Nama            : Mujadid Alhamid
NIM              : 1810953034
Mata Kuliah  : Sensor C


 

[menuju akhir]




Gambar A. Soal UAS Sensor Semester 3 2019


1. thermocouple.[kembali]

    Gambar 1. Rangkaian dengan Thermocouple

    Prinsip Kerja

    Suhu diukur oleh thermocouple, perbedaan jenis metal pada thermocouple menimbulkan adanya beda potensial pada ujung thermocouple. ujung negatif thermocouple dihubungkan ke pin negatif op-amp, ujung positif thermocouple dihubungkan dengan pin positif op-amp. Tegangan dari thermocouple di inputkan ke op-amp dengan penguatan 700 kali penguatan. Output op-amp berupa tegangan yang sudah mengalami penguatan yang diukur oleh voltmeter.
    semakin tinggi suhu yang diukur thermocouple maka semakin besar pula tegangannya. Begitu pula sebaliknya, semakin rendah suhu yang diukur thermocouple maka semakin rendah tegangan yang terukur.
    Titik leleh pada besi sekitar 1300 derajat celcius. saat suhu pada mesin peleleh besi melebihin titik leleh besi, maka output dari thermocouple setelah dikuatkan mampu menghidupkan buzzer sebagai alarm
    2. ultrasonic.[kembali]

     

    Gambar 2. Rangkaian dengan Ultrasonic



    Prinsip Kerja

    Sensor Ultrasonik menerima gelombang dari IC NE555. Pada NE555, NE555 mendapatkan tegangan melalui VCC sebesar 5 Volt (pada pin kaki 8). Kapasitor terhubung dengan Control Voltage (5) yang berguna untuk menyeimbangkan tegangan referensi pada kaki negatif komparator. Trigger (2) dan Threshold (6) berguna untuk mengatur agar tidak terjadinya logika LOW Karena apabila terjadi logika low maka flip flop akan tereset. Flip flop (4) berfungsi untuk menyimpan data sementara pada IC dan akan akan aktif jika diberi arus serta menghasilkan gelombang Sensor Ultrasonik menerima tegangan dari VCC sebesar 5 Volt. Gelombang tadi yang dihubungkan dengan trigger. Kemudian pulsa tersebut diubah oleh pizeoelektrik dari pulsa menjadi gelombang bunyi dengan dengan frekuensi sebesar 40 kHz yang kemudian dipancarkan melalui pemancar ultrasonik yang disebut transmiter tranducer. Setelah gelombang menyentuh permukaan benda maka gelombang tersebut dipantulkan kembali ke Sensor Ultrasonik melalui penerima gelombang bunyi yang disebut Receiver Tranduser. Dan setelah itu gelombang dialirkan ke pin Echo dalam bentuk tegangan kemudian dialirkan ke relay. Kemudian relay akan memindahkan switch dan membuat Lampu menyala pada rangkaian tersebut.
     
    3. infrared.[kembali]
         


    Gambar 3. Rangkaian dengan Infrared

    Prinsip Kerja

    1. Ketika sensor Infrared Low
    Saat logicstate menunjukan angka nol (LOW) artinya sensor tidak mendeteksi benda didepannya, dengan begitu output dikeluarkan akan berlogikakan nol (low) sehingga base transistor yang terhubung dengan infrared tidak mengalami bias positif, dengan demikian arus pada relay terputus atau tidak ada loop, sehingga relay tidak aktif an switch pada relay tidak berpindah kekiri yang menyebabkan loop led terhubung dan led hidup.

    2. Ketika sensor Infrared High

    Saat logicstate menunjukan angka satu (High) artinya sensor mendeteksi benda didepannya, dengan begitu output yang dikeluarkan akan berlogikakan satu (High) sehingga base transistor yang terhubung dengan infrared mengalami bias positif, dengan deemikian arus pada relay akan terhubung dan akan terjadi loop, sehingga relay aktif dan switch pada relay berpindah kekiri yang menyebabkan loop motor terhubung dan motor bergerak.

    4. gas.[kembali]




    Gambar 4. Rangkaian dengan MQ-7


    Prinsip Kerja

    1. Ketika sensor Infrared Low
    Saat logicstate menunjukan angka nol (LOW) artinya sensor tidak mendeteksi asap di sekitarnya, dengan begitu output dikeluarkan akan berlogikakan nol (low) sehingga base transistor yang terhubung dengan MQ-7 tidak mengalami bias positif, dengan demikian arus pada relay terputus atau tidak ada loop, sehingga relay tidak aktif dan switch pada relay tidak berpindah kekiri yang menyebabkan loop led terhubung dan led hidup.

