Kontrol Lift (Load Cell, Touch Sensor dan PIR)

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

    2.1 Alat

    2.2 Bahan

3 Prinsip Kerja Rangkaian

4. Percobaan

    4.1 Prosedur Percobaan 

     4.2 Bentuk Rangkaian

     4.3 Dasar Teori

     4.4 Video Rangkaian

     4.5 Link Download

1. Tujuan [Kembali]

• Memahami tentang sensor Sensor Load Cell, PIR, Touch, dan MQ-2 pada penggunaan ruangan bebas rokok.
• Mampu memahami rangkaian.
• Mampu menggunakan proteus dan mengaplikasikannya.
• Mengetahui komponen-komponen apa saja yang di perlukan.

2. Alat dan Bahan [Kembali]

    2.1 Alat [Kembali]

1. Power Supply DC

        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. Switch

                           

    Saklar atau lebih tepatnya adalah Saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik. Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan. Hampir semua peralatan Elektronika dan Listrik memerlukan Saklar untuk menghidupkan atau mematikan alat listrik yang digunakan. 

      6. Dioda

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

        7. 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 :

8. PIR Sensor

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Spesifikasi:  

1. Sudut deteksi 120 derajat.
2. Rentang deteksi 7m.
3. Ukuran: 32x24mm
4. Output sinyal sakelar TTL output sinyal tinggi (3,3V), output sinyal rendah (0,4V).
5. Waktu pemicu dapat disesuaikan 0,3 detik hingga 10 menit.
6. Umumnya digunakan dalam perangkat anti-pencurian dan peralatan lainnya.
7. Modul terpaksa diatur ke pemicu yang dapat digunakan kembali
8. Tegangan kerja 4,5 hingga 20V

1. Pengatur Waktu Jeda : Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi gerakan dan gerakan telah berahir. *
2. Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
3. Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
4. Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
5. DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).6. Output Digital : Output digital sensor
6. Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
7. BISS0001 : IC Sensor PIR
8. Pengatur Jumper : Untuk mengatur output dari pin digital

9. Buzzer /speaker

Buzzer adalah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara dalam bentuk gelombang bunyi. Buzzer lebih sering digunakan karena ukuran penggunaandayanya yang minim.

        Spesifikasi:  

10. LED 

    

                        Spesifikasi:

11. 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.

12. Sensor Load Cell

 Load Cell (model 1263)

            Spesifikasi

        • Capacities 50–635 kg

        • Aluminum construction

        • Single-point 600 x 600 mm platform

        • OIML R60 approved

        • IP66 protection

        • Available with metric threads

 13. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. ... Penemuan tersebut kemudian dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jepang menjadi Piezo Electric Buzzer dan mulai populer digunakan sejak 1970-an.

 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

14. Potensiometer

    Berfungsi untuk mengatur tegangan dengan menaikan atau menurunkan resistansi.

    Spesifikasi :

3. Prinsip Kerja Rangkaian [Kembali]

   Sensor touch yang pertama berguna untuk membuka pintu lift, sensor touch yang kedua berfungsi untuk menutup pintu lift. Pada sensor PIR, jika sensor mendeteksi barang atau adanya orang di depan pintu lift maka sensor pir akan aktif sehingga membuka pintu lift kembali. Pada sensor loadcell berguna untuk mengukur beban maksimal pada lift, jika melebihi berat beban pada lift, maka sensor loadcell akan aktif yang menyebabkan pintu lift terbuka kembali dan buzzer berbunyi untuk menyuruh orang agar keluar dan indicator led hidup.

    Sensor touch pertama, ketika touch sensor belogika 1 atau mendeteksi adanya orang yang menekan tombol (dari luar) sehingga pintu lift terbuka dimana ada arus keluar dari Vout sensor sebesar 5 V, lalu menuju ke R1 sebesar 0,86 V lalu kaki base transistor menuju ke kaki emitor transistor dan menuju ke ground. karena arus yang keluar di kaki transistor sudah cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga transistor aktif sehingga arus yang mengalir dari power supply melewati relay menuju kaki kolektor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground karena ada arus yang melewati relay maka switch relay berpindah ke kiri, karena switch relay berpindah ke kiri maka  ada arus yang mengalir dari baterai menuju ke motor sehingga mengaktifkan motor yang mengakibatkan pintu terbuka, pintu terbuka ditandai dengan aktifnya led berwarna biru sebagai indicator.

    Sensor touch kedua, ketika touch sensor belogika 1 atau mendeteksi adanya orang yang menekan tombol (dari dalam) sehingga pintu lift tertutup dimana ada arus keluar dari Vout sensor sebesar 5 V, lalu menuju ke R1 sebesar 0,86 V lalu menuju ke kaki base transistor menuju ke kaki emitor transistor dan menuju ke ground. karena arus yang keluar di kaki transistor sudah cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga transistor aktif sehingga arus yang mengalir dari power supply melewati relay menuju kaki kolektor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground karena ada arus yang melewati relay maka switch relay berpindah ke kiri, karena switch relay berpindah ke kiri maka  ada arus yang mengalir dari baterai menuju ke motor sehingga mengaktifkan motor yang mengakibatkan pintu tertutup, pintu terbuka ditandai dengan aktifnya led berwarna hijau sebagai indicator.

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, PIR dan sensor Loadcell.

3.    Rangkai setiap komponen

4.    Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

5.    Jalankan simulasi rangkaian 

    

    4.2 Bentuk Rangkaian [Kembali]

    4.3 Dasar Teori [Kembali]

 1. 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).

Simbol Resistor : 

 

Cara menghitung nilai resistor :

• Membaca Kode Warna Resistor
• Membaca Resistor SMD
• Menggunakan Multimeter Analog/Digital

Rumus :

 1. Jika rangkaian seri, maka :

    2. Jika rangkaian paralel, maka :

      2. Transistor NPN 

Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika.

Simbol :

Rumus :

Gambar Gelombang Input dan Output :

   

    

    3. Relay

Relay adalah sebuah komponen elektronik yang difungsikan sebagai sakelar elektrik. Relay berfungsi dengan adanya arus listrik. Adanya relay juga akan membuat komponen dapat mengendalikan arus listrik yang besar. Selain itu relay merupakan salah satu bagian komponen elektronika yang dapat mengimplementasikan Logical Switching.

Simbol Relay :

Cara Kerja :

1. Apabila coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnetik yang dapat menarik armature untuk merubah switch contact point.
2. Apabila coil tersebut sudah tidak dialiri arus listrik, maka Armature akan kembali lagi ke posisi Normally Close.
3. Umumnya, coil yang digunakan oleh relay untuk mengubah switch contact point ke posisi NC hanya membutuhkan arus listrik yang kecil.

     4. Op-Amp

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.

        Op Amp Sebagai Penguat Non Inverting

Penguat Non Inverting adalah suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkaan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa dengan sinyal inputannya, hasil dari sinyal input dan output rangkaian non inverting dapat dilihat pada Gambar 1. Pada dasarnya penguat non inverting digunakan sebagai pengkondisi sinyal inputan sensor yang terlalu kecil sehingga dibutuhkan penguatan untuk diproses. intinya penguat non inverting ke balikkan dari penguat inverting.

Gambar 1 Rangkaian Penguat Non Inverting

Keterangan Gambar

Vin : Tegangan Masukan

Vout : Tegangan Keluaran

Rg : Resistansi ground 

Rf : Resistansi feedback

 5. Sensor PIR

 Sensor PIR (Passive Infra Red) merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek. 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.

Simbol Sensor PIR : 

Grafik Sensor :

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.

2. 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.

 6. Sensor Touch 

Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.

Simbol Touch Sensor:

Grafik :

 

7. Sensor Load Cell

Load Cell adalah alat electromekanik yang biasa disebut Transducer, yaitu gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja, kemudian merubah gaya mekanik menjadi sinyal listrik.

Simbol load cell di proteus:

Respon sensor:

 8. Motor

DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya.

Simbol DC Motor :

                            

Cara Kerja DC Motor :

        Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

    

           9. Buzzer

Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.

    10. LED

LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan – elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.

    Symbol LED : 

   11. Potensiometer

 

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

a.        Penyapu atau disebut juga dengan Wiper

b.        Element Resistif

c.        Terminal

Jenis-jenis Potensiometer

a.    Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.

b.     Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.

c.  Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya. 

Fungsi-fungsi Potensiometer :

a. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.

b. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply

c. Sebagai Pembagi Tegangan

d. Aplikasi Switch TRIAC

e. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser

f. Sebagai Pengendali Level Sinyal

      4.4 Video Rangkaian [Kembali]

 

     4.5 Link Download [Kembali]

File HTML Klik Disini
Rangkaian Simulasi Proteus klik disini
File Video Rangkaian Klik Disini
Datasheet Op-Amp klik disini 
Datasheet Resistor klik disini
Datasheet LED klik disini 
Datasheet Optocoupler klik disini
Datasheet Relay klik disini
Datasheet Buzzer klik disini
Datasheet Transistor NPN klik disini

Datasheet Touch Sensor klik disini

Datasheet PIR Sensor klik disini

File Library Touch Sensor : klik disini

File Library PIR Sensor : klik disini