ELEKTRONIKA DAN SISTEM DIGITAL: rangkaian aplikasi sensor

RANGKAIAN APLIKASI SENSOR INFRARED

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. TUJUAN

1. TUJUAN :

Menambah atau meningkatkan kemampuan dalam memahami dan mengenal komponen-komponen elektronika.
Mengetahui prinsip kerja sensor infrared.
Membuat rangkaian aplikasi "Sensor Ketinggian Air" pada aplikasi proteus.

[kembali ke awal]

2. ALAT DAN BAHAN :

Alat :
- Battery 12 V
  Baterai 12 V | download

Bahan :

Infrared sensor
download gambar

spesifikasi infrared:

Nama	: Sensor Infrared Proximity
Tipe	: Module Sensor
Banyak Pin	: 3 Pin
Tegangan Masukan	: 3-5 Volt
Konsumsi Arus	: 23 mA saat 3.0V dan 43 mA saat 5.0V
Jarak pembacaan	: 2 - 30 cm (diatur dengan potensiometer)
Keluaran Sensor	: Digital LOW
Lampu LED indikator	: Ada

Resistor 330
download gambar

Spesifikasi resistor yang dipakai :

- resistor 330

Motor sebagai pompa air
Speaker
LED
download gambar

Spesifikasi LED yang digunakan :

- LED BIRY

Motor DC
download gambar
Ground
download gambar
Transistor NPN
download gambar

Spesifikasi transistor yang digunakan :

polarity: NPN
collector-base(CB):1500volt
collector-emitter(CE): 800volt
emitter base (EB) : 6 volt
collector current (CC): 10 ampere

3. DASAR TEORI :

Resistor 330

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 :
resistor di proteus | download

cara menentukan nilai :
seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.
Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :
tabel warna dan nilai gelang resisitor | download

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.
Perhitungan untuk Resistor dengan kode angka :
membaca nilai Resistor yang berbentuk komponen Chip lebih mudah dari Komponen Axial, karena tidak menggunakan kode warna sebagai pengganti nilainya. Kode yang digunakan oleh Resistor yang berbentuk Komponen Chip menggunakan Kode Angka langsung jadi sangat mudah dibaca atau disebut dengan Body Code Resistor (Kode Tubuh Resistor)
resistor chip | download

Contoh :
Kode Angka yang tertulis di badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3;
Contoh cara pembacaan dan cara menghitung nilai resistor berdasarkan kode angka adalah sebagai berikut :
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)
2. Transistor NPN
teori : Termasuk dalam komponen semikonduktor aktif adalah transistor, Transistor sebenarnya kepanjangan dari Transfer dan Varistor. Mengenal karakteristiknya transistor terbagi dua kategori ialah Bipolar Junction Transistor (BJT) dan Unipolar Transistor. Kerja transistor pada dasarnya difungsikan sebagai saklar elektronik (Switching) dan penguat sinyal (Amplifier).
simbol :
transistor di proteus | download
3. Infrared sensor
teori :
Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

simbol :
download gambar

Prinsip Kerja Sensor Infrared

Gambar 1. Ilustrasi prinsip kerja sensor infrared | download

Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.

Gambar 2. Rangkaian dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan fototransistor | download

Prinsip kerja rangkaian sensor infrared berdasarkan pada gambar 2. Adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat seperti gambar 3:

Gambar 3. Keadaan Basis Mendapat Cahaya Infra Merah dan Berubah Menjadi Saklar (Switch Close) Secara Sesaat | download

PRINSIP KERJA SENSOR
Sensor infrared dari skema berfungsi sebagai pembaca membran yang terapung di atas permukaan air, transistor sebagai saklar listrik untuk memutus dan menyambungkan arus ke graund. Kemudian, motor berfungsi sebagai water pump.
Pemasangan infrared ini sesuai dengan namanya yaitu di kolam dan bisa juga di bak mandi. Posisi sensor harus menghadap air agar saat air menjauh (air berkurang) maka sensor akan mengalirkan arus tegangan rendah ke basis transistor npn sehingga transistor dapat meneruskan arus pada rangkaian motor dc.

Grafik Respon Sensor Infrared

Gambar 4. Grafik respon sensor infrared| download

Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.