APLIKASI PENDETEKSI GEMPA
DENGAN SENSOR VIBRASI
 

1.      Tujuan

-        Mensimulasikan software proteus

-        Membuat rangkaian sederhana menggunakan sensor vibrasi yang dapat berguna dalam kehidupan sehari-hari

-        Membuat aplikasi rangkaian pendeteksi gempa dengan vibrasi

gambar acuan : halaman 974


 g

2.      Alat dan Bahan

·         Alat :

a.       Baterai


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*

 

b.      Ground


c.       DC voltmeter

 

·         Bahan :

a.       Sensor Vibrasi

Spesifikasi :
    -Vsuplai : DC 3.3V-5V
    -Arus : 15mA
    -Sensor : SW-420 Normally Closed
    -Output : digital
    -Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm
    -Berat : 10 g

 

b.      Logicstate

 

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

 

c.       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

 

d.      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

 

e.       Op-Amp

Spesifikasi:

·         Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)

·         Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)

·         Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)

·         Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)

·         Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)

·         Karakteristik tidak berubah dengan suhu

f.       Motor

Spesifikasi:

-          Tegangan:12V

-          Hambatan:120 ohm

g.      Diode

 

h.      Lampu

3.      Dasar Teori

a.       Baterai

 v

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.       Voltmeter 


Untuk mengukur tegangan. 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)

 

e.       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


f.      Relay


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

g.        Logicstate


Gerbang logika atau logic gate adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik.  Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

 

h.        Sensor vibrasi


Vibration sensor / Sensor getaran ini memegang peranan penting dalam kegiatan pemantauan sinyal getaran karena terletak di sisi depan (front end) dari suatu proses pemantauan getaran mesin. Secara konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya berbentuk tegangan listrik. Pemakaian sensor getaran ini memungkinkan sinyal getaran tersebut diolah secara elektrik sehingga memudahkan dalam proses manipulasi sinyal, diantaranya:
   - Pembesaran sinyal getaran
   - Penyaringan sinyal getaran dari sinyal pengganggu.
   - Penguraian sinyal, dan lainnya.
Sensor getaran dipilih sesuai dengan jenis sinyal getaran yang akan dipantau. Karena itu, sensor getaran dapat dibedakan menjadi:
  - Sensor penyimpangan getaran (displacement transducer)
  - Sensor kecepatan getaran (velocity tranducer)
  - Sensor percepatam getaran (accelerometer).
Pemilihan sensor getaran untuk keperluan pemantauan sinyal getaran didasarkan atas pertimbangan berikut:
  - Jenis sinyal getaran
  -  Rentang frekuensi pengukuran
  -  Ukuran dan berat objek getaran.
  -  Sensitivitas sensor
Berdasarkan cara kerjanya sensor dapat dibedakan menjadi:
   - Sensor aktif, yakni sensor yang langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa perlu catu daya
     (power supply) dari luar, misalnya Velocity Transducer.
   - Sensor pasif yakni sensor yang memerlukan catu daya dari luar agar dapat berkerja.

Grafik perbandingan frekuensi dengan sensitivitas sensor getaran :

i.      Op-Amp 


Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah 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. Op-Amp umumnya dikemas dalam bentuk IC, sebuah IC Op-Amp dapat terdiri dari hanya 1 (satu) rangkaian Op-Amp atau bisa juga terdiri dari beberapa rangkaian Op-Amp. Jumlah rangkaian Op-Amp dalam satu kemasan IC dapat dibedakan menjadi Single Op-Amp, dual Op-Amp dan Quad Op-Amp. Ada juga IC yang didalamnya terdapat rangkaian Op-Amp disamping rangkaian utama lainnya.

Sebuah rangkaian Op-Amp memiliki dua input (masukan) yaitu satu Input Inverting dan satu Input Non-inverting serta memiliki satu Output (keluaran). Sebuah Op-Amp juga memiliki dua koneksi catu daya yaitu satu untuk catu daya positif dan satu lagi untuk catu daya negatif. Bentuk Simbol Op-Amp adalah Segitiga dengan garis-garis Input, Output dan Catu dayanya seperti pada gambar dibawah ini. Salah satu tipe IC Op-Amp yang populer adalah IC741

 

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

o   Apabila motor berputar dan lampu menyala saat logicstate bernilai 1 maka rangkaian sudah benar dan itu artinya sensor mendeteksi adanya gempa, namun saat logicstate 0 maka lampu tidak akan hidup dan motor tidak berputar artinya sensor tidak mendeteksi adanya gempa.

b.      Rangkaian simulasi

·         Gambar rangkaian

saat logika 0

 

saat logika 1


·         Prinsip kerja

Apabila logicstate dijalankan  (berlogika 1) maka akan merangsang sensor vibration untuk bekerja kemudian arus akan mengalir pada resistor. Arus itu akan diteruskan ke kaki positif opamp, kemudian menuju relay. Kemudian, arus dari relay akan diteruskan kebaterai  dan lampu sehingga lampu dapat menyala dan motor berputar. Hal itu menandakan bahwa ada gempa yang terdeteksi. Sedangkan jika logicstatenya berlogika 0 (tidak ada gempa) maka arus tidak akan mengalir sehingga lampu mati dan motor tidak berputar.

 

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...