    2. Ketika sensor Infrared High

    Saat logicstate menunjukan angka satu (High) artinya sensor mendeteksi benda didepannya, dengan begitu output yang dikeluarkan akan berlogikakan satu (High) sehingga base transistor yang terhubung dengan MQ-7 mengalami bias positif, dengan deemikian arus pada relay akan terhubung dan akan terjadi loop, sehingga relay aktif dan switch pada relay berpindah kekiri yang menyebabkan loop led dan buzzer hidup.




    5. sensor lain.[kembali]

     
    Gambar 5. Rangkaian dengan Sensor Flame

    Prinsip kerja



    1. ketika tidak terjadi kebakaran
    Pada sensor Flame tidak keluar tegangan, sehingga pada op-amp detector, lebih besar nilai tegangan pada inverting-nya. sehingga, Vout yang keluar sebesar -Vsat, dan motor diam karena tegangan yang didapat tidak mencukupi untuk menggerakan motor.


    2. ketika terjadi kebakaran.
    Pada sensor Flame keluar tegangan, sehingga pada op-amp detector, lebih besar nilai tegangan pada non inverting-nya. sehingga, Vout yang keluar sebesar +Vsat,  dan motor bergerak karena tegangan yang didapat mencukupi untuk menggerakan motor.



        
      
    [menuju awal]


    [menuju akhir]



    1. Tujuan.[kembali]
      a. Mengetahui sensor gas MQ2 dan sensor api
      b. Mengetahui cara kerja sensor gas MQ2 dan sensor api
      c. Mampu menggunakan dua buah sensor atau lebih dalam satu rangkaian
      d. Mengetahui penggunaan Sensor gas MQ2 dan Sensor Api dalam pengaplikasiannya di kehidupan

      2. Alat dan Bahan.[kembali]


      1. Sensor gas MQ2



      2. Sensor Api


      3. OP-AMP


      4. Transistor NPN


      5. Relay


      6. Battery 12V


      7. 2 Resistor 1k Ohm


      8. LED-RED


      9. Buzzer


      10. Motor (Pompa Air)











      3. Dasar Teori.[kembali]
           

      Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke.

      Sensor gas MQ-2 ini digunakan untuk mengukur atau deteksi kebocoran gas di udara.
      Sensor MQ-2 ini sangat sensitif terhadap gas polutan seperti LPG, iso butane, Propane, Methane, Alkohol, Hidrogen, dan asap.

      • Sensitivitas tinggi dengan area deteksi luas
      • Long life
      • Detection gas : LPG, i-butane, Propane, Methane, Alkohol, Hidrogen
      • Concentration : 200 - 5000 ppm (LPG dan Propane), 300 - 5000 ppm (Butane), 5000 - 20000 ppm (Methane), 300 - 5000 ppm (Hidrogen), 100 - 2000 ppm (Alkohol)
      • Circuit Voltage (Vc) : 5V
      • Heating Voltage (Vh)  : 1.4V-5V
      • Heating Time Th (High) : 60s
      • Heating Time Th (Low) : 90s
      • Load Resistence (RL) : Adjustable
      • Heater resistance (Rh) : 33 ohm
      • Heater Consumption : <800 mW
      • Sensing resistance : 3K ohm - 30K ohm (pada 1000 ppm iso Butane)
      • Preheat time : >24 jam



      Gambar grafik sensitivitas sensor MQ2

      Sensor api atau flame ini digunakan untuk mendeteksi keberadaan api atau bara api dengan mendeteksi panjang gelombang 760 nm hingga 1100 nm yang dihasilkan oleh api
      - Tegangan kerja 3.3V - 5V
      - Sudut deteksi sekitar 60 derajat
      - Output berupa nilai digital ( 0 atau 1)
      - Ukuran board : 32 mm x 14 mm





      Penguat Tak-Membalik (Non-Inverting Amplifier) merupakan penguat sinyal dengan karakteristik dasat sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input. Rangkain penguat tak-membalik ini dapat digunakan untuk memperkuat isyarat AC maupun DC dengan keluaran yang tetap sefase dengan sinyal inputnya


      Transistor NPN, arus akan mengalir dari kolektor ke emitor jika basisnya dihubungkan ke ground (negatif). Arus yang mengalir dari basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor.

      Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.


      4. Percobaan[kembali]



      A. Kondisi saat tidak ada gas dan tidak ada api
        B. Kondisi saat ada gas terdeteksi
       C. Kondisi saat ada gas terdeteksi dan api juga terdeteksi
      Prinsip Kerja :
           Pada saat ada gas lpg terdeteksi oleh sensor MQ2 pada rangkaian akan berlogika 1 sehingga sensor MQ2 mengeluarkan tegangan sebesar 5 volt. Pada rangkaian terdapat Op-Amp yang dirangkai secara non-inverting dengan penguatan tegangan 2x, op amp ini memiliki tegangan input yang berasal dari sensor MQ2 sebesar 5V lalu diperkuat 2x sehingga tegangan keluaran op amp sebesar 10V dengan begitu akan menghidupkan LED-Red dan Buzzer. Apabila pada kejadian tersebut terdapat api, maka sensor api akan mendeteksinya sehingga akan ada tegangan yang keluar dari sensor api. Dengan tegangan tersebut akan mengalir arus menuju basis Q1, karna adanya arus yang mengalir di basis Q1, memicu mengalirnya arus dari tegangan baterai 12V, lalu melalui relay dan kolektor Q1, karna ada arus yang mengalir di relay, relay akan aktif dan arus dari tegangan baterai 12V akan mengalir ke motor, sehingga motor(pompa air) hidup. Air tersebut akan memadamkan api.









      5.Vidio.[kembali]


       



          
      6. Link Download[kembali]

         File HTML -klik

         rangkaian simulasi-klik

         vidio rangkaian simulasi -klik
         datasheet MQ2- klik
         datasheet sensor api-klik 
         datasheet sensor hujan-klik 
         library MQ2 -klik 
         library sensor api-klik 
         library sensor hujan-klik
        
      [menuju awal]


      [menuju akhir]



      1. Tujuan.[kembali]
        • Sensor untuk membuka pintu secara otomatis
        • mengetahui prinsip kerja sensor sentuh



          2. Alat dan Bahan.[kembali]


          • Baterai 5v
          • Sensor sentuh (piezoelektrik)
          • Resistor
          • Transistor NPN
          • Kapasitor 
          • IC555
          • Relay
          • Motor
          • Variabel resistor
          • LED
          • Dioda








          3. Dasar Teori.[kembali]
               
          Komponen dari sensor pembuka pintu otomatis :

          1) Baterai 5v, sebagai sumber tegangan


          2) Piezoelektrik


          Piezoelektrik berasal dari bahasa Yunani yaitu piezo yang artinya tekanan dan elektrik yang berarti listrik. Bahan piezoelektrik adalah suatu bahan yang apabila diberi stress (tekanan) mekanik akan menghasilkan medan listrik sebaliknya apabila medan listrik diterapkan pada bahan piezoelektrik akan terjadi deformasi mekanik (perubahan dimensi bahan). Sifat yang reversibel ini membuat material piezoelektrik dapat berfungsi sebagai transduser dan aktuator (Sharma, 2006).

          Di dalam sebuah kristal piezoelektrik, muatan listrik positif dan muatan listrk negatif terpisah namun terdistribusi simetris sehingga kristal keseluruhan secara elektris bersifat netral. Ketika diterapkan stress (tekanan), maka distribusi muatan yang simetris akan terganggu sehingga muatan menjadi tidak simetris lagi, dan muatan yang tidak simetris inilah yang menimbulkan medan listrik Sebaliknya, ketika medan listrik diterapkan pada material piezoelektrik akan terjadi deformasi mekanik yang menyebabkan material berubah dimensi (struktur kristalnya dari kubik menjadi tetragonal atau rhombohedral). Peristiwa ini dikarenakan pada saat medan listrik melewati material, molekul yang terpolarisasi akan menyesuaikan dengan medan listrik, dihasilkan dipole yang terinduksi dengan molekul atau struktur kristal materi. Penyesuaian molekul inimengakibatkan material berubah dimensi.



          Gambar 1. Sensor Piezoelektrik


          3) IC 555

          susunan dan konfigurasi Kaki IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki.
          • Kaki 1 (GND) : Terminal Ground atau Terminal Negatif sumber tegangan DC.
          • Kaki 2 (TRIG) : Terminal Trigger (Pemicu), digunakan untuk memicu Output menjadi “High”, kondisi High akan terjadi apabila level tegangan pada kaki Trigger ini berubah dari High menuju ke <1/3Vcc (Lebih kecil dari 1/3Vcc).
          • Kaki 3 (OUT) : Terminal Output (Keluaran) yang memiliki 2 keadaan yaitu “Tinggi/HIgh” dan “Rendah/Low”.
          • Kaki 4 (RESET) : Terminal Reset. Apabila kaki 4 digroundkan, Output IC akan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi OFF. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi ON, Kaki 4 biasanya diberikan sinyal “High”.
          • Kaki 5 (CONT) : Terminal Control Voltage (Pengatur Tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. Secara default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.
          • Kaki 6 (THRES) : Terminal Threshold, digunakan untuk membuat Output menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau Kaki Threshold ini berubah dari Low menuju > 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc).
          • Kaki 7 (DISCH) : Terminal Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 adalah “High”. Kaki Discharge ini biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan dari IC555.
          • Kaki 8 (Vcc) : Terminal Positif sumber tegangan DC (sekitar 4,5V atau 16V).
          Gambar 2. IC555



          4) Relay


          Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

          SPDT (Single Pole Double Pole)
          Relay ini memiliki lima terminal, yaitu dua terminal kumparan atau koil dan tiga terminal saklar (A,B, dan C) yang dapat terhubung dan terputus dengan satu terminal pusat. Jika suatu saat terminal (misal A) terputus dengan terminal pusat (C) maka terminal lain (B) terhubung dengan terminal pusat tersebut (C), demikian juga sebaliknya.


          Gambar 3. Relay 5 kaki


          5) Resistor


          Fungsi resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Berfungsi untuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika. Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika. 


          6) Variabel Resistor


          Fungsi variabel resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Berfungsi untuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika. Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika. Besar tahanan dari variabel resistor dapat di atur sesuai dengan besar resistansi yang dibutuhkan.



          Gambar 4. Variabel Resistor


          7) Transistor NPN


          Transistor NPN mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Dan pada NPN, untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Cara kerja NPN adalah ketika tegangan yang mengenai  kaki basis, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor. Dan transistor akan berlogika 1 (aktif). Dan apabila arus yang melalui basis berkurang, maka arus yang mengalir pada kolektor ke emitor akan berkurang, hingga titik cutoff. Penurunan ini sangatlah cepat karena perbandingan penguatan yang terjadi antara basis dan kolektor melebihi 200 kali.



          Gambar 5. Transistor NPN
          8) Kapasitor
          Kapasitor Elektrolit atau Elco adalah kapasitor yang bahan isolatornya terbuat dari elekrolit (semacam minyak kimia dengan beberapa zat padat lainnya) dan memiliki bentuk tabung atau silinder. Elco ini termasuk dalam jenis kapasitor yang memiliki kapasitansi tinggi yaitu sekitar 02 μF hingga 20.000 μF bahkan lebih. Kapasitor ini memiliki polaritas arah sehingga apabila pemasangannya terbalik bisa meledak. Kapasitor elektrolit ini digunakan dihampir semua rangkaian elektronik seperti power supply, amplifier dan lain sebagainya.


          Gambar 6. Simbol Kapasitor



          9) Dioda

          Dioda adalah piranti elektronik yang hanya dapat melewatkan arus/tegangan dalam satu arah saja, dimana dioda merupakan jenis vacuum tube yang memiliki dua buah elektroda. Karena itu, dioda dapat dimanfaatkan sebagai penyearah arus listrik, yaitu piranti elektronik yang mengubah arus atau tegangan bolak-balik (AC) menjadi arus atau tegangan searah (DC).


          Gambar 7. Simbol dan Konstruksi Dioda






          Prinsip Kerja

                Saat sensor piezoelektrik di sentuh, tegangan akan terbangkitkan sehingga Q1 aktif karena akan ada arus yang masuk melewati kaki basis Q1. Tegangan sebesar 5v masuk pada Ic555 melalui kaki no 8, karena Q1 telah aktif mengakibatkan kaki 2 IC555 menjadi terpicu dan mengakibatkan IC555 menjadi aktif juga dan akan mengeluarkan output tegangan pada kaki no 3. Kaki no 3 IC555 terhubung dengan basis Q2, sehingga Q2 menjadi aktif dan mengakibatkan relay menjadi on, akhirnya tegangan dapat mengalir ke motor



          4. Percobaan[kembali]
















          5.Vidio.[kembali]




              
          6. Link Download[kembali]

             File HTML -klik

             File rangkaian simulasi -klik
             vidio rangkaian simulasi - klik 
             Data Sheet -klik
          [menuju awal]