalah 30 hingga 40 derajat
fitur
·       Keandalan Tinggi
·       Intensitas pancaran yang berlebihan
·       Tegangan maju rendah
·       Memiliki jarak lead 2.54mm
·       Panjang gelombang maksimum adalah 940nm
·       Pb gratis
·       Bersertifikat RoHS
·       Mudah digunakan dengan papan tempat memotong roti atau papan perf
            Sebuah LED IR adalah LED yang dirancang khusus yang mentransmisikan sinar inframerah. Sinar ini tidak dapat dilihat oleh mata manusia karena tidak berada dalam kisaran spektrum radiasi elektromagnetik manusia yang terlihat. Kita hanya bisa melihat sinar cahaya dari ungu ke merah yang panjang gelombangnya bergerak dari 380 (cahaya ungu) ke 750nm (lampu merah).
            LED IR memiliki aspek yang sama dengan LED normal. IR LED adalah singkatan dari "Infrared Light Emitting Diode", mereka memungkinkan untuk memancarkan cahaya dengan panjang gelombang hingga 940nm, yang merupakan jangkauan spektrum radiasi elektromagnetik inframerah. Rentang panjang gelombang bervariasi dari 760nm hingga 1mm. Ini sebagian besar digunakan di remotecontrol TV, kamera, dan berbagai jenis instrumen elektronik. Bahan semikonduktor yang digunakan untuk membuat LED ini adalah gallium arsenide atau aluminium arsenide. Banyak digunakan pada sensor IR karena merupakan kombinasi dari penerima IR dan pemancar IR (IR LED).

Grafik respon jarak

Grafik Analog Output terhadap nilai jarak

·        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.

Komponen output 

  • 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

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 :


Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :


Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

 

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n



Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

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 Op-amp LF351

  1.    Fitur utama Op-amp LF351 termasuk yang berikut ini.

  2.        Pemanfaatan daya rendah

  3.        Keamanan konsleting output day

  4.        Tingkat perubahan tegangan tinggi -16 V/us

  5.        Arus offset rendah & bias input

  6.        Proses bebas latch-up

o   Spesifikasi Op-amp LF351


  1.      Supply tegangan ± 18V

  2.      Diferensial tegangan input daya: ± 30V

  3.      Kisaran supply input daya adalah ± 15V

  4.      Timbal suhu 260℃

  5.      Suhu persimpangan adalah 115℃

  6.      Tegangan Offset input daya adalah 5mV

  7.     Pemborosan daya adalah 670mW

  8.         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)


Output LF351


    ·       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

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


·       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.

·       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.


·       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 : 

·       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.

o   ·       Push Button Switch (Saklar Tombol Dorong)

Push Button Switch dalam bahasa Indonesia dapat diterjemahkan menjadi saklar tombol dorong adalah jenis saklar dua posisi yang dapat menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan memutuskan hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.




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 PIR dan sensor Infrared

8.     Atur masukkan dari sensor agar dapat menghidupkan motor



5. Rangkaian[kembali]



Kondisi OFF

Kondisi ON



6. Prinsip Kerja [kembali]

Disini digunakan dua sensor yakninya sensor IR dan sensor PIR

Pada rangkaian sensor PIR digunakan  LM393 sebagai komparator yang nantinya dapat membuat kondisi yang sesuai dengan kita inginkan. potensiometer yang terhubung pada bagian V input pada komprator merupakan pengatur sensitivitas pada sensor sehingga dapat diatur pada jarak berapa sensor akan diproses inputannya sehingga keluaran dari komparator tersebut bernilai 5V. kemudian keluaran dari komparator diteruskan ke transistor NPN sehingga akan mengaktifkan transistor tersebut dan motor (pompa) pun berjalan 

Selanjutnya rangkaian sensor IR. sensor ini menggunakan ADC0804 untuk mengubah tegangan analog yang dihasilkannya menjadi digital, kemudian masuk kembali ke DAC0808.keluaran dari DAC0808 akan dinaikkan dengan menggunakan op-amp LF351 sehingga tegangan outputnya dapat diproses.setelah dinaikkan tegangan teresbut akan masuk ke komparator yang nantinya dapat memenuhi kondisi yang dinginkan. potensiometer pada kaki Vref merupakan pengatur sensitivitas sensor sehingga dapat menyesuaikan dengan jarak yang dinginkan. kemudian output dari komparator tersebut digunakan untuk mengaktifkan transistor NPN yang digunakan untuk menghidupkan motor(pompa).

7. Video Simulasi[kembali]


















Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)

Mata Kuliah Sensor Kelas B Oleh :   Sadid Mandra Suwandi 1710952009 Dosen Pengampu :   Dr. Ir. Darwison, M.T.  Referensi : a. Boylestad, Rob...

  • (tanpa judul)
    Pratikum Mikroprocessor dan Mikrokontroler Kelas A Oleh :   Sadid Mandra Suwandi 1710952009 Dosen Pengampu :   Dr. Ir. D...
  • (tanpa judul)
    Mata Kuliah Sensor Kelas B Oleh :   Sadid Mandra Suwandi 1710952009 Dosen Pengampu :   Dr. Ir. Darwison, M.T.  Referensi : a. Boylestad, Rob...