APLIKASI ELEKTRONIKA SEDERHANA (KERAN CUCI TANGAN OTOMATIS)
1. TUJUAN [kembali]
Penulisan di blog ini bertujuan untuk:
a) Dapat membuat rangkaian kran air otomatis untuk cuci tangan menggunakan sensor pir.
ds Meningkatkan kemampuan mengenali komponen elektronika.
Memahami prinsip kerja sensor pir dalam kehidupan sehari-hari.
2. KOMPONEN[kembali]
Untuk membuat
Rangkaian Kran Otomatis, diperlukan:
a. alat :
- Baterai
Berfungsi untuk mensuplai tegangan DC pada rangkaian.
- Alternator
1. Resistor
Resistor berfungsi untuk menghamt atau membatasi aliran
listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Cara menghitung nilai
dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor tersebut. Umumnya
resistor memiliki 4 sampai 6 pita.
2.
Transistor NPN
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai
penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi
tegangan, dan modulasi sinyal.
3.
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).
4.
Dioda
Dioda fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah
tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
5.
Solenoid Valve
Solenoid valve berfungsi untuk
keran atau katup air, yang dikendalikan
dengan arus listrik baik AC maupun DC melalui kumparan / selenoida.
6. Sensor PIR
Berfungsi untuk sensor yang digunakan untuk mendeteksi
adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object (manusia).
7,
Ground
Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke
bumi atau tanah.
3. DASAR TEORI [kembali]
Resistor
a) Resistor
{teori }
Besar arus dan tegangan pada sebuah rangkaian elektronika disesuaikan dengan kebutuhan setiap komponen pada setiap blok rangkaian, jangan sampai melebihi batas maksimalnya karena akan mempengaruhi kerja dari sebuah blok rangkaian seperti cacat sinyal atau bisa mengakibatkan kerusakan komponen, dan juga jangan terlalu rendah karena kemungkinan rangkaian tidak bekerja optimal ataumenghasilkan cacat sinyal. Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan komponen yang mampu mengatur kebutuhan arus dan tegangan pada rangkaian, dan komponen tersebut adalah resistor.
{simbol}
{cara menentukan nilai resistor}
Cara Menghitung Nilai Resistor Berdasarkan Kode Warna
Nilai Resistor yang Axial bisa dilihat dari kode warna-warna yang terdapat di resistor tersebut dalam bentuk gelang. Biasanya ada 4 gelang di tubuh resistor namun ada juga yang memiliki 5 gelang.
Untuk gelang warna emas dan perak terletak lebih jauh dari warna lain. Lihat tabel warna dibawah ini :
Perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna :
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
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%.
Perhitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna :
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.
Contoh-contoh lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi
Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm
Untuk mempermudah menghafalkan warna di resistor, kami memakai singkatan seperti berikut :
HI CO ME O KU JAU BI UNG A PU
(HItam, COklat, MErah, Orange, KUning. HiJAU, BIru, UNGu, Abu-abu, PUtih)
Cara Menghitung Nilai Resistor Berdasarkan Kode Angka :
Perlu diketahui bahwa menghitung komponen Chip lebih mudah daripada Komponen Axial karena tidak memakai kode warna. Untuk Komponen Chip kode yang digunakan adalah angka jadi lebih mudah dipahami.
