Detector Inverting dengan Vref = -
- Dapat mengetahui dan memahami tentang rangkaian Detector Inverting Amplifier
- Dapat mengetahui komponen-komponen yang diperlukan
- Dapat mengetahui cara menghitung nilai penguatan
Sebagai generator DC fungsinya mengubah energi mekanik menjadi energi lisrtik.
a. Sensor Suhu (LM35)
j. Transistor Bipolar
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
- Electromagnet (Coil)
- Armature
- Switch Contact Point (Saklar)
- Spring
- § Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
- § Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.
Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, di antaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)
c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)
Rangkaian dasar Op-Amp
Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, di antaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)
c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)
Rangkaian dasar Op-Amp
Transistor adalah perangkat semikonduktor yang berfungsi untuk memperkuat, mengendalikan, dan menghasilkan sinyal listrik. Transistor termasuk ke dalam komponen aktif, di mana hanya dapat bekerja jika terdapat adanya sumber tegangan. Transistor memiliki peranan penting dalam perkembangan teknologi. Anda pasti pernah mendengar Integrated Circuit (IC), kadang-kadang disebut chip, microchip, atau sirkuit mikroelektronik, yaitu wafer semikonduktor yang di dalamnya terdapat ribuan atau jutaan transistor.
Transistor BJT (Bipolar Junction Transistors) merupakan jenis transistor yang paling umum digunakan. Transistor ini memiliki tiga terminal, terdiri dari dua sambungan P-N. Ketiga teminal transistor BJT tersebut adalah Emitor (Emitter), Basis (Base), dan Kolektor (Collector). Terdapat 2 jenis transistor BJT, yaitu NPN dan PNP.
Kemudian, mari bahas bagaimana perbedaan kedua transistor NPN dan PNP. Pada transistor NPN emitor biasanya terhubung ke ground, sedangkan pada PNP kolektor biasanya terhubung ke ground. Sementara itu, emitor transistor PNP terhubung ke sumber tegangan positif, sedangkan kolektor NPN terhubung ke sumber tegangan positif. Basis transistor NPN terhubung ke sumber tegangan positif, sedangkan basis PNP terhubung ke ground. Arus yang dibutuhkan basis sangatlah kecil, karena jika terlalu besar maka membuat transistor cepat panas. Oleh karena itu, basis biasanya dihubungkan ke resistor terlebih dahulu.
Selanjutnya, mari analisa aliran arus dari kedua transistor NPN dan PNP. Pada transistor NPN arus basis (IB) mengalir masuk ke transistor, sedangkan transistor PNP arus basis mengalir ke luar transistor. Arus emitor (IE) pada transistor NPN mengalir ke luar dari transistor, sedangkan arus emitor transistor PNP arahnya masuk ke dalam transistor. Terakhir adalah arus kolektor (IC) transistor NPN arahnya masuk, sedangkan arus kolektor transistor PNP arahnya ke luar.
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.
Berikut adalah simbol resistor dalam bentukgambar ynag sering digunakan dalam suatu desain rangkaian elektronika.
2. Sensor Flame
Flame detector merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm.
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
Gambar 1. Sensor Suhu LM35
Pada Gambar 5.1 ditunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antara 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35 = Suhu* 10 mV
Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .
Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35:
- 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.
- siapkan alat dan bahan yang akan digunakan
- susun alat dan bahan sesuai keinginan
- rangkai semua komponen alat dan bahan dengan benar dan tepat
- pada bagian sensor masukkan code hex, supaya sensor dapat berfungsi
- jalankan rangkaian dengan menekan tombol play
Pada rangkaian simulasi pendeteksi kebakaran ini menggunakan 3 sensor yaitu, sensor Flame berfungsi untuk mendeteksi adanya api, dan sensor MQ2 berfungsi untuk mendeteksi adanya gas berbahaya yang akan mengakibatkan kebakaran, dan sensor LM35 yang berfungsi untuk mendeksi suhu sekitar ruangan.
Sensor MQ2 akan mengalirkan tegangan sebesar 4,99 Volt ketika mendeteksi adanya gas berbahaya, lalu menuju ke rangkaian amplifier dengan gain 1x, maka Vout = Vin, lalu menuju ke rangkaian detector inverting dengan Vin > Vref, maka Vout = +Vsat -1, lalu menuju ke kaki base dan keluar dari kaki emitor, dibaca Vbe diatas 0,6V maka transistor akan aktif dan ada arus yang melewati relay dan relay akan on. Ketika relay on maka buzzer pun akan aktif yang menandakan adanya kebocoran gas atau gas yang berbahaya yang akan memancing terjadinya kebakaran. Ketika sensor MQ2 tidak mendeteksi adanya gas berbahaya maka sensor tidak akan mengalirkan arus atau tegangan ke kaki basis dan relay off.
Sensor Flame akan mengalirkan tegangan sebesar 4,90 Volt ketika mendeteksi adanya api, lalu menuju ke rangkaian amplifier dengan gain 1x, maka Vout = Vin, lalu menuju ke rangkaian detector inverting dengan Vin > Vref, maka Vout = +Vsat -1, lalu menuju ke kaki base dan keluar dari kaki emitor, dibaca Vbe diatas 0,6V maka transistor akan aktif dan ada arus yang melewati relay dan relay akan on. Pada saat relay on maka motor DC akan aktif sebagai pompa air untuk memadamkan api. Ketika sensor Flame tidak mendeteksi adanya api maka sensor tidak akan mengalirkan arus atau tegangan ke kaki basis dan relay off.
Sensor LM35 akan mengalirkan tegangan ketika suhu besar atau sama dengan 54℃ sebesar 0,55 Volt, lalu menuju ke rangkaian amplifier dengan gain 2x, maka Vout = 2 x Vin, lalu menuju ke rangkaian detector inverting dengan Vin > Vref, maka Vout = +Vsat -1, lalu menuju ke kaki base dan keluar dari kaki emitor, dibaca Vbe diatas 0,6V maka transistor akan aktif dan ada arus yang melewati relay dan relay akan on. Pada saat relay on maka motor DC akan aktif sebagai pompa air untuk memadamkan api. Ketika sensor Suhu tidak mendeteksi suhu besar sama dengan 54 maka sensor tidak akan mengalirkan arus atau tegangan ke kaki basis dan relay off.
Pada simulasi ini kita menggunakan 3 motor DC karena motor DC berfungsi sebagai pompa air yang terdepat di beberapa bagian ruangan yang akan secara efektif memadamkan api pada saat terjadinya kebakaran.
.png){kind=logo}
.png){kind=logo}
No comments:
Post a Comment