Rivaldo Andika Putra (1910951007): Sensor Optik

Aplikasi Jendela Otomatis

DAFTAR ISI

1. Tujuan
2. Alat dan Bahan
2.1 Alat
2.2 Bahan
3. Dasar Teori
4. Percobaan
4.1. Prosedur Percobaan
4.2. Rangkaian Simulasi
4.3. Video
4.4. Download File

1. Tujuan [kembali]

1. Mendesain rangkaian jendela otomatis.
2. Menjelaskan cara kerja rangkaian jendela otomatis.
3. Melakukan simulasi rangkaian jendela otomatis.

2. Alat dan Bahan [kembali]

2.1 Alat [kembali]

2.1.1 Power Supply DC

Berfungsi untuk mensuplai tegangan DC pada rangkaian.

2.1.2 Voltmeter

Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik.

2.1.3 Ampermeter

Amperemeter adalah salah satu alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur seberapa besar kuat arus listrik yang terdapat pada sebuah rangkaian

2.2 Bahan [kembali]

2.2.1 Resistor

*Resistor 1k Ohm

Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian.
Potensiometer merupakan jenis Variable Resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah dengan cara memutar porosnya melalui sebuah tuas.

Datasheet Resistor

ctt: SFR16S(biru muda); SFR25(hijau muda); SFR25H(merah kecoklatan).

2.2.2 LDR

Konfigurasi pin:

Pin 1 : Electrical contact

Pin 2 : Electrical contact

Catatan : Sensor ini sama seperti resistor sehingga peletakkan pinout pada rangkaian tidak bermasalah jika terbalik

Grafik Respon

Spesifikasi

2.2.3 RELAY 5V

Konfigurasi Pin

2.2.4 LED

Berfungsi untuk lampu indikator ketinggian air pada rangkaian.

Datasheet LED

2.2.5 Transistor NPN (BC548/BC547)

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada rangkaian water level sensor ini transistor hanya digunakan sebagai saklar, dengan adanya arus di base maka transistor akan "on" sehingga akan ada arus dari kolektor ke emitor.

Fitur:
1. DC Current gain(hfe) maksimal 800
2. Arus Collector kontinu(Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6V
4. Arus Base(Ib) maksimal 5mA

Datasheet Transistor BC548 dan BC547

2.2.6 Switch dan Button

Berfungsi sebagai pemutus arus pada rangkaian.

2.2.7 Motor DC

Digunakan sebagai motor untuk membuka tutup jendela

3. Dasar Teori [kembali]

3.1 Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm.

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.

3.2 LDR

LDR adalah fotokonduktivitas, yang tidak lain adalah fenomena optik. Ketika cahaya diserap oleh material maka konduktivitas material berkurang. Ketika cahaya jatuh ke LDR, maka elektron di pita valensi material tertarik ke pita konduksi. Tetapi, foton dalam cahaya datang harus memiliki energi yang lebih tinggi daripada celah pita material untuk membuat elektron melompat dari satu pita ke pita lain (kelambu ke konduksi)

3.3 LED
LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

Tegangan Maju LED

3.4 Transistor NPN (BC548 dan BC547)
Transistor PNP

Pada transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan kolektor.

Transistor NPN

Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.

Transistor sebagai saklar
Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk 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. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan;
Rb = Vbe / Ib

Transistor sebagai penguat
Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base.
DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)