Sensor PIR dan LDR-Lampu dan Pintu Otomatis
1. Dapat mensimulasikan rangkaian gabungan sensor PIR dan LDR.
2. Dapat mengetahui grafik respon sensor PIR dan LDR.
3. Dapat mengetahui prinsip kerja dan kegunaan setiap komponen sensor PIR dan LDR.
a) Alat
1. Voltmeter
Alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik.
2. Alternator AC
Konfigurasi pin:
Spesifikasi:
Grafik Respon:
3. Motor DC
Motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Digunakan sebagai output dari rangkaian.
Konfigurasi pin:
Pin 1 : Terminal 1
Pin 2 : Terminal 2
Spesifikasi:
b) Bahan
1. Resistor
Grafik Respon:
Spesifikasi:
2. Sensor PIR
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Redmerupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object.
Konfigurasi Pin:
Spesifikasi:
Grafik Respon:
3. Sensor LDR
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:
4. 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.
Konfigurasi Pin:
Spesifikasi:
- 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:
5. 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:
6. Diode
Dioda (Diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan digunakan untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
Grafik Respon:
Spesifikasi:
7. Lampu
Lampu adalah sebuah peranti yang memproduksi cahaya ketika mendapatkan arus.
- Input Voltage : DC 12 Volt - Power Consumption : 7 watt - Luminous efficiency ; 100 lumen/w
8. Op-Amp
Operasional amplifier atau yang lebih sering disebut op amp merupakan suatu komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai penguat atau amplifier multiguna yang diwujudkan dalam sebuah IC op amp.
Konfigurasi pin
1. Pin1 & Pin5 (Offset N1 & N2) : Pin untuk mengatur tegangan offset jika perlu
2. Pin2 (IN-) : Pin inverting dari Op Amp
3. Pin3 (IN +) : Pin Non inverting Op Amp
4. Pin4 (Vcc-) : Pin ini terhubung ke ground jika tidak rel negatif
5. Pin6 (Output) : Output daya pin Op-amp
6. Pin7 (Vcc +) : Pin ini terhubung ke + ve rail dari supply tegangan
7. Pin8 (NC) : Tidak ada koneksi
Spesifikasi bahan
1. Resistor
2. Sensor PIR
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
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.
Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
1. Fresnel Lens
Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.
2. IR Filter
IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.
3. Pyroelectric Sensor
Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
4. Amplifier
Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
5. Komparator
Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.
Diagram block PIR
3. Sensor LDR
LDR adalah fotokonduktivitas, yang tidak lain adalah fenomena optik. Ketika cahaya diserap oleh material maka konduktivitas material berkurang. Ketika cahaya jatuh ke LDR, maka elektron di pita valensi material tertarik ke pita konduksi. Tetapi, foton dalam cahaya datang harus memiliki energi yang lebih tinggi daripada celah pita material untuk membuat elektron melompat dari satu pita ke pita lain (kelambu ke konduksi)
Grafik Respon Sensor LDR dan PIR
1. LDR
Dari grafik dapat disimpulkan bahwa besarnya hambatan atau resistansi dari sensor ldr dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang diberikan, dan dapat dilihat bahwa semakin besar intensitas cahaya maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan begitu sebaliknya.
2. PIR
a. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan
a. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan
Pada grafik tersebut ; (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda ; (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan ; (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR, namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.
b. Respon terhadap suhu
Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR.
4. Battery
Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan DC.
5. Lamp
Lamp adalah sebuah peranti yang memproduksi cahaya ketika mendapatkan arus.
6. Motor
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).
7. Relay
Relay digunakan sebagai switch ketika air penuh. Prinsip dari relay yaitu ketika arus mengalir ke relay maka relay terhubung, sedangkan ketika arus tidak ada, maka relay akan terputus.
Prosedur Percobaannya adalah sebagai berikut
1. Buka Aplikasi Proteus
2. Pilih komponen sesuai alat dan bahan yang diatas dan jangan lupa untuk menambahkan
DC Voltmeter untuk mengetahui besar tegangan yang melalui suatu titik.
3. Rangkai setiap komponen menjadi komponen yang diinginkan
4. Ubah spesifikasi sesuai kebutuhan
5. Jalankan Rangkaian
B. Rangkaian Simulasi[kembali]
Pada rangkaian ini, LDR dan R1 sebagai pembagi tegangan serta Motor DC sebagai pintu yang akan otomatis bergerak ketika PIR mendeteksi adanya infrared.
Saat LDR mendapakan cahaya maka hambatan pada LDR semakin besar, yaitu >1M dan R1 kecil, sehingga tegangan dari baterai menjadi sangat kecil dan arusnya tidak dapat mengalir ke kaki basis Transistor Q1 dan Transistor Q2 dan kemudian tidak dapat mengaktifkan relay RL1 karena tidak ada arus atau tegangan yang lebih kecil dari yang diperlukan.
Saat LDR tidak mendapatkan cahaya maka hambatannya menjadi kecil <100k sehingga tegangan dari baterai menjadi tidak banyak berkurang dan arusnya dapat mengalir ke kaki basis Transistor Q1 dan arus dari baterai dapat mengalir ke kaki kolektor Transistor Q1 yang kemudian arus dapat mengalir dari kaki emitor Transistor Q1 dan kemudian arus mengalir ke kaki basis Transistor Q2. Karena terdapat arus pada kaki basis Transistor Q2, maka arus dari baterai akan mengalir ke kaki kolektor Transistor Q2 dan arus keluar dari kaki emitor Transistor Q2. Arus ketika menuju kaki kolektor Transistor Q2 terlebih dahulu melewati relay sehingga mengaktifkan relay RL1.
Disisi lain, ketika sensor PIR berlogika 0, maka tidak akan ada tegangan yang dioutputkan dan arus tidak akan mengalir ke relay RL2 untuk diaktifkan. Sedangkan ketika sensor PIR berlogika 1, maka akan ada tegangan yang dioutputkan dan arus akan mengalir ke op-amp (Non-Inverting) dan tegangan akan diperkuat sehingga dapat menggerakkan Motor DC dan mengaktifkan relay RL2.
Hubungan antara RL1 dan RL2 :
Disisi lain, ketika sensor PIR berlogika 0, maka tidak akan ada tegangan yang dioutputkan dan arus tidak akan mengalir ke relay RL2 untuk diaktifkan. Sedangkan ketika sensor PIR berlogika 1, maka akan ada tegangan yang dioutputkan dan arus akan mengalir ke op-amp (Non-Inverting) dan tegangan akan diperkuat sehingga dapat menggerakkan Motor DC dan mengaktifkan relay RL2.
Hubungan antara RL1 dan RL2 :
C. Video[kembali]
D. Dowmload[kembali]
Materi >> klik disiniHTML >> klik disini
Video rangkaian >> klik disini
Rangkaian >> klik disini
Datasheet resistor >> klik disini
Datasheet sensor PIR >> klik disini
Datasheet sensor LDR >> klik disini
Datasheet Op-Amp LF347 >> klik disini
Datasheet transistor NPN BC547 >> klik disini
Datasheet Alternator >> klik disini
Datasheet Motor DC >> klik disini
Datasheet Relay >> klik disini
Datasheet Diode >> klik disini
PIR Sensor Library >> klik disini
PIR Sensor Library >> klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar