Sensor Pendeteksi Posisi Matahari




1. Tujuan [kembali]
Untuk mengetahui bagaimana prinsip kerja rangkaian sensor accelerometer dengan mengaplikasikan vibration sensor dan menggunakan op amp.
 
2. Alat dan Bahan [kembali] 
  • Potensiometer  
  • LDR 
  • LM 358 
  • Resistor
  • Transistor NPN
  • Transistor PNP 
  • Dioda 
  • Motor DC
  • Sumber DC
3. Teori [kembali]
Alat dan Bahan
·         Potensiometer
Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek.
·         Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
·         Transistor NPN

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor Cara kerja transistor NPN adalah jika kaki basis transistor diberi tegangan bias maka arus pda kolektor akan mengalir ke kaki emitor.
·         Transistor PNP
Fungsi transistor yang lazim dilihat pada system kontrol adalah sebagai driver atau pengendali motor DC. Motor DC akan off atau on jika kondisi transistor dalam keadaan saturasi atau cut off.
·        
            Dioda
Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
·         Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).
·         Sumber DC
Sebagai sumber arus DC
·         LM 358
Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92  seperti terlihat pada gambar dibawah.
Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.
 Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :
·         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 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2. 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.
Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :
Vout LM35 = Temperature º x 10 mV
  • Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :
  • ·         LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature  -55ºC hingga +150ºC.
  • ·         LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
  • ·          LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC. 
  • Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :
  • ·         Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
  • ·         Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
  • Rangkaian menjadi sederhana Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
·       
     LDR


LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini.
Pada umumnya prinsip kerja sensor cahaya ldr ini adalah “Semakin tinggi intensitas cahaya (Terang) yang diterima oleh LDR maka semakin rendah pula nilai resistansi/tahanannya, Sebaliknya Semakin rendah intensitas cahaya (Gelap) yang diterima oleh LDR maka semakin tinggi pula nilai resistansi/tahanannya.” 
Sensor  LDR terbuat dari bahan kadmium sulfida yang merupakan bahan semikonduktor yang nilai tahanan/resistansinya berubah ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima bahan tersebut.
Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :
·                     Tegangan maksimum (DC): 150V
·                     Konsumsi arus maksimum: 100mW
·                     Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
·                     Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
·                     Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms

·                     Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celciu
grafik sensitivitas sensor

Pada grafik sensistivitas sensor diatas dapat terlihat bahwa semakin  besar cahaya yang ditangkap olehsensor maka akan semakin kecil resistansinya
grafik respon spectral sensor

 Dari grafik didapatkan bahwa sensitifitas relatif dari sel photokonduktif tergantung pada panjang gelombang warna cahaya. Setiap tipe bahan photokonduktor memiliki kurva respon spektral yang berbeda
 
4. Rangkaian dan Prinsip Kerja [kembali]
a. Susun rangkaian seperti pada gambar
b. Kemudian RUN rangkaian maka LED akan hidup saat intensitas cahaya tinggi, dan begitu pula sebaliknya
Prinsip Kerja:
Tegangan diberikan oleh sumber DC kemudian diteruskan ke diode. Namun karena diode dalam posisi reverse bias, maka arus tidak dapat lewat kemudian diteruskan ke transistor. Namun arus masih belum dapat lewat karena tidak ada arus yang mengalir di basis sehingga transistor dalam keadaan off. Sehingga arus tidak dapat diteruskan. Hal ini menyebabkan arus masuk ke potensiometer, LDR, dan Lm 358. Ketika LDR mendapatkan intensitas cahaya yang tinggi maka resistansi LDR akan rendah sehingga arus dapat mengalir. Saat LDR1 lebih tinggi, maka arus akan masuk ke R1 dan LM 358 kemudian diteruskan ke resistor dan dibagi dua ke masing masing transistor. Arus ini yang mengaktifkan basis dari Q1 dan Q2 sehingga arus bisa mengalir dari collector ke emittor. Sehingga motor dapat berputar searah jarum jam. Untuk keadaan saat intensitas  prinsipnya sama namun perputaran berlawanan arah dengan arah jarum jam.
 
5. Video [kembali]

 
6. Link Download [back]
File Rangkaian Simulasi - Download
Data sheet sensor ldr  -Download
data sheet sensor lm35 Download
video simulasi  download 
library sensor ldr download
library sensor lm 35 download

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Komentar (Atom)