KIPAS ANGIN OTOMATIS ( Sensor LM35 Sensor LDR)





1. Tujuan 

    • Mampu memahami sensor lm35 dan aplikasinya
    • Mampu membuat rancangan sensor lm35 di Proteus
    • Membuat rangkaian sederhana yang dapat berguna bagi kehidupan sehari-hari
    • Mengetahui prinsip kerja sensor lm35

2. Alat dan Bahan 

a. Dioda
Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan berfungsi untuk mengalirkan arus listrik ke satu arah dan memghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

        







b. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada sebuah resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V = IR).


 

 


c. Transistor NPN
 Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus, stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor NPN adalah tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negatif dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emittor menuju kolektor.



 

d. Relay
Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay disebut sebagai komponen electromechanical karena terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak sakla




 

e. Motor DC
Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar) 




f. Potensiometer
Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat.




 

g. Baterai
 Baterai adalah suatu komponen elektronika yang digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.











h. Sensor suhu LM35 
LM35 adalah komponen sensor suhu berukuran kecil seperti transistor (TO-92), komponen yang sangat mudah digunakan ini mampu mengukur suhu hingga 100 derajat celcius. Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. 







 i. Op-Amp LM358
LM358 merupakan dual op-amp 8 pin dengan daya rendah dapat mengunakan catu tunggal mulai dari 3V sampai 32V. LM358 diandalkan untuk  merakit rangkaian pre-amplifier. 










            j.  Sensor LDR

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



3. Dasar Teori [Kembali]    

        a. Sensor LM35

   LM35 adalah komponen sensor suhu berukuran kecil seperti transistor (TO-92), komponen yang sangat mudah digunakan ini mampu mengukur suhu hingga 100 derajad celcius. Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan. Dengan tegangan keluaran yang terskala linear dengan suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius. Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 μA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC. Aplikasi-aplikasi seperti thermometer ruang digital, mesin pasteurisasi, atau termometer badan digital.

Struktur Sensor LM35
     Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin diantaranya yaitu, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius. 
    Gambar diatas adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad Celcius. Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter. Rangkaian dasar tersebut cukup untuk sekedar bereksperimen atau untuk aplikasi yang tidak memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna. Akan tetapi tidak untuk aplikasi yang sesungguhnya.

Karakteristik Sensor LM35.

  1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
  2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
  3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
  4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
  5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μA.
  6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
  7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
  8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Grafik akurasi LM35 terhadap suhu

 Gambar 3. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating)  kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang sangat mudah. 
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.


IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor. 


b. Sensor ldr
    LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat. 

Umumnya Sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm pada saat dalam kondisi sedikit cahaya (gelap), dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi terkena banyak cahaya. Tak heran jika komponen elektronika peka cahaya ini banyak diimplementasikan sebagai sensor lampu penerang jalan, lampu kamar tidur, alarm dan lain-lain.

Cara Kerja Sensor LDR 

Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.

Fungsi Sensor LDR

LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF). LDR juga sering digunakan sebagai sensor lampu penerang jalan otomatis, lampu kamar tidur, alarm, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, sutter kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya.


Spesifikasi dan karakterisitik sensor:

1. tegangan maksimum DC : 150 V

2. konsumsi arus maksimum : 100 mW

3. tingkat resistansi 10 - 100 ohm

4. puncak spektral ; 540 nm

5. waktu respon sensor :  20-30 ms

6. suhu operasi : -30 sampai 70 derajat celcius


Grafik kerja sensor ldr





4. Prosedur Percobaan 
  • Buka aplikasi proteus
  • Pilih komponen yang dibutuhkan komponen dioda, resistor, transistor NPN, relay, motor DC, potensiometer, baterai, sensor lm35, sensor ldr,Op-Amp LM358.
  • Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan 
  • Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
  • Jalankan simulai rangkaian

5. Rangkaian Simulasi 

 


Prinsip Kerja

Prinsip dari aplikasi ini yaitu LM 35 Terhubung ke op-amp secara non inverting,dimana pada saat kondusi suhu <26 maka transistor aktif ,namun relay tidak dikarenakan tidak menerima cukup voltage.Pada saat suhu >26 maka akan terjadi penguatan pada opamp sebanyak 44,5 kali sehingga mengeluarkan output sebesar 12,1V. Tegangan ini akan mengaktifkan transistor dan juga akan mengaktifkan relay .

    Pada saat relay aktif, maka sumber tagangan pada relay akan mengalir menuju LDR. Pada saat LDR tidak mendeteksi cahaya maka tahanan akan besar sehingga tegangan menjadi kecil dan tidak cukup untuk menghidupkan indikator dan juga relay,sehingga lampu dan kipas tidak menyala.

    Pada saat LDR mendeteksi/menerima cahaya maka tahanan akan mengecil secara drastis sehingga tegangan menjadi besar . Lalu output pada LDR akan dikuatkan oleh opamp non inverting sebesar 11x sehingga tegangan yang diperkuat tadi sudah cukup untuk mengaktifkan relay.Karena relay aktif maka sumber tegangan pada relay akan dapat mengalir menju lampu dan juga akan mengaktifkan kipas (MOTOR-DC) yang terhubung secara pararel.



6. Vidio 




7. Download File

    Download simulasi rangkaian proteus klik disini 
    Download HTML klik disini
    Download Data Sheet resistor klik disini
    Download Data Sheet sensor ldr klik disini
    Download Data Sheet led klik disini
    Download Data Sheet transistor klik disini
    Download Data Sheet relay klik disini
    Download Data Sheet motor dc klik disini
    Download Bentuk Rangkaian klik disini
    Download Vidio Simulasi Rangkaian klik disini
    

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)