APLIKASI TRANSISTOR BIPOLAR

PAGAR RUMAH OTOMATIS 
(SENSOR PIR DAN SENSOR SOUND)



1.      Tujuan

  • Mensimulasikan software proteus 
  • Membuat rangkaian sederhana menggunakan sensor PIR yang dapat berguna dalam kehidupan sehari-hari
  • Membuat aplikasi rangkaian pagar otomatis dengan menggunakan sensor PIR

 

2.      Alat dan Bahan

  •  Alat :

a.       Baterai


 

b.      Ground

 

c.       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

 

  • Bahan :

a.      sensor PIR



 Konfigurasi PIN:

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


            Spesifikasi :

            Vin : DC 5V - 9V

            Radius : 180 derajat

            Jarak deteksi : 5 - 7 meter

            Output : Digital TTL

b.      Resistor


Spesifikasi :

-          Resistance (Ohms) : 220 V

-          Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W

-          Tolerance : ± 5%

-          Packaging : Bulk

-          Composition : Carbon Film

-          Temperature Coefficient : 350ppm/°C

-          Lead Free Status : Lead Free

-          RoHS Status : RoHs Complient

 

c.       Relay

 

Konfigurasi Pin:

 

-          Coil End 1

-          Coil End 2

-          Common (COM)

-          Normally Close (NC)

-          Normally Open (NO)

 

Spesifikasi:

-          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

-          Usia electrikal: 100,000x

-          Usia mekanikal: 10,000,000x

 

d.       Transistor NPN


Konfigurasi Pin :

-           Collector

-          Base

-          Emitter

Spesifikasi :

-          Type Designator: 2N2369

-          Material of Transistor: S

-          Polarity: NPN

-          Maximum Collector Power Dissipation (Pc): 0.36 W

-          Maximum Collector-Base Voltage |Vcb|: 40 V

-          Maximum Collector-Emitter Voltage |Vce|: 15 V

-          Maximum Emitter-Base Voltage |Veb|: 4 V

-          Maximum Collector Current |Ic max|: 0.2 A

-          Max. Operating Junction Temperature (Tj): 200 °C

-          Transition Frequency (ft): 500 MHz

e.      Motor


Spesifikasi:

-          Tegangan:12V

-          Hambatan:12 ohm

3.      Dasar Teori

 a. 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.

b. 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.

 c. 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

 

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. 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.

 

 f. Relay


 

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

g. sensor PIR



PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu:
  • Lensa Fresnel
  • Penyaring Infra Merah (Sensor)
  • Sensor Pyroelektrik (Sensor)
  • Penguat Amplifier
  • Komparator


Cara Kerja Sensor PIR

Ketika seseorang berjalan melewati sensor, sensor akan menangkap pancaran sinar inframerah pasif yang dipancarkan oleh tubuh manusia yang memiliki suhu yang berbeda dari lingkungan sehingga menyebabkan material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh sinar inframerah pasif tersebut. Kemudian sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus tersebut yang kemudian dibandingkan oleh comparator sehingga menghasilkan output. 
Ketika manusia berada di depan sensor PIR dengan kondisi diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan dapat digambarkan hampir sama pada kondisi lingkungan disekitarnya. Ketika manusia itu melakukan gerakan, maka tubuh manusia itu akan menghasilkam pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas berbeda yang menyebabkan sensor merespon dengan cara menghasilkan arus pada material Pyroelectricnya dengan besaran yang berbeda beda. Karena besaran yang berbeda inilah comparator menghasilkan output.
Jadi sensor PIR tidak akan menghasilkan output apabila sensor ini dihadapkan dengan benda panas yang tidak memiliki panjang gelombang inframerah antar 8 sampai 14 mikrometer dan benda yang diam seperti sinar lampu yang sangat terang yang mampu menghasilkan panas, pantulan objek benda dari cermin dan suhu panas ketika musim panas.

GRAFIK :


h. sensor sound

Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya. 


4.      Percobaaan

a.       Prosedur Percobaan

Langkah-langkah:

 

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

o   Tempatkan alat dan bahan pada posisi yang diinginkan

o   Hubungkan setiap komponen yang sudah ditempatkan tadi

o   Setelah itu, coba run rangkaian tersebut

 

b.      Rangkaian simulasi

  • Gambar rangkaian




 


  • Prinsip kerja

Saat sensor PIR berlogika 0 maka itu artinya sensor PIR tidak mendeteksi adanya orang di dekat pagar, Sehingga tidak ada tegangan yang keluar dari kaki Vout sensor PIR dan tidak adanya arus yang mengalir melalui R1, maka nilai tegangan yang terbaca pada kaki base transistor Q1 yaitu sebesar 0 volt dan transistor Q1 dalam keadaan off. Akibatnya tidak adanya tegangan dari power supply ke relay terus ke kaki collector lanjut ke kaki emitor dan diteruskan ke ground sehingga relay mati dan switch posisi ke arah kanan, rangkaian tidak tertutup atau tidak berbentuk loop dan motor pun mati.

Saat sensor PIR berlogika 1, ini menandakan bahwa sensor PIR mendeteksi adanya orang di dekat pagar,  maka tegangan yang keluar dari Vout sensor terbaca sebesar 4,99 volt diteruskan  melalui R1, dan menuju kaki base transistor Q1. Sehingga nilai tegangan yang terbaca pada kaki base transistor yaitu sebesar 0,82 volt. Tegangan sebesar itu  cukup untuk mengaktifkan transistor. Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply menuju relay diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif. Dengan aktifnya relay, maka posisi switch berpindah ke kiri yang menyebabkan terbentuk rangkaian loop tertutup dan arus mengalir sehingga menyebabkan motor berputar yang menandakan bahwa pitu terbuka.

.

 

c.       Video




d.      Download file

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)

BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH      KIMIA DAN ELEKTRONIKA   oleh : Hana Sulthanah 2010951013 Dosen Pengampu: Dr. Darwison, M.T. Referens...

  • (tanpa judul)
    BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH      KIMIA DAN ELEKTRONIKA   oleh : Hana Sulthanah 2010951013 Dosen Pengampu: Dr. Darwison, M.T. Referens...