KONTROL PEMBERSIH UDARA RUANGAN
a. Untuk mengetahui sensor
b. Untuk memahami prinsip sensor
c. Mengaplikasikan dua buah sensor Mq2 sebagai kontrol garasi otomatis
Alat:
1. Voltmeter DC
2. Ground
Bahan:
1. Resistor
2. Sensor Gas MQ-2
Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk
mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output
membaca sebagai tegangan analog.
Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah
sebagai berikut:
1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC
2. Catu daya rangkaian : 5VDC
3. Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG,
propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm
untuk Hidrogen
4. Keluaran : analog (perubahan tegangan)
Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang
mudah terbakar di udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan analog.
Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000
sensor ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi
arus kurang dari 150 mA pada 5V.
1. Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung
dengan ground.
2. Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc
< 24 VDC.
3. Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada
pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.
4. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan
tegangan analog.
3. Motor DC
4. Relay
5. Diode
Dioda
adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang
memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan
menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).
6. Gerbang NAND
Gerbang
NAND adalah jenis gerbang logika kombinasi yang memiliki dua input (Masukan)
dan satu output (keluaran) danmerupakan pengembangan atau kombinasi dari
gerbang AND dan gerbang NOT "NAND = NOT AND".
7. Logic state
Gerbang
Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan
input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner
yaitu, angka 1 dan 0).
8. Inverter (NOT)
Gerbang
NOT atau disebut juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik)
adalah jenis gerbang logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu
output (keluaran)
Spesifikasi
IC inverter yang dijual dipasaran:
Adapan
IC inverter gerbang logika NOT yang tersedia yaitu :
·
TTL Logic NOT Gates
·
74LS04 Hex Inverting NOT
Gate
·
74LS14 Hex Schmitt
Inverting NOT Gate
·
74LS1004 Hex Inverting
Drivers
·
CMOS Logic NOT Gates
·
CD4009 Hex Inverting NOT
Gate
·
CD4069 Hex Inverting NOT
Gate
9. AND
IC
7411 berisi tiga gerbang AND dengan tiga input dari keluarga Transistor
Transistor Logic
Konfiugurasi
pin:
-
Vcc : Kaki 14
-
GND : Kaki 7
-
Input : Kaki 1, 2, 3, 4, 5, 9,10,11 dan 13
-
Output : Kaki 6, 8, dan 12
10. LED
1. MQ2
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 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 ini dapat mendeteksi konsentrasi gas
yang mudah terbakar di udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan
analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai
10.000 sensor ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan
mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V.
2. Resistor
Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen
elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan
menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Satuan
Resistor adalah Ohm (simbol: Ī©) yang merupakan satuan SI
untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari
nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau
juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor: Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Rumus dari Rangkaian paralalResistor: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Rumus resistor dengan hukum ohm: R = V/I
Cara membaca resistor:
3. Transistor NPN
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).
Jenis Transistor:
1. Bipolar
Junction Transistor (BJT)
Bi artinya dua dan Polar asal
kata dari polarity yang artinya polaritas, dengan kata lain bipolar
junction transistor (BJT) adalah jenis Transistor yang memiliki dua
polaritas yaitu hole (lubang) atau elektron sebagai carier (pembawa) untuk
menghantarkan arus listrik. Prinsip dasar konstruksinya disusun seperti dari
dua buah dioda yang disambungkan pada kutub yang sama yaitu Anoda dengan anoda
sehingga menghasilkan transistor jenis NPN atau Katoda dengan katoda
yang menjadi transistor jenis PNP.
2. Unipolar Junction Transistor (UJT)
Pada transistor UJT hanya satu
polaritas saja yang dijadikan carier/pembawa muatan arus listrik, yaitu
elektron saja atau hole/lubangnya saja, tergantung dari jenis transistor UJT
tersebut. Karena prinsip kerjanya transistor ini berdasarkan dari efek
medan listrik, maka transistor UJT lebih dikenal dengan nama FET (Field Efect
Transistor) atau Transistor Efek Medan.
Karakteristik:
4. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar
atau swirch 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. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4
komponen dasar yaitu :
A. Electromagnet (Coil)
B. Armature
C. Switch Contact Point (Saklar)
D. Spring
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2
jenis yaitu :
- Normally Close (NC) yaitu kondisi awal
sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
- Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum
diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
5. Motor
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah
suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau
gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti
namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah
atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini
biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang
menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik
DC.
Prinsip Kerja Motor DC
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan
fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke
kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke
magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak
menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan
kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara
magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan
kumparan berhenti.
6. Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat
merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat
digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Dengan adanya Baterai, kita tidak
perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik
kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita
sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya
dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang
(Rechargeable). Jenis-jenis Baterai
1. Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)
Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini
merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko
dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan
harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan
1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA
(kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai
Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9
Volt.
Jenis-jenis Baterai yang tergolong dalam Kategori
Baterai Primer (sekali Pakai / Single use) diantaranya adalah :
a. Baterai Zinc-Carbon (Seng-Karbon)
b. Baterai Alkaline (Alkali)
c. Baterai Lithium
d. Baterai Silver Oxide
2. Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang/Rechargeable)
Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di
isi ulang atau Rechargeable Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder
menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi
Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada saat Baterai
digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal Baterai (discharge),
Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif. Sedangkan pada saat Sumber
Energi Luar (Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron akan mengalir
dari Positif ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai.
Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi ulang (rechargeable Battery) yang sering
kita temukan antara lain seperti Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH
(Nickel-Metal Hydride) dan Li-Ion (Lithium-Ion).
Jenis-jenis Baterai yang tergolong dalam Kategori
Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang) diantaranya adalah :
a. Baterai Ni-Cd (Nickel-Cadmium)
b. Baterai Ni-MH (Nickel-Metal Hydride)
c. Baterai Li-Ion (Lithium-Ion)
7. 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.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di
doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses
doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian
(impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik
kelistrikan yang diinginkan. 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).
8. Gerbang And
AND adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0 apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya output berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1.
9.
Gerbang Logika NAND (IC 74S00)
Gerbang
OR, AND dan NOT adalah tiga gerbang logika dasar karena keduanya dapat
digunakan untuk membangun rangkaian logika untuk ekspresi Boolean yang
diberikan. Gerbang NOR dan NAND memiliki properti yang masing-masing dapat
digunakan untuk mengimplementasikan perangkat keras rangkaian logika yang
sesuai dengan ekspresi Boolean yang diberikan. Artinya, dimungkinkan untuk
menggunakan hanya gerbang NAND atau hanya gerbang NOR untuk mengimplementasikan
ekspresi Boolean apa pun.
Gerbang
NAND atau disebut juga "NAND GATE" adalah jenis gerbang logika
kombinasi yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Pada
dasarnya gerbang NAND merupakan pengembangan atau kombinasi dari gerbang AND
dan gerbang NOT "NAND = NOT AND". Untuk lebih jelasnya perhatikan
simbol dan gerbang kebenaran gerbang NAND berikut.
Pada
gerbang logika NAND, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NAND adalah
tanda bar (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas. Perhatikan tabel
kebenaran gerbang NAND. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan
mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NAND akan menghasilkan output
logika 0 bila semua inputnya memiliki logika 1" sedangkan " Gerbang
NAND akan menghasilkan keluaran logika 1 bila salah satu input atau semua input
memiliki logika 0". Secara singkat, cukup mengingat gerbang logika AND,
karena output dari gerbang logika NAND merupakan kebalikan dari output gerbang
AND.
10.
Inverter NOT (IC 74HC05)
Gerbang
NOT atau disebut juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik)
adalah jenis gerbang logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu
output (keluaran). Dikatakan Inverter (gerbang pembalik) karena gerbang ini
akan menghasilkan nilai ouput yang berlawanan dengan nilai inputnya. Untuk
lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT berikut.
Pada
gerbang logika NOT, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah
tanda minus (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas. Perhatikan tabel
kebenaran gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan
mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output
(keluaran) logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0"
sebalikanya "Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input
(masukan) bernilai logika 1.
·
Buka aplikasi
proteus
· Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen, seperti sensor MQ2, resistor, dioda, relay, motor, led, gerbang nand, gerbang and, inverter ,transistor, dan baterai
·
Rangkai setiap
komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
·
Ubah spesifikasi
komponen sesuai kebutuhan
·
Tambahkan DC
voltmeter untuk mengetahui besar tegangan yang dinginkan.
·
Jalankan
simulasi rangkaian.
Prinsip
kerja
Rangkaian ini digunakan untuk pembersih udara
ruangan, ruangan b merupakan ruangan smoking area, dan ruangan a merupakan
ruangan diluarnya.
Untuk kondisi pertama ketika kedua sensor tidak mendeteksi
asap maka sensor akan berlogika 0 dan ketika masuk ke rangkaian decoder akan
mengaktifkan gerbang and 1 sehingga akan menyalakan led sebagai output,
Untuk kondisi 2 ketika sensor B mendeteksi adanya
asap maka sensor akan berlogika 1 dan masuk ke gerbang nand 1 dan 2 sehingga
output akhirnya berlogika 1 pula. Lalu masuk ke rangkaian decoder yang
menggunakan gerbang inverter. Lalu sesuai dengan tabel kebenaran akan
mengaktifkan gerbang and kedua dan akan mengaktifkan motor sebagai tanda adanya
asap diruangan B.
Untuk kondisi ketiga ketika sensor A mendeteksi
adanya asap lalu akan masuk ke rangkaian gerbang nand dan menuju rangkaia
decoder gerbang and ketiga lalu akan mengaktifkan motor penyerap asap dan led.
Untuk kondisi terakhir jika kedua sensor mendeteksi
adanya asap maka sensor akan berlogika satu dan akan mengaktifkan rangkaian
decoder gerbang terakhir dan akan menyalakan led sebagai indikator bahwa asap
telah menguasai ruangan.
HTML: disini
Video: disini
File
rangkaian: disini
Datasheet
MQ2: disini
Datasheet
transistor npn:
Datasheet NAND: disini
Datasheet
AND: disini
Datasheet NOT: disini
Datasheet resistor:
Library
MQ2: disini
Datasheet Diode:
Datasheet Relay: disini
Datasheet LED: disini
Datasheet motor dc: disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar