a. Untuk mengetahui apa itu sensor infrared dan sensor magnetik
b. Untuk mengetahui bagaimana prinsip kerja dari sensor infrared dan magnetikc. Untuk mempelajari aplikasi dari sensor infrared dan magnetikd. Untuk mempelajari simulasi rangkaian sensor infrared dan magnetik menggunakan aplikasi proteus.
Alat :
Terminals : Ground dan power
Bahan/Komponen :
- Resistor
- Transistor unipolar/IRF520
- Sensor magnetik
- Sensor Infrared
- Led-green
- Motor
- Relay
- Baterai
- Diode
Spesifikasi Sensor :
|
Fitur |
Spesifikasi |
|
Nama |
Sensor Infrared Proximity |
|
Tipe |
Module Sensor |
|
Banyak Pin |
3 Pin |
|
Tegangan Masukan |
3-5 Volt |
|
Konsumsi Arus |
23 mA saat 3.0V dan 43 mA saat 5.0V |
|
Jarak pembacaan |
2 - 30 cm (diatur
dengan potensiometer) |
|
Keluaran Sensor |
Digital LOW |
|
Lampu LED indikator |
Ada |
Sensor
Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya
infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared
sebagai pemancar dan fototransistor sebagai penerima cahaya infra merah. Led
infrared sebagai pemancar cahaya infra merah merupakan singkatan dari Light
Emitting Diode Infrared yang terbuat dari bahan Galium Arsenida (GaAs) dapat
memancarkan cahaya infra merah dan radiasi panas saat diberi energi listrik.
(M. Aksin. 2013) Proses pemancaran cahaya akibat adanya energi listrik yang
diberikan terhadap suatu bahan disebut dengan sifat elektroluminesensi.
(Sutrisno. 1987). Gambar led infrared dapat dilihat pada gambar
Di sini kami mengetahui bahwa sinar infrared merupakan
sinar yang tidak dapat di lihat. Panjang gelombangnya sendiri yaitu 700 nm dan
1 mm. Sehingga disini saya ingin membuktikan bahwa sinar infrared dapat
dijadikan alat lacak atau biasa disebut sensor. dengan panjang gelombang dan
frequensi yang diketahui, sensor infrared diharapkan mampu dijadikan sebagai
alat pendeteksi benda yang dapat membuka sebuah pintu secara otomatis.
Infrared atau yang lazim dikenal dengan infra merah
merupakan sinar elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang lebih dari
cahaya yang terlihat, yakni antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infrared adalah
cahaya yang tidak terlihat atau tak tertangkap mata. Apabila dilihat dengan
menggunakan spektroskop cahaya maka radiasi dari sinar infrared akan terlihat
pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang yang berada di atas
panjang gelombang cahaya merah.
Dengan
adanya panjang gelombang ini menyebabkan sinar infrared tidak tertangkap mata,
tetapi radiasi dari panas yang ditimbulkan masih dapat terdeteksi.
Tabel
SENSOR MAGNETIC REED SWITCH
Spesifikasi: -
Jenis reed : Normally Open - Tegangan kerja : 3.3-5v - Output : digital (0 dan
1) - Ukuran kecil : 3.2x1.4cm - Comparator : wide voltage LM393 - Lobang baut :
tersedia Koneksi Pin: - Sensor : Arduino - GND : GND - VCC : +5v - DO :
Digital Pin 3
Sensor Magnet adalah Alat yang akan terpengaruh Medan Magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran, seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet disekitarnya.
Sensor magnetic red switch merupakan sensor elektrik yang dioperasikan
dengan memanfaatkan medan magnet sebagai pengubah kondisinya. Atau secara
ringkas disebut sensor magnet karena akan aktif jika terkena lempengan magnet.
- Medan Magnet
Dalam ilmu fisika, sebuah medan magnet adalah suatu medan yang terbentu
diakibatkan oleh adanya pergerakan arus listrik yang menyebabkan munculnya gaya
di muatan listrik yang bergerak lainnya. Medan magnet adalah muatan yang
besifat muatan vector. Pada sebuah medan magnet , maka sebuah gaya akan
diberikan pada partikel-partikel electron bergerak yang dekat dengannya.
Sehingga menyebabkan kekuatan medan agnet berbeda-beda tergantung pada lokasi
(jarak).
Medan magnet terurai menjadi dua symbol menurut
kaidah “International systems of
units”. Yakni B dan H. Dalam
pemakaiannya B menggunakan satuan tesla atau newton sebagai satuan,
sementara H menggunakan ampere/meter. Cara kerja medan magnet dapat
diuraikan sebagai berikut:
Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa, medan magnet menggunakan
prinsip tangan kanan untuk menentukan hubungan antara arah arus(I), besaran
medan (B) dan jarak (P). Semakin jauh jarak terhadap kawat maka akan semakin
kecil besar medannya.
Berdasarkan rumusan matematik biot savart, maka untuk menghitung besaran medan magnet digunakan
B=µ0.I.N/2π.a
Dimana:
B : Medan magnet (T)
Π0 : Permeabilitas ruang hampa
N :Jumlah lilitan (n)
I : Arus Listrik (A)
-Medan magnet solenoid
Sesuai judul yakni sensor medan magnet solenoid, maka akan dijelaskan mengenai solenoid itu sendiri.
Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan
, apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet
batang. Kumparan ini disebut dengan
Solenida.Besarnya medan magnet disumbu pusat (titik O) Solenoida dapat dihitung:
B=µ0.I.N/L
Dimana:
B : Besar medan magnet (T)
µ0 : Permeabilitas
I :
Besar arus yang mengalir (A)
N :Banyak lilitan (n)
L :Panjang
Solenoida (M)
Resistor
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. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring
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.
Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :
1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).
Motor
Motor listrik adalah alat untuk mengubah
energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi
sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik
disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan
pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin
cuci, pompa air dan penyedot debu
Dioda
Berdasarkan Fungsi Dioda, Dioda dapat dibagi menjadi beberapa Jenis, diantaranya adalah :
- Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
- Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
- Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
- Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya
- Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali
Baterai
Baterai (Battery)
adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi
energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir
semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter,
ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan
adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan
perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam
kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai
yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi
ulang (Rechargeable).
Baterai dalam sistem PV mengalami berulang kali siklus pengisian dan
pengosongan selama umur pakainya. Siklus hidup (cycle life) baterai
adalah banyaknya pengisian dan pengosongan hingga kapasitas baterai turun
(melemah) dan tersisa 80% dari kapasitas nominalnya. Pabrik baterai biasanya
mencantumkan siklus hidup pada spesifikasi teknis baterai. Mencantumkan satu
nilai siklus hidup (cycle life) sebenarnya terlalu menyederhanakan
informasi, karena siklus hidup baterai juga tergantung pada suhu baterai.
Dari grafik di atas, terlihat pada suhu operasional baterai yang lebih
rendah, siklus hidup baterai lebih lama. Siklus hidup baterai juga tergantung
dari DoD, artinya baterai yang dikosongkan hanya 50% dari kapasitasnya, berumur
lebih lama jika dikosongkan hingga 80%, namun membuat sistem menjadi lebih
mahal, karena membutuhkan kapasitas baterai lebih besar untuk mengakomodasi
kebutuhan yang sama.
Jika pada suhu
operasional lebih rendah, umur baterai lebih lama, namun ada efek negatif
berkaitan dengan kapasitas baterai. Pada suhu yang lebih rendah,
kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu
yang lebih tinggi, reaksi kimia yang terjadi pada baterai bergerak lebih
aktif/cepat, sehingga kapasitas baterai cenderung lebih tinggi.
