Membuka Pintu Otomatis Menggunakan Sensor Sentuh
HALAMAN 1057
1. Tujuan [kembali]
- Sensor untuk membuka pintu secara otomatis
- Untuk menjelaskan rangkakaian aplikasi
- Untuk memahami sensor sentuh
2. Alat dan Bahan[kembali]
A. Alat
- Sensor sentuh (piezoelektrik)
- IC555
- Motor
- Variabel resistor
- Relay
B. Bahan
- Baterai 5v
- Resistor
- Transistor NPN
- Kapasitor
- LED
- Dioda
3. Dasar Teori [kembali]
Komponen dari sensor pembuka pintu otomatis :
1) Baterai 5v, sebagai sumber tegangan
2) Piezoelektrik
Piezoelektrik berasal dari bahasa Yunani yaitu piezo yang artinya tekanan dan elektrik yang berarti listrik. Bahan piezoelektrik adalah suatu bahan yang apabila diberi stress (tekanan) mekanik akan menghasilkan medan listrik sebaliknya apabila medan listrik diterapkan pada bahan piezoelektrik akan terjadi deformasi mekanik (perubahan dimensi bahan). Sifat yang reversibel ini membuat material piezoelektrik dapat berfungsi sebagai transduser dan aktuator (Sharma, 2006).
Di dalam sebuah kristal piezoelektrik, muatan listrik positif dan muatan listrk negatif terpisah namun terdistribusi simetris sehingga kristal keseluruhan secara elektris bersifat netral. Ketika diterapkan stress (tekanan), maka distribusi muatan yang simetris akan terganggu sehingga muatan menjadi tidak simetris lagi, dan muatan yang tidak simetris inilah yang menimbulkan medan listrik Sebaliknya, ketika medan listrik diterapkan pada material piezoelektrik akan terjadi deformasi mekanik yang menyebabkan material berubah dimensi (struktur kristalnya dari kubik menjadi tetragonal atau rhombohedral). Peristiwa ini dikarenakan pada saat medan listrik melewati material, molekul yang terpolarisasi akan menyesuaikan dengan medan listrik, dihasilkan dipole yang terinduksi dengan molekul atau struktur kristal materi. Penyesuaian molekul inimengakibatkan material berubah dimensi.
3) IC 555
susunan dan konfigurasi Kaki IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki.
4) Relay
Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.
SPDT (Single Pole Double Pole)
Relay ini memiliki lima terminal, yaitu dua terminal kumparan atau koil dan tiga terminal saklar (A,B, dan C) yang dapat terhubung dan terputus dengan satu terminal pusat. Jika suatu saat terminal (misal A) terputus dengan terminal pusat (C) maka terminal lain (B) terhubung dengan terminal pusat tersebut (C), demikian juga sebaliknya.
5) Resistor
Fungsi resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Berfungsi untuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika. Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.
6) Variabel Resistor
Fungsi variabel resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Berfungsi untuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika. Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika. Besar tahanan dari variabel resistor dapat di atur sesuai dengan besar resistansi yang dibutuhkan.
7) Transistor NPN
Transistor NPN mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Dan pada NPN, untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Cara kerja NPN adalah ketika tegangan yang mengenai kaki basis, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor. Dan transistor akan berlogika 1 (aktif). Dan apabila arus yang melalui basis berkurang, maka arus yang mengalir pada kolektor ke emitor akan berkurang, hingga titik cutoff. Penurunan ini sangatlah cepat karena perbandingan penguatan yang terjadi antara basis dan kolektor melebihi 200 kali.
1) Baterai 5v, sebagai sumber tegangan
2) Piezoelektrik
Piezoelektrik berasal dari bahasa Yunani yaitu piezo yang artinya tekanan dan elektrik yang berarti listrik. Bahan piezoelektrik adalah suatu bahan yang apabila diberi stress (tekanan) mekanik akan menghasilkan medan listrik sebaliknya apabila medan listrik diterapkan pada bahan piezoelektrik akan terjadi deformasi mekanik (perubahan dimensi bahan). Sifat yang reversibel ini membuat material piezoelektrik dapat berfungsi sebagai transduser dan aktuator (Sharma, 2006).
Di dalam sebuah kristal piezoelektrik, muatan listrik positif dan muatan listrk negatif terpisah namun terdistribusi simetris sehingga kristal keseluruhan secara elektris bersifat netral. Ketika diterapkan stress (tekanan), maka distribusi muatan yang simetris akan terganggu sehingga muatan menjadi tidak simetris lagi, dan muatan yang tidak simetris inilah yang menimbulkan medan listrik Sebaliknya, ketika medan listrik diterapkan pada material piezoelektrik akan terjadi deformasi mekanik yang menyebabkan material berubah dimensi (struktur kristalnya dari kubik menjadi tetragonal atau rhombohedral). Peristiwa ini dikarenakan pada saat medan listrik melewati material, molekul yang terpolarisasi akan menyesuaikan dengan medan listrik, dihasilkan dipole yang terinduksi dengan molekul atau struktur kristal materi. Penyesuaian molekul inimengakibatkan material berubah dimensi.
 |
| Gambar 1. Sensor Piezoelektrik |
3) IC 555
susunan dan konfigurasi Kaki IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki.
- Kaki 1 (GND) : Terminal Ground atau Terminal Negatif sumber tegangan DC.
- Kaki 2 (TRIG) : Terminal Trigger (Pemicu), digunakan untuk memicu Output menjadi “High”, kondisi High akan terjadi apabila level tegangan pada kaki Trigger ini berubah dari High menuju ke <1/3Vcc (Lebih kecil dari 1/3Vcc).
- Kaki 3 (OUT) : Terminal Output (Keluaran) yang memiliki 2 keadaan yaitu “Tinggi/HIgh” dan “Rendah/Low”.
- Kaki 4 (RESET) : Terminal Reset. Apabila kaki 4 digroundkan, Output IC akan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi OFF. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi ON, Kaki 4 biasanya diberikan sinyal “High”.
- Kaki 5 (CONT) : Terminal Control Voltage (Pengatur Tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. Secara default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.
- Kaki 6 (THRES) : Terminal Threshold, digunakan untuk membuat Output menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau Kaki Threshold ini berubah dari Low menuju > 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc).
- Kaki 7 (DISCH) : Terminal Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 adalah “High”. Kaki Discharge ini biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan dari IC555.
- Kaki 8 (Vcc) : Terminal Positif sumber tegangan DC (sekitar 4,5V atau 16V).
 |
| Gambar 2. IC555 |
4) Relay
Relay ini memiliki lima terminal, yaitu dua terminal kumparan atau koil dan tiga terminal saklar (A,B, dan C) yang dapat terhubung dan terputus dengan satu terminal pusat. Jika suatu saat terminal (misal A) terputus dengan terminal pusat (C) maka terminal lain (B) terhubung dengan terminal pusat tersebut (C), demikian juga sebaliknya.
 |
| Gambar 3. Relay 5 kaki |
5) Resistor
Fungsi resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Berfungsi untuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika. Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.
6) Variabel Resistor
Fungsi variabel resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Berfungsi untuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika. Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika. Besar tahanan dari variabel resistor dapat di atur sesuai dengan besar resistansi yang dibutuhkan.
 |
| Gambar 4. Variabel Resistor |
7) Transistor NPN
Transistor NPN mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Dan pada NPN, untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Cara kerja NPN adalah ketika tegangan yang mengenai kaki basis, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor. Dan transistor akan berlogika 1 (aktif). Dan apabila arus yang melalui basis berkurang, maka arus yang mengalir pada kolektor ke emitor akan berkurang, hingga titik cutoff. Penurunan ini sangatlah cepat karena perbandingan penguatan yang terjadi antara basis dan kolektor melebihi 200 kali.
 |
| Gambar 5. Transistor NPN |
8) Kapasitor
Kapasitor Elektrolit atau Elco adalah kapasitor yang bahan isolatornya terbuat dari elekrolit (semacam minyak kimia dengan beberapa zat padat lainnya) dan memiliki bentuk tabung atau silinder. Elco ini termasuk dalam jenis kapasitor yang memiliki kapasitansi tinggi yaitu sekitar 02 μF hingga 20.000 μF bahkan lebih. Kapasitor ini memiliki polaritas arah sehingga apabila pemasangannya terbalik bisa meledak. Kapasitor elektrolit ini digunakan dihampir semua rangkaian elektronik seperti power supply, amplifier dan lain sebagainya.
9) Dioda
Dioda adalah piranti elektronik yang hanya dapat melewatkan arus/tegangan dalam satu arah saja, dimana dioda merupakan jenis vacuum tube yang memiliki dua buah elektroda. Karena itu, dioda dapat dimanfaatkan sebagai penyearah , yaitu piranti elektronik yang mengubah arus atau tegangan bolak-balik (AC) menjadi arus atau tegangan searah (DC).
Kapasitor Elektrolit atau Elco adalah kapasitor yang bahan isolatornya terbuat dari elekrolit (semacam minyak kimia dengan beberapa zat padat lainnya) dan memiliki bentuk tabung atau silinder. Elco ini termasuk dalam jenis kapasitor yang memiliki kapasitansi tinggi yaitu sekitar 02 μF hingga 20.000 μF bahkan lebih. Kapasitor ini memiliki polaritas arah sehingga apabila pemasangannya terbalik bisa meledak. Kapasitor elektrolit ini digunakan dihampir semua rangkaian elektronik seperti power supply, amplifier dan lain sebagainya.
 |
| Gambar 6. Simbol Kapasitor |
9) Dioda
Dioda adalah piranti elektronik yang hanya dapat melewatkan arus/tegangan dalam satu arah saja, dimana dioda merupakan jenis vacuum tube yang memiliki dua buah elektroda. Karena itu, dioda dapat dimanfaatkan sebagai penyearah , yaitu piranti elektronik yang mengubah arus atau tegangan bolak-balik (AC) menjadi arus atau tegangan searah (DC).
 |
| Gambar 7. Simbol dan Konstruksi Dioda |
4. Rangkaian Simulasi [kembali]
5. Prinsip Kerja Rangkaian [kembali]
Saat sensor piezoelektrik di sentuh, tegangan akan terbangkitkan sehingga Q1 aktif karena akan ada arus yang masuk melewati kaki basis Q1. Tegangan sebesar 5v masuk pada Ic555 melalui kaki no 8, karena Q1 telah aktif mengakibatkan kaki 2 IC555 menjadi terpicu dan mengakibatkan IC555 menjadi aktif juga dan akan mengeluarkan output tegangan pada kaki no 3. Kaki no 3 IC555 terhubung dengan basis Q2, sehingga Q2 menjadi aktif dan mengakibatkan relay menjadi on, akhirnya tegangan dapat mengalir ke motor
6. Video [kembali]
7. Download File [kembali]
Link video [DISINI]
Link rangkaian [DISINI]
Link HTML [DISINI]
Link datasheet piezoelektrik [DISINI]
Link datasheet IC555 [DISINI]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar