Kontrol Suhu Ruangan

DAFTAR ISI

1.TUJUAN

2. ALAT DAN BAHAN

3. DASAR TEORI

4. PERCOBAAN

5. DOWNLOAD FILE

 1. TUJUAN [kembali]

• Untuk dapat mengetahui penggunaan pengontrol suhu ruangan
• Untuk dapat membuat rangkaian aplikasi pengontrol suhu ruangan
• Untuk dapat lebih memahami karakteristik pengontrol suhu  ruangan

 2. ALAT DAN BAHAN [kembali]

 Alat:

Instrument

a. DC Voltmeter

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

 

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

Generators

a. Baterai

 

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.

Spesifikasi dan Pinout Baterai

• Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
• Output voltage: dc 1~35v
• Max. Input current: dc 14a
• Charging current: 0.1~10a
• Discharging current: 0.1~1.0a
• Balance current: 1.5a/cell max
• Max. Discharging power: 15w
• Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
• Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
• Ukuran: 126x115x49mm
• Berat: 460gr

    

b. Power Suply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :

Input voltage: 5V-15V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

Bahan:

a. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). 

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi

b. Dioda

Spesifikasi

Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

c. Transistor

Merupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor DC dan output lainnya.

Spesifikasi :

• Bi-Polar Transistor
• DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
• Continuous Collector current (IC) is 100mA
• Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
• Base Current(IB) is 5mA maximum

d. Op Amp - LM741

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. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

 

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

e. Potensiometer

    Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Potensiometer juga biasanya di sebut sebagai resistor variabel dikarenakan kita dapat mengubah besaran dari resistansinya.

    Spesifikasi Potensiometer:

    Pinout potensiometer:

Komponen Input

a. Switch atau Button

 

Switch adalah suatu komponen jaringan komputer yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa perangkat untuk meneruskan data ke perangkat yang dituju.

Pinout:

Spesifikasi:

b. Sensor PIR

Sensor pir adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor pir ini bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar

Pinout:

 Spesifikasi:

• Vin : dc 5v 9v.
• Radius : 180 derajat.
• Jarak deteksi : 5 7 meter.
• Output : digital ttl.
• Memiliki setting sensitivitas.
• Memiliki setting time delay.
• Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.
• Berat : 10 gr.

Grafik Respons:

c. sensor LM35 

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. 

Pinout:

Spesifikasi:

• Tegangan kerja berkisar 4 Volt DC - 30 Volt DC.
• Output linier dengan kenaikan tegangan 10mV (0.01V) untuk setiap kenaikan suhu sebesar 1 derajat celcius.
• Arus kerja yang rendah yaitu kurang dari 60mikro Ampere.
• Dapar mengukur suhu dengan range -55 sampai 150 celcius.
• Akurasi kuranglebih 0.5 derajat celcius pada suhu ruangan.

Grafik Respons:

d. Thermistor

Thermistor atau resistor termal adalah salah satu jenis resistor yang hambatan listriknya bervariasi dengan perubahan suhu. Meskipun semua tahanan resistor berfluktuasi sedikit dengan suhu, termistor sangat sensitif terhadap perubahan suhu.

Pinout:

Spesifikasi:

• Resistansi tinggi 1kOhm sampai 100 kOhm.
• Ukuran fisik ( disk, manik
• manik, batang  ) kecil.
• Manik kecil ( small bead diameternya 0,005 inchi )
• Respon waktu cepat, untuk thermistor manik  ½ detik.
• Lebih murah dari pada RTD.
• Sensitivitas sangat tinggi ( 1000 kali lebih sensitif  dari pada RTD ).
• Perubahan resistansi 10%  per nol derajat  celsius. Misal resistansi nominal 10 kOhm

Grafik Respon:

f. Rain sensor

Rain sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi hujan turun atau tidak. Intinya sensor ini jika terkena air pada papan sensornya maka resistansinya akan berubah, semakin banyak semakin kecil dan sebaliknya

Pinout:

Spesifikasi :

• Adoptshigh quality of RF-04 double sidedmaterial.
• Area:5cm x 4cm nickel plateon side,
• Anti-oxidation,anti-conductivity, with long use time;
• Comparator output signal clean waveform is good, driving ability, over 15mA;
• Potentiometer adjust the sensitivity;
• Working voltage 5V;
• Output format: Digital switching output (0 and 1) and analog voltage output AO;
• With bolt holes for easy installation;
• Small board PCB size: 3.2cm x 1.4cm;
• Usesa wide voltage LM393 comparator

Grafik respons:

g. Flame Sensor

Sensor Api atau flame detector adalah sensor yang mampu mendeteksi api dan mengubahnya menjadi besaran analog representasinya. Sensor api ini berbeda dengan sensor panas.