Terkadang, pada suhu yang lebih tinggi, kapasitas baterai justru dapat lebih besar dari angka nominalnya, meskipun pada suhu tinggi, elemen baterai terlalu aktif, juga berakibat buruk pada kesehatan baterai.
Transistor Unipolar
Transistor FET (Field Effect Transistor), dalam hal ini JFET (Junction Field Effect Transistor) adalah transistor yang bekerja dengan memanfaatkan efek kejadian dalam medan listrik.
Transistor FET mempunyai tiga elektroda, yaitu : Gate (G) atau pintu,
Drain (D) atau cerat, dan Source (S) atau sumber. Ada dua jenis FET, yaitu
type-N (kanal N) dan type-P (kanal P).
Jika pada transistor bi-polar (Junction Transistor) jalan masukannya
yaitu basis diberi tegangan muka maju terhadap emitor, maka pada JFET jalan
masukannya (gate) diberi tegangan muka terbalik terhadap source.
Medan
listrik yang terjangkit di sekitar jalur-jalur silikon (jalur P atau jalur N)
adalah karena pemberian tegangan muka terbalik di antara G dan S (VGS). Medan
listrik akan semakin besar apabila tegangan terbalik di antara G – S (VGS)
semakin besar, namun ini justeru berefek semakin mengecilnya arus yang mengalir
pada D atau S (IDS).
Apabila VGS dikecilkan, maka IDS akan bertambah besar. Jadi, perubahan-perubahan tegangan terbalik yang terjadi di antara G – S akan mempengaruhi perubahan-perubahan arus IDS. Dengan cara sedemikianlah transistor FET dimanfaatkan, baik sebagai penguat ataupun yang lainnya.
 |
| a) rangkaian bias melambangkan karakteristik JFET b) karakteristik arus drain terhadap tegangan VDS Rumus resistansi input transistor JFET |
Buzzer
Spesifikasi :
•
Rated
Voltage : 6V DC
•
Operating
Voltage : 4 to 8V DC
•
Rated
Current* : ≤30mA
•
Sound
Output at 10cm* : ≥85dB
•
Resonant
Frequency : 2300 ±300Hz
•
Tone
: Continuous
•
Operating
Temperature : -25°C to +80°C
•
Storage
Temperature : -30°C to +85°C
•
Weight
: 2g
Konfigurasi Pin :
•
Pin
1 : Positive
•
Pin
2 : Negative
Buzzer Listrik adalah
sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer
yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian
anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan
perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan
adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer
Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih
ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya.
Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan
Beeper.
Saat kedua sensor tidak mendeteksi adanya
barang yang mengandung medan magnet
Saat
sensor infrared tidak mendeteksi adanya barang yang datang (berlogika 0), maka
tidak ada arus yang mengalir ke base transistor sehingga transistor off.
Akibatnya tidak ada arus yang mengalir dari power suplai ke kolektor
transistor, terus ke emitor transistor terus ke resistor terus led dan ground
sehingga led tidak menyala.
Saat sensor infrared mendeteksi adanya
barang yang datang dan sensor medan magnet mendeteksi adanya medan magnet yang
kuat pada barang
Saat
sensor infrared berlogika 1, maka output sensor akan menghasilkan tegangan.
Tegangan tersebut diumpankan ke resistor, lalu ke kaki base transistor sehingga
transistor menyala. Akibatnya ada arus yang mengalir dari power suplay ke kaki
kolektor transistor terus ke kaki emitor transistor terus ke resistor terus ke
led lalu ke ground sehingga led menyala.
Saat
sensor medan magnet berlogika 1, maka output sensor akan menghasilkan tegangan.
Tegangan tersebut diumpankan ke resistor lalu ke kaki base transistor. Hal ini
membuat transistor bersifat on sehingga ada arus yang mengalir dari power
suplay ke relay, terus ke kaki kolektor transistor lalu ke kaki emitro
transistor terus ke ground. Akibatnya switch pada relay berpindah ke kiri yang
membuat ekskalator barang (motor) mati dan buzzer berbunyi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar