Sensor Mekanis

JUDUL

Sensor Mekanis
Kontrol Sun Tracker

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. TUJUAN

2. DAFTAR KOMPONEN

3. LANDASAN TEORI

4. RANGKAIAN SIMULASI

5. PRINSIP KERJA

6. VIDEO

7. LINK DOWNLOAD

1. TUJUAN [kembali]

Digunakan untuk mendeteksi posisi matahari. Sesuai arah putaran motor.

2. DAFTAR KOMPONEN [kembali]

•       Potensiometer
• ·         LDR

  ·         Infrared Sensor

  ·         Resistor

  ·         Transistor NPN

  ·         Transistor PNP

  ·         Dioda

  ·         Motor DC

  ·         Sumber DC
• LED
• Relay
• Logic State
• Baterai
• Op-Amp

3. LANDASAN TEORI [kembali]

Potensiometer

Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek.

Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.

Transistor NPN

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor Cara kerja transistor NPN adalah jika kaki basis transistor diberi tegangan bias maka arus pda kolektor akan mengalir ke kaki emitor.

Transistor PNP

Fungsi transistor yang lazim dilihat pada system kontrol adalah sebagai driver atau pengendali motor DC. Motor DC akan off atau on jika kondisi transistor dalam keadaan saturasi atau cut off.

Dioda

Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).

Sumber DC

Sebagai sumber arus DC

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 atau lampu indikator.

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). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

Logic State

Digunakan sebagai indikator ada atau tidaknya obstacle yang terdeteksi, dengan nilai benar (1) atau salah (0).

Op-Amp

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi  dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.

LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini.

Pada umumnya prinsip kerja sensor cahaya ldr ini adalah “Semakin tinggi intensitas cahaya (Terang) yang diterima oleh LDR maka semakin rendah pula nilai resistansi/tahanannya, Sebaliknya Semakin rendah intensitas cahaya (Gelap) yang diterima oleh LDR maka semakin tinggi pula nilai resistansi/tahanannya.” 

Grafik Sensitivitas Sensor

Dari grafik didapatkan kesimpulan bahwa semakin besar cahaya yang masuk maka semakin kecil resistansinya

Grafik respon spektral sensor

Dari grafik didapatkan bahwa sensitifitas relatif dari sel photokonduktif tergantung pada panjang gelombang warna cahaya. Setiap tipe bahan photokonduktor memiliki kurva respon spektral yang unik.

Sensor  LDR terbuat dari bahan kadmium sulfida yang merupakan bahan semikonduktor yang nilai tahanan/resistansinya berubah ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima bahan tersebut.

Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :

·                     Tegangan maksimum (DC): 150V

·                     Konsumsi arus maksimum: 100mW

·                     Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ

·                     Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)

·                     Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms

·                     Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

Infrared Sensor

Fitur Infrared Sensor

• 5VDC Operating voltage
• I/O pins are 5V and 3.3V compliant
• Range: Up to 20cm
• Adjustable Sensing range
• Built-in Ambient Light Sensor
• 20mA supply current
• Mounting hole 

Dari grafik dapat dilihat bahwa saat frekuensi yang terdeteksi adalah 38 KHz dan panjang gelombang yang terdeteksi adalah 940 nm maka ia akan berada dalam puncak sensitifitas. 

4. RANGKAIAN SIMULASI [kembali]

a. Susun rangkaian seperti pada gambar

b. Kemudian RUN rangkaian 

maka LED akan hidup saat intensitas cahaya tinggi, dan begitu pula sebaliknya. Rangkaian atas untuk mendeteksi sinar matahari dari timur dan barat, sedangkan rangkaian bagian bawah untuk mendeteksi sinar matahari di bagian utara dan selatan

5. PRINSIP KERJA [kembali]

Tegangan diberikan oleh sumber DC kemudian diteruskan ke diode. Namun karena diode dalam posisi reverse bias, maka arus tidak dapat lewat kemudian diteruskan ke transistor. Namun arus masih belum dapat lewat karena tidak ada arus yang mengalir di basis sehingga transistor dalam keadaan off. Sehingga arus tidak dapat diteruskan. Hal ini menyebabkan arus masuk ke potensiometer, LDR, dan Op-amp. Ketika LDR mendapatkan intensitas cahaya yang tinggi maka resistansi LDR akan rendah sehingga arus dapat mengalir. Saat intensitas cahaya di LDR1 lebih tinggi, maka arus akan masuk ke R1 dan Op-amp kemudian diteruskan ke resistor dan dibagi dua ke masing masing transistor. Arus ini yang mengaktifkan basis dari Q1 dan Q2 sehingga arus bisa mengalir dari collector ke emittor. Sehingga motor dapat berputar searah jarum jam. 
 Saat intensitas cahata di LDR2 lebih tinggi, maka arus akan masuk ke R4 dan Op-amp kemudian diteruskan ke R3 dan dibagi dua ke masing masing transistor. Arus ini yang mengaktifkan basis dari Q3 dan Q4 sehingga arus bisa mengalir dari collector ke emittor. Sehingga motor dapat berputar berlawanan arah jarum jam.

Infrared sensor digunakan untuk mendeteksi apabila solar cell hampir mengenai tanah ketika mendeteksi pergerakan matahari. Apabila logic state 1 maka akan ada arus yang mengalir ke base transistor sehingga arus dari baterai mengalir ke collector kemudian ke emittor dan bisa mengaktifkan relay sehingga relay akan pindah dan rangkaian menjadi opencircuit. Perpindahan relay tersebut menyebabkan motor akan mati sehinggai solar cell tidak menyentuh tanah.
Rangkaian IR sensor ini akan dipasang di keempat sisi sebagai penanda apabila solar cell akan menyentuh tanah

6. VIDEO [kembali]

7. LINK DOWNLOAD [kembali]

File Rangkaian Simula [Download]

Library IR sensor  [Download]

Video Rangkaian Simula  [Download]
Datasheet LDR  [Download]
Datasheet Ir sensor  [Download]