Lara Adrosa Marjuita

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

Aplikasi Rangkaian Alat Pendeteksi Hujan

Menggunakan Rain Sensor

(Gambar 15.2 halaman 671)

DAFTAR ISI

1. Tujuan [Kembali]

Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian alat pendeteksi hujan.
Mengetahui bentuk rangkaian dan mensimulasikan rangkaian alat pendeteksi hujan menggunakan rain sensor pada software proteus.

2. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat

1. Battery

FEATURES

 Automatic Input Current Limit for universal USB/AC/DC

adapter compatibility*

 Optional automatic power source detection per latest

USB charging specification 1.2

 USB or AC input with automatic input selection and

programmable input current limiting (USB2.0 compliant)

 Up to 750mA charging output from 500mA USB port or

1500mA from AC adapter using proprietary

“TurboChargeTM Mode”

 +4.35 to +6.0V input voltage range

 +18V input tolerance (non-operating)

 High-accuracy float voltage regulation: 1.0%

 Digital programming of major parameters via I2C

interface*

Bahan

1. Rain Sensor

2. Resistor

Features

Carbon Film Resistor
4-band Resistor
Resistor value varies based on selected parameter
Power rating varies based on selected parameter

3. Transistor BC547

FEATURES

• Low current (max. 100 mA)

• Low voltage (max. 65 V).

DESCRIPTION

NPN transistor in a TO-92;

SOT54 plastic package.

PNP complements: BC556 and BC557.

4. Relay

spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-C
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5

Pin Relay:

5. Motor

Features of brushed DC motors

Advantages

No need for a drive circuit when running at constant speed

High-efficiency design

Able to operate at high speeds

High startup torque

Responsive and easy to use as speed and torque can be controlled by voltage

Disadvantages

Motor life is shortened by the need for brushes and a commutator, which are subject to wear.

The brushes generate both electrical and acoustic noise

6. Logic state

Feature

Input 1A Input 2A output A Input lB Input 2B output B . . B I u I vc~ Input ID Input 2D output .

7. Dioda (1N4007)

8. Kabel

General Reference Standards

DIN VDE 0295, IEC 60228, BS 6360
DIN EN 50290‐2‐22, DIN VDE 0207‐363‐4‐1
IEC 60227‐5, EN 50525‐2‐51, VDE 0281‐13
DIN VDE 0482‐332‐1‐2, DIN EN 60332‐1‐2, IEC 60332‐1‐2
RoHS, REACH & CE Directives

3. Dasar Teori [Kembali]

1. Battery

Baterai atau elemen kering adalah salah satu alat listrik yang berfungsi sebagai penyimpan energi listrik dan mengeluarkan tegangan dalam bentuk listrik (sebagai sumber tegangan). Simbol baterai pada suatu rangkaian listrik dengan tegangan DC atau rangkaian elektronika :

Pada umumnya baterai terdiri dari tiga komponen yang penting yaitu :

1. Batang karbon (C) sebagai anode (kutub positif baterai).
2. Seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)
3. Amonium dioksida (NH4CI) sebagai larutan elektrolit (penghantar)

Terdapat dua jenis baterai yaitu :

1. Baterai Primer

Baterai adalah baterai yang hanya dapat digunakan sekali, menggunakan reaksi kimia yang tidak dapat dibalik (irreversible reaction). pada umumnya dijual adalah baterai yang bertegangan listrik 1,5 volt.

2. Baterai Sekunder

Baterai sekunder atau biasanya disebut rechargeable battery adalah baterai yang dapat di isi ulang menggunakan reaksi kimia yang bersifat dapat dibalik (reversible reaction) biasanya digunakan pada telepon genggam.

Adapun salah satu persamaan menghitung tegangan adalah :

P = V x I

Keterangan :

P = Daya (W)

V = Tegangan yang terukur (V)

I = Arus yang terukur (I)

2. Rain Sensor

Sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Prinsip kerja dari sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.

Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula.

3. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm:

{\begin{aligned}V&=IR\\I&={\frac {V}{R}}\end{aligned}}

Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

Sebagian besar resistor yang kamu lihat akan memiliki empat pita berwarna . Begini cara mereka membacanya :

1. Dua pita pertama menentukan nilai dari resistansi

2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.

3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

4. Transistor NPN

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.

Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

5. 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). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :

Electromagnet (Coil)
Armature
Switch Contact Point (Saklar)
Spring

Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

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)

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :

6. 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. Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan.

Bentuk dan Simbol Motor DC

Prinsip Kerja Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

7. Logic state

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.

Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :

HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
TRUE (benar) dan FALSE (salah)
ON (Hidup) dan OFF (Mati)
1 dan 0

7 jenis gerbang logika :

Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
Gerbang OR : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1.

8. Dioda

Pengertian dioda (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
Dalam ilmu fisika dioda digunakan untuk penyeimbang arah rangkaian elektronika. Elektronika memiliki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor. Sehingga anode dapat menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tetapi tika sebaliknya katoda ke anoda.

Simbol Dioda

Perhatikan gambar Dioda berikut ini:

simbol dioda

Gambar di atas merupakan bentuk sederhana dari dioda. Ada simbol + berarti aliran yang positif disebut anoda sedangkan simbol – berarti negatif disebut katoda.

Jenis Dioda

jenis dioda

Berikut ini adalah jenis diode diantaranya:

Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali
Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya

4. Percobaan [Kembali]

1. Prosedur Percobaan

Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus
Susunlah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini
Resistor yang digunakan ada 3, resistor 1 diberi hambatan 10k resistor 2 yaitu 1k dan resistor 3 yaitu 10k.
Baterai yang digunakan diberi tegangan yaitu 12V.
Motor yang digunakan diberi tegangan 12V.
Relay yang digunakan diberi tegangan 5V.
Setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.
Jalankan Rain Sensor dengan menekan logicstate yaitu mengubah dari angka nol menjadi satu.
Jika rangkaian benar, maka rain sensor akan merangsang arus untuk melewati transistor, kemudian menuju resistor, kemudian ke relay, sehingga motor pun bergerak.
Jika logicstatenya tidak dijalankan atau berlogika 0 maka motor tidak akan bergerak.

2. Rangkaian Simulasi

Prinsip Kerja

Apabila logic state dijalankan (berlogika 1) maka akan merangsang rain sensor untuk bekerja kemudian arus akan mengalir pada transisitor. Arus itu akan terus bergerak melalui hambatan dan kemudian sampai di relay. setelah itu, relay akan membuat motor bergerak. Jika ada hujan yang terdeteksi maka motor dalam rangkaian akan bergerak, yang menandakan bahwa ada hujan yang dideteksi oleh rain sensor. Selain itu arus yang berasal dari rain sensor juga mengalir pada resistor, kemudian ditangkap oleh ioda dan baru sampai ke relay. Jika logicstatenya berlogika 0 maka rain sensor tidak akan bekerja, dan motor pun tidak akan bekerja. Motor pun bisa diganti dengan komponen lain untuk mendeteksi hujan, seperti buzzer, speaker ataupun sounder.

Lara Adrosa Marjuita

Features

Bentuk dan Simbol Motor DC

Simbol Dioda

Jenis Dioda

Tidak ada komentar:

Posting Komentar