Teknik Elektro: Kamar Mandi Otomatis

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik atau elektronika lainnya.

2. Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

3. Voltmeter DC

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

4. Baterai

Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan DC. Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

Datasheet Battery:

2.2 Bahan [Kembali]

1. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Pada rangkaian ini resistor juga berfungsi untuk mencari frekuensi pada IC.

Pin Out :

Spesifikasi :

2. Transistor NPN

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Konfigurasi Pin out:

Spesifikasi :

3. Relay

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).
Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Maksimum beban AC 10A @250/125V
4. Maksimum beban DC 10A @30/28V
5. Switching maksimum 300 operasi/menit

Konfigurasi pin :

Spesifikasi :

4. Motor DC

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.

Tegangan Terukur 5V DC

Spesifikasi item:

o Tanpa kecepatan beban 12000 ± 15% rpm

o Tidak ada arus beban =280mA

o Tegangan operasi 1.5-9V DC

o Mulai Torsi =250g.cm (menurut blade yang dikembangkan sendiri)

o mulai saat ini =5A

o Resistansi Isolasi di atas 10O antara casing dan terminal DV 100V

o Arah Rotasi CW: Terminal [+] terhubung ke catu daya positif, terminal [-] terhubung ke nagative

o daya, searah jarum jam dianggap oleh arah poros keluaran

o celah poros 0,05-0,35mm

Grafik Motor DC:

Datasheet Motor DC:

5. Dioda

Dioda fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

6. Op-Amp

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp).

Spesifikasi :

7. LED

Spesifikasi:

8. Touch Sensor

Spesifikasi Touch Sensor
            •  Sentuhan kapasitif TTP223 on-board pada IC induksi ikatan tunggal;
                 • Indikator level dewan;
                 •  Tegangan kerja: 2,0 V hingga 5,5 V;
                 •  Ukuran papan PCB: 29mm x 16mm.

9. Sensor LDR

Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.

Konfigurasi pin :

Spesifikasi :

10. Proximity sensor

Sensor Proximity adalah sensor yang berfungsi sebagai deteksi benda yang berdasarkan jarak benda tersebut yang sudah disensing atau diataur jaraknya yang mengikuti sepesifikasi dari sensor proximity tersebut.

3. Prinsip Kerja Rangkaian [Kembali]

   Prinsip dari aplikasi ini yaitu LM 35 Terhubung ke op-amp secara non inverting,dimana pada saat kondisi suhu <36 maka transistor aktif, namun relay tidak dikarenakan tidak menerima cukup voltage. Pada saat suhu >36 maka akan terjadi penguatan pada op amp. Tegangan yang telah dikuatkan ini akan mengaktifkan transistor dan juga akan mengaktifkan relay .
   Pada saat LDR mendeteksi/menerima cahaya maka resistansi akan mengecil secara drastis yang mengakibatkan tegangan menjadi besar. Tegangan tadi cukup besar sehingga dapat mengaktifkan relay. Ketika kedua relay aktif maka sumber tegangan akan terjadi rangkaian tertutup antara baterai, heater, resistor, dan LED. Heater berfungsi untuk memanaskan air pada kamar mandi dan LED berfungsi sebagai indikator bahwa heater telah aktif.
   Saat touch sensor berlogika 1 maka akan mengalirkan tegangan sebesar 5V menuju non inverting amplifier kemudian menuju resistor dan lanjut ke transistor sehingga transistor aktif. Transistor menggunakan rangkaian fixed bias. Power supply mengaliri arus ke resistor kemudian ke relay kemudian ke kaki kolektor terus ke kaki emitor dan ground. Sehingga switch berpindah ke kiri kemudian mengaliri arus ke baterai lalu motor hidup yang berfungsi sebagai keran air.
   Proximity sensor diletakkan di kotak sabun cair. Saat proximity mendeteksi jarak tangan maka sensor akan aktif dan menghasilkan output yang mengalir ke induktor menuju ke kapasitor dan dialirkan ke resistor R7 menuju kaki base transistor dan transistor aktif. Selanjutnya, power supply mengalirkan arus ke resistor R6 kemudia menuju relay lalu menuju kaki kolektor dan ke kaki emitor lalu ke ground. Karena relay aktif dan switch berpindah ke kiri maka motor aktif dan sabun akan keluar.

4. Percobaan [Kembali]

4.1 Prosedur Percobaan [Kembali]

1.   Buka aplikasi proteus
2.   Siapkan alat dan bahan pada library proteus, pada rangkaian ini yaitu berupa resistor, baterai, transistor NPN, DC voltmeter, relay, lampu, opamp, ground, motor DC, sensor Touch, Proxicimity Sensor, Sensor LDR dan sensor Loadcell.
3.   Rangkai setiap komponen
4.   Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
5.   Jalankan simulasi rangkaian

4.2 Bentuk Rangkaian [Kembali]

Sensor LDR aktif dan Sensor LM35 mendeteksi suhu di bawah 36 derajat

Touch Sensor Aktif

Proximity Sensor aktif

4.3 Dasar Teori [Kembali]

Touch sensor
Sensor sentuh kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Pada saat jari menyentuh sensor, akan terjadi perubahaan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh processor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut.

Dari datasheet kita lihat performance dari IC ini bisa di gunakan untuk tegangan kerja VCC baik 3.3 volt ataupun 5volt DC dan memiliki prinsip capacitance. Dan kelebihan lain kita bisa setting ouput pin active high atau active low pada kondisi awal pada pin AHLB.
Proximity sensor
Proximity Sensor atau Sensor Jarak adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi keberadaan benda-benda di sekitarnya tanpa kontak fisik. Dapat juga dikatakan bahwa proximity sensor adalah perangkat yang dapat mengubah informasi tentang pergerakan atau keberadaan suatu objek dalam sinyal listrik.

Proximity Sensor tidak menggunakan bagian-bagian yang bergerak atau mekanis untuk mendeteksi keberadaan benda-benda di sekitarnya, tetapi menggunakan medan elektromagnetik atau radiasi elektromagnetik untuk menentukan apakah ada objek tertentu di sekitarnya. Jarak maksimum yang dapat dideteksi oleh sensor ini disebut “rentang nominal”. Beberapa sensor jarak juga memiliki fungsi untuk mengatur interval nominal dan melaporkan jarak objek yang terdeteksi.

Sensor LM35
Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang bervariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92 seperti terlihat pada gambar dibawah

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.
Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :
- Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
-Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
-Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
-Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
-Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
-Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
-Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
-Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Tabel karakteristik LM35:
Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :
Vout LM35 = Temperature º x 10 mV

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 yang lain (kelambu konduksi)

4.4 Video Rangkaian [Kembali]

4.5 Link Download [Kembali]

Download html disini

Download rangkaian disini
Download video disini
Download library proximity sensor disini
Download library touch sensor disini
Download datasheet proximity sensor disini
Download datasheet touch sensor disini
Download datasheet LM35 disini
Download datasheet LDR disini

Teknik Elektro

HTML

Kamar Mandi Otomatis

No comments:

Post a Comment

Report Abuse