Tugas 1 Sensor Termal (Pengatur Suhu Air Conditioner)

 [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI 

1. Tujuan 

2. Alat dan Bahan

3. Landasan Teori

4. Prosedur Percobaan

5. Rangkaian

6. Prinsip Kerja Alat

7. Video Simulasi

8. Link Download

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 9 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

    ·   Sensor Thermistor NTC

Spesifikasi :

1. Resistensi pada 25 derajat C: 10K + - 1%

2. Nilai-B (konstanta material) = 3950 + - 1%

3. Faktor disipasi (tingkat kehilangan energi dari mode osilasi) δ th = (di udara) kira-kira                 7,5mW / K

4. Konstanta waktu pendinginan termal <= (di udara) 20 detik

5. Kisaran suhu termistor -55 ° C hingga 125 ° C

 

1. Resistensi Daya-Nol dari Termistor: (R)

Titik referensi yang nyaman untuk termistor yang disediakan oleh resistansi adalah pada 25 ° C (pada dasarnya pada suhu kamar). Rumus yang digunakan untuk menentukan resistansi termistor:

                                                               R = R0 expB (1 / T-1 / T0)

Dimana, R = Resistensi pada suhu lingkungan T (K)

             R0 = Resistensi dalam suhu lingkungan T0 (K)

             B = Konstanta material

2. Konstanta Material: (B)

Konstanta material B mengontrol kemiringan karakteristik RT seperti yang ditunjukkan pada gambar. Nilai B bervariasi menurut suhu dan ditentukan antara dua suhu 25 ° C dan 85 ° C dengan rumus:

B25 / 85 = ln (R 85 / R 25 ) / (1 / T - 1 / T 0 )

B 25/85 adalah nilai yang digunakan untuk membandingkan dan mengkarakterisasi keramik yang berbeda. Toleransi pada nilai ini disebabkan oleh komposisi material

3. Koefisien suhu Resistensi: ( α )

Nilai ini menunjukkan kepekaan suatu sensor menurut perubahan suhu. Ini didefinisikan sebagai:

                                       α = ∆ B / T 2

Rumus tersebut menyatakan bahwa toleransi relatif pada α sama dengan toleransi relatif pada nilai B.

 

4. Konstanta Waktu Termal

Ini adalah periode waktu di mana suhu termistor akan berubah dengan cepat 63,2% perbedaan suhu (T 0 ) dari suhu lingkungan (T 1 ).

5. Konstanta Disipasi Termal

Besarnya daya listrik P (mW) yang dikonsumsi pada T1 (suhu lingkungan) dan T2 (suhu thermistor naik), dengan rumus sebagai berikut:

                                       P = C (T2-T1)

Di mana, C adalah konstanta disipasi termal.

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 :

R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

Dimana :

Rtotal = Total Nilai Resistor

R₁ = Resistor ke-1

R₂ = Resistor ke-2

R₃ = Resistor ke-3

R_n = Resistor ke-n

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n

Dimana :

R_total = Total Nilai Resistor

R₁ = Resistor ke-1

R₂ = Resistor ke-2

R₃ = Resistor ke-3

R_n = 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

·       Thermistor NTC

Thermistor adalah salah satu jenis Resistor yang nilai resistansi atau nilai hambatannya dipengaruhi oleh Suhu (Temperature). Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) dan Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient).

 Nilai Resistansi Thermistor NTC akan turun jika suhu di sekitar Thermistor NTC tersebut tinggi (berbanding terbalik / Negatif). Sedangkan untuk Thermistor PTC, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula nilai resistansinya (berbanding lurus / Positif).

·       Simbol dan Gambar Thermistor NTC

Berikut ini adalah Simbol dan Gambar Komponen Thermistor NTC :

Contoh perubahaan Nilai Resistansi Thermistor NTC saat terjadinya perubahan suhu disekitarnya (dikutip dari Data Sheet salah satu Produsen Thermistor MURATA Part No. NXFT15XH103), Thermistor NTC tersebut bernilai 10kΩ pada suhu ruangan (25°C), tetapi akan berubah seiring perubahan suhu disekitarnya. Pada -40°C nilai resistansinya akan menjadi 197.388kΩ, saat kondisi suhu di 0°C nilai resistansi NTC akan menurun menjadi 27.445kΩ, pada suhu 100°C akan menjadi 0.976kΩ dan pada suhu 125°C akan menurun menjadi 0.532kΩ. Jika digambarkan, maka Karakteristik Thermistor NTC tersebut adalah seperti dibawah ini :

Pada umumnya Thermistor NTC adalah Komponen Elektronika yang berfungsi sebagai sensor pada rangkaian Elektronika yang berhubungan dengan Suhu (Temperature). Suhu operasional Thermistor berbeda-beda tergantung pada Produsen Thermistor itu sendiri, tetapi pada umumnya berkisar diantara -90°C sampai 130°C. Beberapa aplikasi Thermistor NTC di kehidupan kita sehari-hari antara lain sebagai pendeteksi Kebakaran, Sensor suhu di Engine (Mesin) mobil, Sensor untuk memonitor suhu Battery Pack (Kamera, Handphone, Laptop) saat Charging, Sensor untuk memantau suhu Inkubator, Sensor suhu untuk Kulkas, sensor suhu pada Komputer dan lain sebagainya. Thermistor NTC atau Thermistor PTC merupakan komponen Elektronika yang digolongkan sebagai Komponen Transduser, yaitu komponen ataupun perangkat yang dapat mengubah suatu energi ke energi lainnya. Dalam hal ini, Thermistor merupakan komponen yang dapat mengubah energi panas (suhu) menjadi hambatan listrik.

·       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.

    ·      Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

 Bentuk dan Simbol Relay

Prinsip Kerja Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring

Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

• Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
• Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

Arti Pole dan Throw pada Relay

Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :

• Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
• Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)

Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

• Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
• Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
• Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
• Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya.

Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :

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 

5. Rangkaian[kembali]

Kondisi OFF

Kondisi ON

6. Prinsip Kerja  [kembali]

Pertama sensor PIR akan di trigger, output dari PIR terseut akan masuk ke komparator LM393 sehingga dapat diatur sensitivitas sensor dengan mengatur potensiometer pada kaki invertnya, setelah itu Vout dari komparator sebesar 5V akan menghidupkan transistor yang berfungsi untuk menghidupkan LED sekaligus memberikan power kepada sensor thermistor

Thermistor mengubah resistansi didalamnya fungsinya adalah untuk menaikkan tegangan dari sensor tersebut. Dikarnakan thermistor menghasilkan output yang besar (hampir sama dengan power) sehingga dipasang potensiometer atau resistor untuk membagi tegangan tersebut.

Saat tegangan didapat dari thermistor NTC melalui voltage divider td, tegangan yang didapat tersebut akan diteruskan ke ADC0808 fungsinya adalah mengubah tegangan dari themistor tersebut dari analog menajdi digital , kemudian keluaran dr IC tersebut akan diteruskan ke DAC0804. keluaran dari DAC0804 sangat lah kecil sehingga harus menggunakan Op-AMP LF351 untuk menaikkan tegangannya. kemudian akan masuk kembali ke komparator LM353 yang fungsinya untuk membandingkan tegangan sehingga nantinya  dapat membuat situasi yang dapat mengaktifkan base dari transistor NPN. dengan aktifnya transistor tersebut maka akan mengaktifkan relay yang menghubungkan motor dengan baterai.

Suhu pada thermistor mencapai pada suhu yang dapat diset sesuai dengan yang dinginkan. misalnya bila suhu mencapai diatas 30 C maka motor akan menyala dan dibawah itu, motor akan mati.

7. Video Simulasi[kembali]

8. Link Download[kembali]

1. Datasheet DAC0808
2. Datasheet LM393
3. Datasheet LF351
4. Datasheet ADC0804
5. Datasheet Thermistor NTC
6. Datasheet PIR
7. Library PIR
8. Video Simulasi
9. Rangkaian Proteus