UAS Kelompok.

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

A. Prosedur Percobaan 
B. Rangkaian Simulasi
C. Video
D. Download

 

Garasi Pintar Menggunakan Sensor IR dan LDR 

 

  1. Tujuan[kembali]

• Untuk mengetahui sensor infrared dan sensor LDR. 
• Untuk memahami prinsip sensor infrared dan sensor LDR. 
• Mengaplikasikan sensor infrared dan sensor LDR sebagai kontrol garasi otomatis.

2. Alat dan Bahan[kembali]

a) Alat  

1. Voltmeter

 

Alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik.

b) Bahan

1) Sensor IR

 

Spesifikasi :

 

2) Sensor LDR

 

      

       Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :

• Tegangan maksimum (DC): 150V
• Konsumsi arus maksimum: 100mW
• Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
• Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
• Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
• Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

       LDR (Light Dependent Resistor) adalah resistor yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.

Konfigurasi Pin:

Pin 1 : Electrical contact

Pin 2 : Electrical contact

Catatan : Sensor ini sama seperti resistor sehingga peletakkan pinout pada rangkaian tidak bermasalah jika terbalik 

Grafik Respon:

Spesifikasi:

 

3) Resistor

 

Grafik Respon:

 

 

Spesifikasi:

 

 

 4) Potensiometer

Konfigurasi Pin:

 

 

Spesifikasi:

Grafik Respon:

5) Transistor NPN

 

• Type - NPN
• Collector-Emitter Voltage: 35 V
• Collector-Base Voltage: 35 V
• Emitter-Base Voltage: 5 V
• Collector Current: 2.5 A
• Collector Dissipation - 10 W
• DC Current Gain (hfe) - 100 to 200
• Transition Frequency - 160 MHz
• Operating and Storage Junction Temperature Range -55 to +150 °C
• Package - TO-126

Grafik Respon:

6) IC Op-Amp LM324

 

 

7) Motor

Konfigurasi pin

 

Pin 1 : Terminal 1

Pin 2 : Terminal 2

 

Spesifikasi Motor DC

 

 

8) Lampu

 

 

9) Baterai

 

 

       Tegangan input: 4.5-5.5V Tegangan stop cas penuh: 4.2V Arus cas maximum: 1000mA / 1A (adjustable) Output: Bat+ and Bat- (tidak boleh terbalik).

 

10) Relay

       Relay adalah alat yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang lebih besar dengan menggunakan sistem pengendali dengan arus listrik kecil.

Spesifikasi:

                

Konfigurasi pin :

Grafik Respon:

11) Buzzer

 

Konfigurasi Pin:

 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

12) Logic State

 

 

3. Dasar Teori[kembali]

1) Sensor IR

 

 

       Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier). Bentuk dan Konfigurasi Pin IR Detector Photomodules TSOP.

 

 

       Konfigurasi pin infra red (IR) receiver atau penerima infra merah tipe TSOP adalah output (Out), Vs (VCC +5 volt DC), dan Ground (GND). Sensor penerima inframerah TSOP ( TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules ) memiliki fitur-fitur utama yaitu fotodiode dan penguat dalam satu chip, keluaran aktif rendah, konsumsi daya rendah, dan mendukung logika TTL dan CMOS. Detektor infra merah atau sensor inframerah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) adalah penerima inframerah yang telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz, sehingga penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 dan 1. Jika detektor inframerah (TSOP) menerima frekuensi carrier tersebut, maka pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut, maka keluaran detektor inframerah (TSOP) akan berlogika 1.

 

      

       Dari grafik dapat disimpilkan bahwa semakin jauh jarak benda maka semakin kecil output nya, dan begitu juga sebaliknya.

 

      

       Dari grafik dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi intensitass cahaya maka semakin rendah nilai resistansi dan sebaliknya.

 

2) Sensor LDR

      

       LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenainya. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Nilai resistansi dari LDR bergantung pada intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya (siang hari) yang mengenainya, maka semakin kecil nilai resistansinya. Sebaliknya semakin rendah intensitas cahaya (malam hari) yang mengenainya, maka semakin besar nilai resistansinya.

 

       Secara umum, sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm saat intensitas cahaya rendah (malam hari) dan akan menurun menjadi 500 Ohm saat intensitas cahaya tinggi (siang hari).Umumnya sensor LDR digunakan pada rangkaian lampu otomatis pada rumah, taman, dan jalan raya.

 

       Karakteristik sensor LDR

1. Laju Recovery

                        Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.

 

2. Respon Spektral

                        Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantaryang baik.

 

       Karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut:

• Tegangan maksimum (DC): 150V
• Konsumsi arus maksimum: 100mW
• Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
• Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
• Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
• Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

 

 

3) Resistor

       Resistor merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam sebuah sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor berfungsi sebagai resistansi/ hambatan yang mampu mengatur atau mengendalikan tegangan dan arus listrik rangkaian. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm :

 

 

Penjelasan pita sensor

 

 

4) Potensiometer

 

Berfungsi untuk mengatur besar tahan sesuai keperluan.

 

5) Transistor NPN

 

 

       NPN artinya tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negatif dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari kaki emitor ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor diberikan arus positif pada basisnya.

 

• Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
• Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
• Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

 

6) IC Op-Amp LM324

 

Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.

 

Karakteristik IC OpAmp

• Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
• Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
• Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
• Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
• Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

 

Bentuk gelombang :

 

 

7) Motor

  

       Motor Listrik atau Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). 

 

8) Lampu

 

Lampu adalah sebuah peranti yang memproduksi cahaya ketika mendapatkan arus.

 

9) Baterai

 

  

Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan DC.

 

10) Relay

 

  

     Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

 

11) Buzzer

 

  

       Buzzer adalah perangkat elektronika yang terbuat dari elemen piezoceramics pada suatu diafragma yang mengubah getaran/vibrasimenjadigelombang suara. Buzzer menggunakan resonansi untukmemperkuatintensitas suara. Buzzer atau beeper memiliki 2tipe :Resonator sederhana yang disuplai sumber AC dan melibatkan transistorsebagai micro-oscillator yang membutuhkan sumber DC.

 

12) Logic State

 

  

     Logic State adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik.

 

13) DC Voltmeter

 

     Sebuah voltmeter DC mengukur beda potensial antara dua titik dalam sebuah rangkaian DC kemudian dihubungkan paralel dengan sebuah sumber tegangan atau komponen rangkaian.

4. Percobaan[kembali]

A. Prosedur Percobaan[kembali]

 

• Pahami datasheet setiap komponen/bahan sebelum membuat rangkaian.
• Persiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
• Buatlah rangkaian seperti yang ada pada gambar rangkaian simulasi.
• Tambahkan DC Voltmeter untuk mengetahui besar tegangan.
• Cobalah mensimulasikan rangkaian yang dibuat hingga rangkaian tersebut bisa berjalan tanpa error.

B. Rangkaian Simulasi[kembali]

 

Prinsip Kerja

       Ketika sensor menerima pantulan cahaya infrared (dari mobil) atau sensor berlogika 1, maka akan ada tegangan keluar dari sensor sebesar 5 volt dan arus akan mengalir ke kaki non inverting U1 (LM324) dan kaki inverting U2 (LM324). Disini IC LM324 berfungsi sebagai komparator. Karena Vin dari besar dari pada Vref  di U1, maka  tegangan output U1 akan sebesar +Vcc Sedangkan di U1 karena Vin dari kecil dari pada Vref  di U2, maka  tegangan output U2 akan sebesar -Vcc. Tegangan Output yang dihasilkan U1 akan membuat arus mengalir ke R1 dan D1 menyala. Arus juga akan mengalir ke R3 dan R6 sehingga  menakibatkan Q1 dan Q4 aktif. Aktifnya Q1 dan Q4 menyababkan motor menjadi berputar searah jarum jam yang ditandakan dengan berbunyi nya buzzer dan mobil pun masuk ke dalam garasi.

 

       Namun ketika sensor  tidak menerima pantulan cahaya infrared atau sensor berlogika 0, maka tiadak akan ada tegangan keluar dari sensor dan arus tidak akan mengalir ke kaki non inverting U1 (LM324).Ketika mobil sudah masuk ke dalam garasi dan si pemilik mobil menghidupkan lampu garasi , maka  resistansi dari LDR anak kecil dan menyebabkan ada arus mengalir ke kaki non inverting LM324. Disini IC LM324 juga berfungsi sebagai detektor. Karena Vref dari besar dari pada Vin  di U1, maka  tegangan output U1 akan sebesar -Vcc Sedangkan di U2 karena Vref dari kecil dari pada Vin  di U2, maka  tegangan output U2 akan sebesar +Vcc. Tegangan Output yang dihasilkan U2 akan membuat arus mengalir ke R2 dan D2 menyala. Arus juga akan mengalir ke R5 dan R4 sehingga  menakibatkan Q2 dan Q3 aktif. Aktifnya Q1 dan Q4 menyababkan motor menjadi berputar berlawanan arah jarum jam ( garasi tertutup) .

C. Video[kembali]

D. Download[kembali]

• Materi >> klik disini
• HTML >> klik disini
• Rangkaian >> klik disini
• Video >> klik disini
• Datasheet Sensor IR >> klik disini
• Datasheet Sensor LDR>> klik disini
• Datasheet Relay >> klik disini
• Datasheet Resistor >> klik disini
• Datasheet Transistor NPN >> klik disini
• Datasheet Lampu>> klik disini
• Datasheet Op-Amp LM324>> klik disini
• Datasheet Potensiometer  >> klik disini
• Library Sensor IR >> klik disini
• Datasheet Batterai  >> klik disini
• Datasheet Motor DC >> klik disini
•  Datasheet Buzzer >> klik disini