Pinout:

Spesifikasi:

• Vin : DC 3.3V-9V
• Range sensor : 120°
• Output : Digital
• Tiap sensor memiliki lampu indikator
• Mendeteksi api lilin dengan range panjang gelombang 700-1100nm

Grafik Respons:

h. Logicstate

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

 

Pinout:

Komponen Output

a. Speaker

Speaker adalah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara dalam bentuk gelombang bunyi. Speaker komponen elektronika yang dapat mengubah energi listrik menjadi suara.

Pinout:

b. Relay

 

Spesifikasi:

Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.

• Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
• GND dihubungkan ke GND
• IN1/Data dihubungkan ke pin 2

Pinout:

c. Motor

Motor Listrik DC atau 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. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Spesifikasi

Pinout:

Grafik Respons:

d. Ground

Sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu. Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.

 3. DASAR TEORI [kembali]

a. Resistor

Simbol :

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

b. Dioda

Spesifikasi

Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

 

Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.

Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.

2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.

3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.

4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.

5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.

Untuk menentukan arus zenner  berlaku persamaan:

Keterangan:

Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

c. Transistor

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

 

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. 

 

Rumus-rumus transistor:

Spesifikasi :

• Bi-Polar Transistor
• DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
• Continuous Collector current (IC) is 100mA
• Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
• Base Current(IB) is 5mA maximum

Konfigurasi Transistor

Konfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.  Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor  dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.

Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan  Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.

Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.

d. Op Amp - LM741

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. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Karakteristik penguat ideal adalah:

• Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
• Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
• Impedansi output sangat kecil (Zo <<).

Konfigurasi PIN LM741:

Spesifikasi:

Respons karakteristik kurva I-O:

e. Potensiometer

    Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Potensiometer juga biasanya di sebut sebagai resistor variabel dikarenakan kita dapat mengubah besaran dari resistansinya.

    → Spesifikasi Potensiometer:

    

    → Pinout potensiometer:

    → Prinsip Kerja Potensiometer:

    Potensiometer / Potmeter terdiri dari kawat resistif panjang L yang terbuat dari magnum atau dengan konstantan dan baterai yang dikenal EMF V. Tegangan ini disebut sebagai tegangan sel driver (driver cell voltage).

    Hubungkan kedua ujung kabel resistif L ke terminal baterai seperti yang ditunjukkan di bawah ini; mari kita asumsikan ini adalah pengaturan rangkaian primer. Satu terminal sel lain (yang EMF E-nya harus diukur) berada di salah satu ujung rangkaian primer dan ujung terminal sel lainnya terhubung ke titik mana pun pada kawat resistif melalui galvanometer G.

    Sekarang, mari kita asumsikan susunan ini adalah sirkuit sekunder. Susunan potmeter seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

    Prinsip kerja dasar ini didasarkan pada fakta bahwa jatuhnya potensi di setiap bagian kawat berbanding lurus dengan panjang kawat, asalkan kawat memiliki area penampang yang seragam dan arus konstan mengalir melalui itu.

    “Ketika tidak ada perbedaan potensial antara dua node ada arus listrik akan mengalir"

    Sekarang kawat potmeter sebenarnya adalah kawat dengan resistivitas tinggi (ῥ) dengan luas penampang seragam A. Dengan demikian, di seluruh kawat, ia memiliki resistansi seragam.

    Sekarang terminal potensiometer ini terhubung ke sel EMF V tinggi (mengabaikan resistansi internalnya) yang disebut sel driver atau sumber tegangan. Biarkan arus melalui potensiometer adalah I dan R adalah resistansi total potensiometer.

    Kemudian oleh hukum Ohm V = IR

    Kita tahu bahwa R = ῥL / A

    Jadi, V = I ῥL / A

    Karena ῥ dan A selalu konstan dan saat ini saya dijaga konstan oleh rheostat.

    Jadi L ῥ / A = K (konstan)

    Jadi, V = KL. Sekarang anggaplah sel E dari EMF yang lebih rendah dari sel driver ditempatkan di sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas. Katakanlah ia memiliki EMF E. Sekarang di kawat potmeter katakan panjangnya x potensiometer telah menjadi E.

    E = L ῥx / A = Kx

    Ketika sel ini dimasukkan ke dalam sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas dengan jokey yang terhubung ke panjang yang sesuai (x), tidak akan ada aliran arus melalui galvanometer karena ketika beda potensial sama dengan nol, tidak ada arus yang akan mengalir melaluinya.

    Jadi galvanometer G menunjukkan deteksi nol. Maka panjang (x) disebut panjang dari titik nol. Sekarang dengan mengetahui konstanta K dan panjang x. Kami dapat menemukan EMF yang tidak diketahui.

    E = L ῥx / A = Kx

    Kedua, EMF dari dua sel juga dapat dibandingkan, biarkan sel pertama EMF E1 diberi titik nol pada panjang = L1 dan sel kedua EMF E2 menunjukkan titik nol panjang = L2

    Kemudian, E1 / E2 = L1 / L2

    → Grafik Potensiometer:

f. PIR Sensor

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 sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus 

-PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor 
-PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing, 
yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator. 

        Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu Untuk manusia sendiri memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR. 

(Secara umum sensor PIR memang dirancang untuk mendeteksi manusia) dimana sensor ini  membutuhkan tegangan masukan sebesar 5 Vdc The PIR sensor sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor  PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing,  yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.  Seperti terlihat pada gambar 2 dibawahini.  sensor PIR pada saat berlogika 1 dan 0. Pengujian ini juga diperlukan untuk mengetahui  nilai tegangan output sensor passive infrared (PIR) ketika mendeteksi gerakan manusia dan tidak mendeteksi gerakan manusia. 

Cara melakukan pengujian ini adalah sensor harus mendapat tegangan input sebesar 5 Vdc

Gambar 2

   Grafik respons:

    

    Rumus mencari kecepatan deteksi sensor:

V = S / t 

   Tabel keluaran sensor PIR

g. Sensor LM35

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.

Prinsip Kerja LM35 :

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control.

Sensor suhu LM35 mampu melakukan pengukuran suhu dari suhu -55ºC hingga +150ºC dengan toleransi kesalahan pengukuran ±0.5ºC.

Dilihat dari tipenya range suhu dapat dilihat sebagai berikut :

• LM35, LM35A -> range pengukuran temperature  -55ºC hingga +150ºC.
• LM35C, LM35CA -> range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
• LM35D -> range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC. 

Kelebihan LM 35 :

• Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
• Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
• Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
• Tidak memerlukan pengkondisian sinyal

Kekurangan LM 35:

• Membutuhkan tegangan untuk beroperasi.

Grafik akurasi LM35 terhadap suhu

h. Thermistor

Thermistor juga merupakan salah satu jenis dari variable resistor yang bisa merubah nilai hambatan menjadi tidak tetap. Thermistor terdiri dari dua jenis, yaitu:

• Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient)
• PTC (Positive Temperature Coefficient).

Kedua jenis thermistor tersebut mempunyai fungi sama yang dapat mengubah nilai suhu, namun mempunyai cara kerja yang berlawanan.

Berikut ini adalah gambar dari perbedaan serta simbol thermistor PTC dan NTC:

Pada Thermistor NTC mempunyai grafik berlawanan, yang menandakan jika temperaturenya naik maka nilai resistansinya turun. Lalu saat temperaturenya turun, maka nilai resistansinya akan naik. Hal ini menandakan nilai pada NTC berbanding terbalik.

Prinsip kerja Thermistor :

Cara kerja Thermistor menyesuaikan perubahan nilai resistansinya berdasarkan besar kecilnya suhu. Suhu tersebut akan mengenai bagian dari thermistor, sehingga terjadi perubahan nilai resistansi didalamnya. Jika badan dari thermistor NTC ini mendapatkan suhu panas maka nilai resistansinya akan berkurang.

Grafik 

i. Rain sensor

  Rain sensor atau sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi mendeteksi terjadinya hujan atau tidak. Pada sensor ini, terdapat integrated circuit atau IC (komponen dasar yang terdiri dari resistor, transistor, dan lain-lain) komparator yang berfungsi memberikan sinyal berupa logika ‘on’ dan ‘off’. Sehingga ketika sensor mendeteksi adanya hujan, wiper mobil secara otomatis akan berfungsi tanpa harus mengaktifkan saklar manual.

    Sensor hujan juga mampu mengatur kecepatan wiper saat menyeka air hujan di kaca mobil, mulai dari posisi low, intermittent, hingga high speed. Pengaturan tersebut tergantung dari curah hujan yang menerpa kaca mobil.

Komponen Sensor Hujan

• Sensor hujan bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5 centimeter (cm) x 4 cm berlapis nikel.
• Lapisan modul pada sensor mempunyai sigar oksidasi sehingga tahan terhadap korosi.
• IC komputer.
• Terdapat potensiometer yang berfungsi mengatur sensifitas sensor.
• Dua output digital dan analog.

Spesifikasi:

• Adoptshigh quality of RF-04 double sidedmaterial.
• Area:5cm x 4cm nickel plateon side,
• Anti-oxidation,anti-conductivity, with long use time;
• Comparator output signal clean waveform is good, driving ability, over 15mA;
• Potentiometer adjust the sensitivity;
• Working voltage 5V;
• Output format: Digital switching output (0 and 1) and analog voltage output AO;
• With bolt holes for easy installation;
• Small board PCB size: 3.2cm x 1.4cm;
• Usesa wide voltage LM393 comparator

j. Flame Sensor

Sensor Api atau flame detector adalah sensor yang mampu mendeteksi api dan mengubahnya menjadi besaran analog representasinya. Sensor api ini berbeda dengan sensor panas.

cara kerja flame detector untuk mengidentifikasi / mendeteksi api dengan menggunakan metode optik seperti ultraviolet (UV), infrared (IR) spectroscopy dan pencitraan visual flame. Cara kerja flame detector dirancang untuk mendeteksi penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dan sumber alarm palsu. 

Pin out

Spesifikasi:

• Vin : DC 3.3V-9V
• Range sensor : 120°
• Output : Digital
• Tiap sensor memiliki lampu indikator
• Mendeteksi api lilin dengan range panjang gelombang 700-1100nm

Prinsip Kerja:

• Sensor nyala dibangun dengan sirkuit elektronik yang menerima radiasi elektromagnetik.
• Sensor terdiri dari batang logam terisolasi yang mengarahkan sinyal arus bolak-balik ke nyala api.
• Api menerima arus bolak-balik ini dan menginjeksikan bagian arus searahnya ke burner.
• Pembakar kemudian bertanggung jawab untuk menghantarkan sinyal dc yang diterima terlebih dahulu ke rak pembakar dan kemudian ke kontrol dengan menggunakan kabel aground.
• Kontrol kemudian mendeteksi loop arus dan mengunci katup gas untuk melanjutkan proses. Ini kembali dalam bentuk sinyal arus listrik / voltase kecil yang memiliki kemungkinan besar degradasi sinyal.
• Detektor api mengikuti metode flash api inframerah yang membuatnya mampu bekerja melalui lapisan debu, minyak, uap air, dan terkadang es.

Grafik Respons:

 4. PERCOBAAN [kembali]

a. Prosedur Percobaan

• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus

• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
• Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh 
• Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian pada grden otomatis bekerja

b. rangkaian simulasi dan prinsip kerja

• foto rangkaian

ketika di run

Prinsip kerja umum:

Jika sensor suhu LM35 mendeteksi adanya suhu di atas suhu ruangan normal (>27'celcius) dan sensor PIR mendeteksi adanya manusia didalam ruangan, maka motor penggerak kipas angin akan hidup/ON. Jika sensor suhu Thermistor mendeteksi adanya suhu ruangan yang dingin (<20'celcius) dan sensor hujan mendeteksi adanya hujan diluar ruangan, maka penghangat ruangan akan hidup/ON. Dan jika sensor api mendeteksi adanya indikasi kebakaran, maka alarm akan berbunyi untuk memperingati orang-orang yang ada di dalam.

Prinsip kerja rinci:

- Sensor suhu LM35 akan menguluarkan tegangan (Vin) sebesar 10mV x suhu yang terdeteksi, dan arus yang keluar dari sensor suhu akan masuk ke rangkaian Op-Amp lm741 yang dimana rangakaian Op-Amp yang digunakan adalah detektor non-inverting (Vo=Aol(Vin - Vref)) dan tegangan yang keluar dari Op-Amp akan sebesar +Vs yang disaturasikan, dan arus masuk ke dalam rangkaian transistor self bias. Dari sumber VCC pada rangkaian transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE (Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan switch relay dapat berpindah.

- Sensor PIR akan mengeluarkan tegangan (Vin) sebesar 5V dan arus akan mengalir menuju ke rangakaian Op-Amp lm741 yang dimana rangkaian yang digunakan adalah Amplifier non-inverting (Vo=Vinx(Rf/Rin + 1) dan tegangan yang keluar akan sebesar 10V, dan arus akan masuk menuju rangkaian transistor fixed bias. Dari sumber VCC pada rangkaian transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE (Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan switch relay dapat berpindah. 

Ketika swicth relay pada rankaian sensor LM35 dan sensor PIR berpindah maka Baterai akan mengaliri arus menuju motor sehingga motor kipas angin akan hidup/ON.

- Sensor suhu Thermistor akan menguluarkan tegangan (Vin) sebesar 1V x suhu yang terdeteksi, dan arus yang keluar dari sensor suhu akan masuk ke rangkaian Op-Amp lm741 yang dimana rangakaian Op-Amp yang digunakan adalah detektor non-inverting (Vo=Aol(Vin - Vref)) dan tegangan yang keluar dari Op-Amp akan sebesar +Vs yang disaturasikan, dan arus masuk ke dalam rangkaian transistor self bias. Dari sumber VCC pada rangkaian transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE (Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan switch relay dapat berpindah.

- Sensor hujan akan mengeluarkan tegangan (Vin) sebesar 5V dan arus akan mengalir menuju ke rangakaian Op-Amp lm741 yang dimana rangkaian yang digunakan adalah Amplifier non-inverting (Vo=Vinx(Rf/Rin + 1) dan tegangan yang keluar akan sebesar 15V, dan arus akan masuk menuju rangkaian transistor fixed bias. Dari sumber VCC pada rangkaian transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE (Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan switch relay dapat berpindah. 

Ketika swicth relay pada rankaian sensor LM35 dan sensor PIR berpindah maka Baterai akan mengaliri arus menuju motor sehingga motor penghangat ruangan akan hidup/ON.

- Sensor api akan mengeluarkan tegangan (Vin) sebesar 5V dan arus akan mengalir menuju ke rangakaian Op-Amp lm741 yang dimana rangkaian yang digunakan adalah Voltage Follower (Acl=Vo/Vin x 1) dan tegangan yang keluar akan sebesar 5V, dan arus akan masuk menuju rangkaian transistor fixed bias. Dari sumber VCC pada rangkaian transistor akan mengalir arus menuju ke relay dan dari relay menuju kaki collector dan keluar dari emitor menuju ground. tegangan yang terdeteksi di VBE (Voltmeter Base Emitor) lebih besar dari 0.7V menandakan transistor aktif dan switch relay dapat berpindah. Dan Ketika swicth relay pada rankaian sensor api berpindah maka Baterai akan mengaliri arus menuju motor sehingga motor alarm peringatan akan berbunyi.

c. Video

5. download file [kembali]

• file video klik disini
• file rangkaian proteus klik disini
• datasheet LED klik disini 
• datasheet relay klik disini
• datasheet transistor klik disini  
• datasheet buzzer klik disini
• datasheet sensor rain klik disini
• datasheet sensor PIR klik disini
• datasheet sensor LM35 klik disini
• datasheet sensor thermistor klik disini
• datasheet OpAmp klik disini
• data sheet resistor klik disini
• datasheet kapasitor klik disini
• library sensor rain klik disini
• library sensor PIR klik disini