Menghidupkan Lampu Secara Otomatis dengan Sensor PIR
Halaman 358
1. Tujuan [kembali]
a. Untuk mengetahui prinsip kerja dari Sensor PIR
b. Untuk memenuhi nilai mata kuliah Kimia
c. Dapat mensimulasikan rangkaian Sensor PIR menggunakan aplikasi Proteus
2. Alat dan Bahan[kembali]
a. Alat
1. Sensor PIR
sebagai sensor gerak
2. Relay
sebagai saklar
3. Npn transistor
sebagai terminal rangkaian
4. Power
sebagai sumber daya
b. Bahan
1. Lampu LED-BRIG
menandakan sensor pir mendeteksi suatu gerakan
spesifikasi lampu
2.2 V
10mA
22watt
2. Resistor 330
terminal menghambat daya
1,4w 330ohm
3. Resistor 10k
terminal menghambat daya
spesifikasi resistor
1000ohm
3. Dasar Teori [kembali]
sensor PIR
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek dan karena semua objek memancarkan energi radiasi, sebagai contoh ketika terdeteksi sebuah gerakan dari sumber infra merah dengan suhu tertentu yaitu manusia mencoba melewati sumber infra merah yang lain 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, Lensa Fresnel, Penyaring Infra Merah, Sensor Pyroelektrik, Penguat Amplifier, Komparator.
Sensor PIR bekerja dengan cara menangkap pancaran infra merah, kemudian pancaran infra merah yang tertangkap akan masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, sinar infra merah mengandung energi panas membuat sensor pyroelektrik dapat menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian komperator akan membandingkan sinyal yang sudah diterima dengan tegangan referensi tertentu yang berupa keluaran sinyal 1-bit. Sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1. 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya perubahan pancaran infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah. Sensor PIR hanya dapat mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Manusia memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer, panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR membuat sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detektor. Sensor PIR hanya akan mendeteksi jika object bergerak atau secara teknis saat terjadi adanya perubahan pancaran infra merah.
Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena bisa berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan resistor, arus listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).
Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resistor pada suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya atau daya maksimum yang mampu ditahan oleh resistor. Karena resistor bekerja dengan di aliri arus listrik, maka akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar :
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :
Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Relay
Relay adalah alat yang dioperasikan dengan listrik dan secara mekanis mengontrol penghubungan rangkaian listrik, relay dioperasikan sebagai saklar (switch) listrik yang bermanfaat untuk kontrol jarak jauh. Relay akan bekerja jika ada masukan sinyal listrik berupa arus dan tegangan. Pada relay terdapat dua bagian utama, yaitu koil dan kontak. Koil terdiri dari kumparan yang merupakan lilitan kawat tembaga, di mana kumparan tersebut akan di aliri arus listrik agar dapat menghasilkan medan magnet pada inti besi. Inti besi dan koil juga memiliki jangkar yang terbuat dari besi lunak yang digunakan untuk mengaktifkan kontak relay setelah tertarik pada inti besi. Relay dan bagian dalam relay diperlihatkan pada gambar 2.12. Sedangkan kontak yang merupakan saklar terdapat dua macam kondisi dari kontak tersebut, yaitu : a. Normally Open (NO), yaitu kontak (switch) akan terbuka pada saat koil diberi suplai tegangan. b. Normally Closed (NC), yaitu kontak (switch) akan terbuka pada saat koil tidak disuplai tegangan. Pada komponen relay yaitu bagian koilnya disuplai tegangan, yang mana besar tegangan yang akan di suplai harus sesuai dengan tegangan yang dibatasi oleh koil relay. Maka arus akan mengalir pada kumparan, sehingga pada inti besi yang dililiti oleh kumparan akan timbul atau menghasilkan medan magnet, setelah inti besi bersifat magnetis maka jangkar akan tertarik ke inti besi sehingga akan mengaktifkan kontak relay. Jangkar dapat ditarik dari inti besi jika gaya magnet pada inti besi dapat mengalahkan gaya pegas pada jangkar yang melawannya, besarnya gaya magnet ditetapkan oleh kuat medan magnet yang ada di dalam udara diantara jangkar dan inti besi, adapun gaya magnet ini bergantung pada banyaknya lilitan kumparan dari kuat arus yang ada pada kumparan.
Transistor
Transistor yang akan dibahas adalah transistor jenis BJT (Bias Junction Transistor). Transistor BJT pertama kali dibuat oleh William Bradford Schockley, John Bardeen dan Walter Houser Brattain pada tahun 1951 atas penemuannya ini ketiga Ilmuan ini dianugrahi hadiah Nobel pada tahun 1956 dalam bidang fisika. Penemuan transistor membawa perubahan yang ekstrim dalam dunia khususnya bidang elektronika. Jika dulu sebelum ada transistor peralatan elektronika dibuat masih menggunakan tabung hampa yang memiliki ukuran yang besar dan membutuhkan daya listrik yang tinggi untuk pengoperasiannya, namun setelah ditemukannya transistor, peralatan elektronika dapat dibuat menjadi lebih kecil, handal dan tidak membutuhkan daya yang besar untuk pengoperasiaanya. Penemuan transistor membawa perubahan besar dalam industri elektronika dan membuka gerbang menuju dunia moderen hingga saat ini.
Analog to Digital Converter (ADC)
Analog To Digital Converter atau yang juga kita kenal dengan istilah ADC adalah perangkat yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog ke sinyal digital. Bentuk ADC bermacam-macam, ada yang berupa modul rangkaian elektronika, ada pula yang berupa chip atau IC.