Contoh :
Kode Angka yang tertulis di badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3;
Cara pembacaannya adalah :
Masukkan Angka ke-1 langsung = 4
Masukkan Angka ke-2 langsung = 7
Masukkan Jumlah nol dari Angka ke 3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan 10³
Maka nilainya adalah 47.000 Ohm atau 47 kilo Ohm (47 kOhm)
Contoh perhitungan lainnya :
222 → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm
103 → 10 * 10³ = 10.000 Ohm atau 10 Kilo Ohm
334 → 33 * 104 = 330.000 Ohm atau 330 Kilo Ohm
Ada juga yang memakai kode angka seperti dibawah ini :
(Tulisan R menandakan letaknya koma decimal)
4R7 = 4,7 Ohm
0R22 = 0,22 Ohm
Keterangan :
Ohm = O
Kilo Ohm = KO
Mega Ohm = MO
1.000 Ohm = 1 kilo Ohm (1 KO )
1.000.000 Ohm = 1 Mega Ohm (1 MO)
1.000 kilo Ohm = 1 Mega Ohm (1 MO)
b) Kapasitor
{teori}
komponen elektronika yang dapat menyimpan energi arus listrik itulah kapasitor. Alessandro Volta adalah seorang ilmuwan dari negara Italia pernah menyatakan bahwa "semua benda yang dapat menyimpan energi disebut condensatore". Oleh karena itu kapasitor yang memiliki ukuran besar dalam mikrofarad (uF), sering disebut kondensator. Kapasitor disebut komponen pasif karena akan bekerja ketika diberi arus listrik, besar energi yang disimpan oleh sebuah kapasitor ditentukan oleh besar nilai kapasitor dan waktu pengisian kapasitor.
{simbol}
{cara menentukan nilainya}
Transistor
Selain digunakan sebagai penguat, 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.
Sensor PIR (Passive Infrared Receiver)
PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor
berbasiskan inframerah. Akan tetapi, tidak seperti sensor inframerahkebanyakan
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. Mengapa sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia
saja? Hal ini disebabkan karena adanya IR Filteryang menyaring panjang
gelombang sinar inframerah pasif. IR Filterdimodul sensor PIR ini mampu
menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14
mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang
berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh
sensor. Jadi, 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. Jadi sensor PIR tidak akan menghasilkan output
apabila sensor ini dihadapkan dengan benda panas yang tidak memiliki panjang
gelombang inframerah antara 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.
Solenoid Valve
Solenoidvalve elektrik adalah salah satu kran yang dirancang
menggunakan solenoida sebagai kontrol nya, kran ini aktif ketika diberikan
tegangan minimal 12 volt dengan arus 1,2 Ampere untuk tiap kran. Kran ini hanya
mampu on dan off saja karena solenoida pada prinsipnya bekerja pada dua kondisi
yaitu hanya on dan off. Gambar dibawah menunjukan bentuk fisik dan bagian-bagian
yang terdapat pada solenoid valve.
4. PRINSIP KERJA RANGKAIAN[kembali]
Pada saat tangan seseorang berada dibawah keran cuci tangan
otomatis (di dekat sensor PIR), maka sensor PIR yang ada diatas keran akan
mendeteksi dan memberi sinyal, dimana input dari vcc akan diolah sensor PIR
menjadi output. Maka transistor di dekat sensor akan tersaturnasi ke colletor karena besarnya tahanan di
emitter dan collectornya akan menjadi
base/saklar untuk trasistor di dekat relay yang apabila base transistor di
dekat relay sudah memenuhi (banyak teganggan pada base) maka akan terjadi sort
circuit dari colecktor ke emitor sehingga relay bekerja dan menyebabkan
solenoide valve hidup, sehingga akhirnya air keluar dari solenoid valve. Dan
apabila tidak ada tangan yang berada di dekat sensor PIR/ keran maka transistor
di dekat relay tidak akan tersaturnasi/ tidak cukup untuk mengaktifkan relay.
5. GAMBAR RANGKAIAN[kembali]
Gambar Rangkaian Kran Cuci Tangan Otomatis
Saat Tangan di Dekatkan
Saat Tidak Ada Tangan
6. VIDEO [kembali]
7. DOWNLOAD FILE [kembali]
[Rangkaian Kran Cuci
Tangan Otomatis menggunakan PIR dan Selonoid Valve Proteus]
[VIDEO]
[FILE LIBRARY PIR]
[DATA SHEET SENSOR PIR]
[materi]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar