Rangkaian 13/Latihan 8 (kelompok)

 

Pendeteksi Suhu pada suatu ruangan


(sesuai Gambar hal 763)


Tujuan

  • Untuk mengetahui pengertian Sensor LM35
  • Untuk mengetahui komponen yang digunakan
  • Untuk mengetahui prinsip kerja
  • Untuk dapat membuat rangkaian aplikasi Sensor LM35

Alat Dan Bahan

Alat

Volt Meter

Voltmeter adalah alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Voltmeter disusun secara paralel terhadap letak komponen yang diukur dalam rangkaian. Alat ini terdiri dari tiga buah lempengan tembaga yang terpasang pada sebuah bakelite yang dirangkai dalam sebuah tabung kaca atau plastik. Lempengan luar berperan sebagai anode sedangkan yang di tengah sebagai katode.

Batrai DC
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda.

Ground



Grounding listrik adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde. Cara kerja sensor pir adalah ketika tangan berada di depan sensor maka sensor akan menangkap pancara sinar inframerah pasif yang berada pada tangan dengan suhu yang berbeda dengan suhu lingkungan sekitarnya menyebab material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi.

Bahan

Led 

LED (Light Emitting Diode) adalah Sebuah lampu kecil yang digunakan sebagai penanda atau pointer. Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mempu mengeluarkan cahaya. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi pada LED elektron menerjang sambungan P-N (Positif-Negatif). Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Resistor


Resistor memiliki nilai resistansi atau hambatan yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. Resistor memiliki dua pin untuk mengukur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu yang dapat menghasilkan tegangan listrik di antara kedua pin. Nilai tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

OP-AMP


Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik.

LM35
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.

Dasar Teori

LM 35



Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan ke sensor 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.

Karakteristik Sensor LM35 :
  • Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
  • Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 º.
  • Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
  • Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
  • Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
  • Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
  • Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
  • Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Keistimewaan dari IC LM 35 :
  • Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
  • Lineritas +10 mV/ º C.
  • Arus yang mengalir kurang dari 60 μA
  • Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
  • Range +2 º C – 150 º C.
  • Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
  • Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian IC yang peka terhadap suhu
Grafik Respon Sensor LM35


Jika dilihat pada grafik, ketika suhu semakin meningkat maka tegangan yang dihasilkan pun semakin besar, dimana setiap perubahan 1º C akan menghasilkan perubahan tegangan output sebesar 10mV

Led

LED  dapat  memancarkan  cahaya  dengan  warna  yang  berbeda  karena  dibuat  dari bahan  semikonduktor  yang  berbeda.  Bahan  semikonduktor  akan  menghasilkan  cahaya dengan  panjang  gelombang  dengan  nilai  tertentu.  Cahaya  dengan  panjang  gelombang yang  berbeda  akan  memiliki  warna  pancaran  yang  berbeda  pula.

Bentuk dan Simbol LED (Light Emitting Diode)


CARA KERJA LED (LIGHT EMITTING DIODE)

Seperti dikatakan sebelumnya, 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).

Resistor

Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi tegangan listrik diantara keduakutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yangmengalir. Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dansirkuit elaktronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling seringdigunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film,bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggiseperti nikel-kronium)


Simbol Resistor

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 :


Dimana V adalah tegangan,  I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan.

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :



Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :
1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi
2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

Percobaan

Prosedur Percobaan  

  • Untuk membuat rangkaian sensor tegangan. Pertama, siapkan alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus 






  • Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
  • Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian 
  • Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh  
  • Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka Rangkaian sudah berjalan



Prinsip Kerja

Prinsip kerja sensor LM35 :
  • Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian IC yang peka terhadap suhu
  • Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian IC yang peka terhadap suhu
  • Suhu lingkungan ini diubah menjadi tegangan listrik oleh rangkaian di dalam IC, dimana perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan tegangan output.
  • Pada seri LM35



Tiap perubahan 1º C akan menghasilkan perubahan tegangan output sebesar 10mV

Berdasarkan rangkaian, tegangan pada baterai akan mengalir ke LM35, kemudian LM35 mendeteksi suhu sebesar misalnya 1º C maka berdasarkan rumus didapatkan Vout sebesar 10mV. Kemudian tegangan tersebut mengalir ke resistor dan ke kaki non inverting opamp (sebagai detektor). Karena tegangan pada inverting lebih kecil dari non inverting (0V) maka tegangan yang akan mengalir adalah +Vs sebesar 10V ( sesuai rumus Vout = Aol(V2-V1) dimana Aol sebesar 200x). Kemudian tegangan mengalir ke resistor dan ke kaki basis transistor. Karena ada arus di kaki basis transistor atau Ib maka akan mengalir tegangan dari Vcc baterai ke kaki kolektor transistor dan karena ada arus di kaki kolektror atau Ic maka arus Ic akan mengalir ke kaki emitor kemudian ke resistor dan LED sehingga LED pun hidup serta arus tersebut berakhir di ground. 


Rangkaian




Link DOwload

File                        download

Video                     download

0 komentar:

Posting Komentar