Pada prakteknya, ADC atau Analog To Digital Converter berfungsi untuk menjembatani pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Dalam kehidupan sehari-hari, Analog To Digital Converter punya banyak sekali manfaat, diantaranya untuk pengatur proses industri, komunikasi digital, serta rangkaian pengukuran atau pengujian.
ADC juga banyak digunakan sebagai sensor yang mayoritas berupa analog dengan sistem komputer seperti sensor suhu, sensor cahaya, sensor tekanan atau berat, sensor aliran dan lain sebagainya, kemudian diukur dengan menggunakan sistem digital (komputer). ADC memiliki dua karakter prinsip yakni kecepatan sampling dan juga resolusi.
Sebenarnya prinsip kerja dari ADC sangatlah simpel, yakni dengan cara mengkonversi sinyal analog atau sinyak kontinyu ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan antara sinyal input dan juga tegangan referensi. Oleh sebab itu dapat digunakan persamaan signal = (sample/max_value) x reference_voltage
ADC adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi bentuk sinyal digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversikan secara cepat suatu masukan tegangan.
Diagram konfigurasi pin ADC0804 ditunjukkan pada gambar, Pin 11 sampai 18 (keluaran digital) adalah keluaran tiga keadaan, yang dapat dihubungkan langsung dengan bus data bilamana diperlukan. Apabila CS (pin 1) atau RD (pin2) dalam keadaan high (“1”), pin 11 sampai 18 akan mengambang (high impedanze), apabila CS dan RD rendah keduanya, keluaran digital akan muncul pada saluran keluaran. Sinyal mulai konversi pada WR (pin 3). Untuk memulai suatu konversi, CS harus rendah. Bilamana WR menjadi rendah, konverter akan mengalami reset, dan ketika WR kembali kepada keadaan high, konversi segera dimulai.
Konversi detak konverter harus terletak dalam daereh frekuensi 100 sampai 800kHz. CLK IN ( pin 4) dapat diturunkan dari detak mikrokontroller, sebagai kemungkinan lain, kita dapat mempergunakan pembangkit clock internal dengan memasang rangkaian RC antara CLN IN ( pin 4) dan CLK R ( pin 19). Pin 5 adalah saluran yang digunakan untuk INTR, sinyal selesai konversi. INTR akan menjadi tinggi pada saat memulai konversi, dan akan aktif rendah bila konversi telah selesai. Tepi turun sinyal INTR dapat dipergunakan untuk menginterupsi sistem mikrokontroller, supaya mikrokontroller melakukan pencabangan ke subrutine pelayanan yang memproses keluaran konverter. Pin 6 dan 7 adalah masukan diferensial bagi sinyal analog. A/D ini mempunyai dua ground, A GND (pin 8) dan D GND ( pin10). Kedua pin ini harus dihubungkan dengan ground. Pin 20 harus dihubungkan dengan catu daya +5V. Pada A/D 0804 merupakan tegangan referensi yang digunakan untuk offset suatu keluaran digital maksimum.
GrafikRespon Sensor
4. Rangkaian Simulasi [kembali]
5. Prinsip Kerja Rangkaian [kembali]
Jika sensor mendeteksi adanya infrared pasif yang dilambangkan dengan lic state maka sensor akan on, kemudian sensor akan mengalirkan arus menuju R1 lalu masuk ke kolektor Q1. Dari Q1 dan diteruskan menuju R2. Dari R2 arus mengalir ke relay sehingga mengubah arah relay dan menjadikan rangkaian lampu menjadi rangkaian tertutup sehingga lampu LED nya menyala. Apabila sensor Pir tidak mendeteksi adanya infrared pasif maka Q1 akan off dan Relay tidak bergeser sehingga Lampu LED tidak menyala.
1. Sensor PIR
Pada rangkaian Sensor gerak digunakan sensor PIR. Sensor gerak PIR sifatnya mendeteksi inframerah pasive yang berasal dari daerah sekelilingnya. Inframerah pasif bisa disebabkan karena suhu tubuh dari manusia ataupun hewan. Sehingga jika ada orang atau binatang yang mendekati sensor PIR, otomatis sensor ini akan “ON” atau mendeteksi adanya inframerah pasif.
2. Transistor Dan Resistor
Pada rangkaian digunakan resistor 1 k atau 1000 ohm yang kecil ini digunakan untuk simulasi agar pada saat simulasi tidak terjadi penghambatan arus yang sangat besar ,jika tidak dipakai maka terjadi hubungan arus pendek pada transistor jika terjadi arus pendek pada transisitor atau rangkaian maka rangkaian akan cepat rusak. Pada rangkaian sensor gerak digunakan NPN transistor digunakan untuk pemutus dan penyambung(switching) pada transistor rangkaian terjadi arus positif masuk ke besis, dari besis terdapat tegangan negatif dari ground sesuai dengan fungsi dari komponen NPN jika terdapat arus negatif dr besis maka pada rangkaian luar menjadi konduktif, sehingga power masuk ke relay dan meng aktifkan lampu.
3.relay
Pada rangkaian digunakan relay fungsi relay untuk penghubung otomatis pada sebuah lampu,power yang tealah dari besis dan power masuk dan mengaktifkan motor
4. lampu
ampu yang akan dikontrol dihubungkan ke bagian contact relay. Sehingga ketika sensor mendeteksi pergerakan transistor akan ON. Relay juga akan menjadi ON dan lampu akan menyala karena lampu dihubungkan dengan contact normally open relay.
6. Video [kembali]
7. Download File [kembali]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar