BLOG KULIAH

LATIHAN 4

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

APLIKASI GARASI OTOMATIS DENGAN SENSOR IR PROXIMITY

DAFTAR ISI

1. Tujuan

· Memahami karakteristik sensor proximity

· Membuat rangkaian aplikasi garasi otomatis dengan sensor IR Proximity

· Menjalankan dan menganalisa sensor proximity

2. Alat dan Bahan

· Alat:

a. baterai

b. LED

Spesifikasi :

- Superior weather resistance

- 5mm Round Standard Directivity

- UV Resistant Eproxy

- Forward Current (IF): 30mA

- Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V

- Reverse Voltage: 5V

- Operating Temperature: -30℃ to +85℃

- Storage Temperature: -40℃ to +100℃

- Luminous Intensity: 20mcd

Konfigurasi Pin :

- Pin 1 : Positive terminal of LED

- Pin 2 : Negative terminal of LED

c. Ground

· Bahan:

a. Sensor proximity

b. Resistor

Spesifikasi :

o Resistance (Ohms) : 220 V

o Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W

o Tolerance : ± 5%

o Packaging : Bulk

o Composition : Carbon Film

o Temperature Coefficient : 350ppm/°C

o Lead Free Status : Lead Free

o RoHS Status : RoHs Complient

c. Motor

d. Relay

e. Logicstate

3. Dasar Teori

a. a. Ground

Grounding adalah Alat instalasi listrik yang berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang keluar dari rangkaian akibat terjadi kegagalan isolasi. Grounding dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.

Terdapat parameter yang menentukan kualitas dari grounding tersebut yaitu nilai tahan pada satuan ohm atau disebut sebagai resistans.Jika nilai groundingnya semakin kecil maka akan semakin bagus kualitas grounding tersebut.Pada instalasi listrik rumahan tentu saja memiliki nilai tahan untuk maksimal 5 Ohm. Sedangkan untuk instalasi petir makja hanya 2 Ohm saja.

b. b. Power

Sebagai sumber tegangan

c. c. Sensor proximity

Proximity ialah sensor jarak yang menggunakan sebuah sensor elektronik yang tentunya sangat mampu mendeteksi sebuah objek yang berada di sekitarnya tanpa diperlukan adanya sentuhan fisik.

Pada Sensor Proximity biasa terdapat sepefisikasi sebagai berikut :

· Jarak Sensing

· Histerisis

· Target sensing Standart

· Catu daya ( Tegangan Operasi )

· Frekuensi Respon

· Connection

Cara Setting Sensor Proximity

· Jarak Sensing

Jarak sensing ini biasanya tertara pada spesifikasi semua sensor proximity yang harus dipenuhi karna jika tidak dipenuni maka sensor tidak akan mensensing atau mendeteksi jika ada barang yang lewat, jarak sensing biasanya antar 4 mm - 25 mm dimana satuan milimiter karna jaraknya dekat dan biasanya ini digunakan untuk menghitung RPM motor, jadi jarak yang harus disetting tidak boleh melebihi 4mm tapi tenang ada nilai histerisisnya.

Dari gambar diatas maka ditentukan rumus jika sobat punya proximity dengan jarak sensing 4 mm :

SN = 4 mm

SA = 4 x 70 %

= 4 x 0.7

= 2.8 mm

Jadi setting jaraknya di 2.8mm agar ketika bendanya bisa bergerak antara 0 - 4 mm dimana 0 adalah nilai minimum dan 4 adalah nilai maximusnya.

· Histerisis Sensor Proximity

Histerisis adalah persentase jarak ( Plus dan Minus ) biasanya tertara Maksimum 10% dari jarak sensing yang dimaksud adalah nilai bawah dan nilai atasnya dari jarak sensingnya, jika sobat mempunyai sensor proximity dengan jarak sensingnya 4mm maka Histerisisnya perhitunganya sebagai berikut :

Jarak Sensing = 4 mm
Histerisi         = 10% x 4
                       = 0.1 x 4
   = 0.4 mm

Dari nilai di atas ketemu dengan nilai 0.4 mm maka Histerisinya adalah maksimum jarak sensingnya 4 + 0.2 = 4.2 mm dan minimumnya adalah 4 - 0.2 = 3.8 mm.

· Target sensing standart

Target sensing standart adalah besar atau ukuran benda yang direkomendasikan untuk tipe Sensor Proximity sensor tersebut biasanya tertara 12x12x1mm(iron) dengan hormat HxWxD bahan Iron jika tidak tau HxWxD maka indonesianya Tinggi x Lebar x Tebal bahanya besi.

· Catu Daya (Tegangan Operasi)

Catu Daya pada proximity sensor biasanya antara 12 - 24VDC dengan batasan range (10 - 30VDC).

· Frekuensi Respone Sensor Proximity

Frekuensi Respone adalah nilai rata-rata. Target sensing standart digunakan dengan lebar yang diset dua kali dari target sensing standart dan 1/2 kali dari jarak sensing.

· Connection Sensor Proximity

Koneksi ini terdapat 2 wire atau 3 wire berikut penjelasanya dan gambarnya:

Diatas terdapat 2 type dimana NPN atau PNP untuk Koneksi 3 Wire, Jika sobat memilih NPN maka akan keluar output OV dan harus memilih perangkat yang bisa membaca 0V dan sebaliknya jika PNP maka akan keluar 24V dan harus mencari perangkat yang bisa membaca 24VDC.

Diatas koneksi 2 wire perbedaanya hanya diwiringnya yang untuk ini keluar 2 kabel dan untuk pembacaanya harus dilooping dahulu atau diputar dlu jadi jika sobat membacanya dengan pulse meter maka dari power 24VDC masuk ke Pulse meter keluar pulse meter > Proximity > Proximity > 0V.

d. d. Resistor

Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.

Bentuk-Bentuk Komponen Resistor

Resistor itu sendiri terdiri dari 2 bentuk komponen, yaitu Komponen Axial/Radial & Komponen Chip. Perbedaan dari kedua bentuk komponen tersebut adalah :

1. Komponen Axial/Radial adalah Suatu komponen pada nilai resistor terdapat sebuah kode warna, sehingga kita bisa mengetahui nilainya dari sebuah warna yang ada pada komponen tersebut.

2. Komponen Chip adalah Suatu komponen pada nilai resistor terdapat kode tertentu, sehingga komponen tersebut lebih mudah untuk memhaminya.

Cara Berhitung Resistor Chip :

- Masukkan Angka ke 1 langsung = 4

- Masukkan Angka ke 2 langsung = 7

- Masukkan Jumlah nol dariAngka ke 3 = 000 (3 nol) atau di kalikan dengan 10(3)

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

e. e. Logicstate

Sebagai pemberi kondisi,jika diberi logika1 maka sensor aktif sedangkan logika 0 sensor tidak aktif.

f. f. Motor

merupakan piranti elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. pada motor DC terdapat 2 Input yang jika diberikan input yang berbeda maka motor akan berputar CCW atau CW tergantung pada inputan yang dimasukan dan jika diberikan dua input dengan nilai sama maka motor dc akan berhenti. maksud nilai disini adalah HIGH atau LOW.

jadi :

           HIGH HIGH = motor tidak berputar
           HIGH LOW = motor berputar
           LOW LOW = motor tidak berputar
           LOW HIGH = motor berputar

g. g. Baterai

Berfungsi menyediakan arus listrik dengan menyimpan energi potensi listrik dalam bentuk sel elektrokimia (sel volta). Ketika kutub posittif dan negatif baterai di hubungkan, potensi listrik kedua kutub akan menyebabkan arus listrik mengalir.

h. h. Voltage

Tegangan listrik yaitu perbedaan potensial listrik antara 2 titik dalam rangkaian listrik dan dinyatakan dalam satuan volt.

Besaran ini, mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.

Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik bisa kamu katakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.

Secara definisi, tegangan listrik menyebabkan objek bermuatan listrik negatif tertarik dari tempat bertegangan rendah menuju tempat bertegangan lebih tinggi.

Jadi, menyebabkan arah arah arus listrik konvensional di dalam suatu konduktor mengalir dari tegangan tinggi menuju tegangan rendah

Tegangan merupakan beda potensial antara 2 titik, bisa didefinisikan sebagai jumlah kerja yang diperlukan buat memindahkan arus dari titik satu ke titik lainnya.

Simbol Tegangan Listrik DC dan Tegangan Listrik AC

Jadi, rumus tegangan antara 2 titik yaitu:

Va – Vb = ∫E . dI

Keterangan:

Va = Potensial di titik a

Vb = Potensial di titik b

E = Medan Listrik

I = Arus Listrik

Sedangkan, berdasarkan penerapannya, beda potensial itu ada pada arus listik bolak – balik (AC) dan arus listrik searah (DC).

Dibawah ini, ada rumus arus searah:

V = √(P.R)

V = I . R

Keterangan:

V = Tegangan Listrik

P = Daya Listrik

R = Hambatan Listrik

I = Kuat Arus Listrik

Sedangkan, keterangan pada arus bolak – balik adalah:

V = Tegangan Listrik (Volt)

I = Kuat Arus Listrik (Ampere)

P = Daya Listrik (Watt)

R = Hambatan Listrik (Ohm)

Z = Impedansi

ф = Beda fase antara I dan V

1. Rumus Tegangan Listrik dengan Kuat Arus

Buat mencari rumus tegangan listrik, kalo diketahui Kuat Arus Listrik dan Hambatan Listriknya, yaitu:

V = I x R

Keterangan:

V = Tegangan Listrik (Volt)

I = Kuat Arus Listrik (Ampere)

R = Hambatan Listrik (Ohm)

i. i. Relay

Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil.

j. j. Transistor NPN

Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberikan arus positif pada basisnya.

Transistor NPN menerima tegangan positif pada pin collector. Hal ini sehingga membuat arus mengalir dari collector ke emitor(Lc), untuk hal ini harus ada arus basis yang cukup (Lb)untuk meng “On”kan transistor.

Cara Kerja Transistor NPN:

Ketika tegangan yang disuplai ke basis melebihi tegangan ambang sebesar 0,7V, yaitu ketika Anda menaikkan arus yang ke basis transistor NPN, maka transistor akan terus mengalirkan lebih banyak sampai arus mengalir sepenuhnya dari kolektor ke emitor.

Dan ketika Anda menurunkan arus yang ke basis transistor NPN, maka transistor akan membuat arus yang melintasi dari collector ke emitor semakin sedikit, sampai tegangan yang disuplai ke basis berada di bawah ambang batas tegangan 0,7V, di mana pada titik dimana transistor sudah tidak lagi membuka lintas kolektor ke emitor dan transistor di “off”kan.

k. k. LED

LED dapat kita definisikan sebagai suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. Led (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator/lampu indikator.

Rumus Cara Menghitung Resistor Untuk LED

Pada rangkaian diatas kita menggunakan sebuah sumber tegangan DC (Battery) untuk menyalakan LED. Sebagai pembatas arus dipasag sebuah resistor R1 secara seri terharap LED. Besarnya nilai resistor dapat dihitung menggunakan rumus dasar hukum Ohm, dimana besarnya nilai resistor sama dengan tegangan dibagi arus. Karena resistor dipasang seri terharap LED maka besarnya tegangan pada resistor sama dengan tegangan battery dikurangi tegangan forward LED.

Berikut ini rumus cara menghitung resistor untuk LED :

Misalnya kita menggunakan sebuah LED dengan batas arus maksimal sebesar 20mA dengan tegangan supply sebesar 5V dan tegangan maju sebesar 2V, maka nilai resistor yang kita pasang adalah sebesar 5V dikurangi 2V lalu dibagi dengan 20mA. Hasilnya sebesar 150 Ohm.

4. Percobaan

a. Prosedur Percobaan

Langkah-langkah:

· Siapkan alat dan bahan (komponen - komponen yang akan dirangkai)

· Tempatkan alat dan bahan pada posisi yang diinginkan

· Hubungkan setiap komponen yang sudah ditempatkan tadi

· Setelah itu, coba run rangkaian tersebut

· Apabila motor berputar maka rangkaian sudah benar

b. Rangkaian Simulasi

· Gambar rangkaian

· Prinsip kerja:

Jika ada benda di dekat test pin maka sensor IR Proximity akan mengirimkan output listrik ke rangkain yang akan dihubungkan dengan pintu garasi (diwakilkan oleh motor). jika testpin tidak memliki tegangan (0 v) maka tidak ada output yang dikirmkan sensor, jika testpin memiliki tegangan maka sensor akan mengirimkan output, semakin dekat benda dengan sensor, semakin besar pula tegangan pada testpin yang menyebakan sensor mengirimkan output yang besar sehingga pintu garasi terbuka dengan cepat (diwakilkan oleh motor).

BLOG KULIAH

Tidak ada komentar:

Posting Komentar