SENSOR HUJAN
DAFTAR ISI
1. Tujuan[Kembali]
- Memahami konsep dan prinsip kerja rain sensor
-Menggabungkan sensor rain sensor dengan komponen elektronika lainnya untuk aplikasi sederhana
-Membuat rangkaian sederhana yang dapat berguna bagi kehidupan sehari-hari
Alat
1. Battery
Berfungsi untuk mensuplai tegangan pada rangkaian.
2. Probe Voltage
Berfungsi untuk mendeteksi apakah pada sumber yang di uji terdapat tegangan atau tidak. Bisa menguji tegangan AC serta tegangan DC.
Bahan:
a. Resistor
Resistor
merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk
membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai
terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor
sebanding dengan arus yang melewatinya (V=I R).
b. IC 7085
IC 7085 tegangan akan diturunkan menjadi 5 volt stabil. fungsi c2 adalah sebagai filter terakhir yang berfungsi mengurangi noice (ripple tegangan).
c. Rain sensor
sensor rain memberikan sinyal berupa logika ‘on’ dan ‘off’. Sehingga ketika sensor mendeteksi adanya hujan, wiper mobil secara otomatis akan berfungsi tanpa harus mengaktifkan saklar manual.
d. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Secara umum transistor dapat digolongkan menjadi dua keluarga besar yaitu Transistor Bipolar dan Transistor Efek Medan.
.
Spesifikasi
1. DC current gain maksimal 800
2. Arus Collector kontinu (Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter (Vbe) 6V
4. Arus Base maksimal 5mA
e. Ground
Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari nama Michael Faraday.
f. baterai
Baterai merupakan suatu sumber tegangan yang berasal dari reaksi kimia di dalam baterai yang dikenal sebagai sel volta. Baterai merupakan sumber penghasil tegangan DC pada rangkaian.
g. PIR Sensor
Sensor PIR dapat mendeteksi infrared yang berasal dari daerah sekelilingnya. Infrared passive bisa disebabkan karena suhu tubuh manusia ataupun benda lainnya, sehingga jika ada sesuatu yang mendekati sensor PIR, otomatis sensor ini akan ON atau mendeteksi adanya infrared passive. Prinsip seperti itulah yang dimanfaatkan untuk mendeteksi pergerakan manusia.
Karakteristik sensor PIR:
1) Bekerja dengan membaca radiasi optik yang dipancarkan suatu benda dan mengubahnya dalam besaran listrik.
2) Jangkauan jarak sensor PIR 30 cm-10 m
3) Sensor PIR hanya bekerja pada beda yang dapat memiliki gelombang infrared antara 8-14 mikrometer.
4) Menangkap energi panas denga besar suhu kira-kira 32℃
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
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
Grafik Respon :
Selain digunakan sebagai penguat, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik 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.
Rumus transistor NPN:
a. Berbasis IC 7085
IC jenis Pengatur Tegangan Tetap (Fixed Voltage Regulator) ini memiliki nilai tetap yang tidak dapat disetel (di-adjust) sesuai dengan keinginan Rangkaiannya. Tegangannya telah ditetapkan oleh produsen IC sehingga Tegangan DC yang diatur juga Tetap sesuai dengan spesifikasi IC-nya. Misalnya IC Voltage Regulator 7085, maka Output Tegangan DC-nya juga hanya 5 Volt DC. Terdapat 2 jenis Pengatur Tegangan Tetap yaitu Positive Voltage Regulator dan Negative Voltage Regulator.
Jenis IC Voltage Regulator yang paling sering ditemukan di Pasaran adalah tipe 78XX. Tanda XX dibelakangnya adalah Kode Angka yang menunjukan Tegangan Output DC pada IC Voltage Regulator tersebut. Contohnya 7805, 7809, 7812 dan lain sebagainya. IC 78XX merupakan IC jenis Positive Voltage Regulator.
IC yang berjenis Negative Voltage Regulator memiliki desain, konstruksi dan cara kerja yang sama dengan jenis Positive Voltage Regulator, yang membedakannya hanya polaritas pada Tegangan Outputnya. Contoh IC jenis Negative Voltage Regulator diantaranya adalah 7905, 7912 atau IC Voltage Regulator berawalan kode 79XX.
b. Sensor hujan
sensor hujan adalah salah satu jenis sensor yang peka terhadap hujan. cara kerja dari sensor hujan adalah ketika sensor terkena air hujan maka jalur port dan jalur ground terhubungan sehingga tidak ada tegangan karena port langsung yang terhubung langsung dengan ground. sensor hujan berfungsi untuk memberikan nilai masukan pada tingkat elektrolisasi air hujan, dimana panel sensor hujan akan tersentuh oleh air hujan yang turun.
Sensor hujan yang paling umum didasarkan pada prinsip refleksi internal total. Jika kacanya kering, sudut kritis untuk refleksi internal total adalah sekitar 42°. Nilai diperoleh dengan rumus refraksi internal total
Dimana
adalah nilai perkiraan indeks bias udara untuk inframerah dan
adalah perkiraan indeks bias kaca, juga untuk inframerah. Dalam hal ini, karena sudut datang cahaya adalah 45
°, semua cahaya yang dipantulkan dan detektor menerima intensitas maksismum.
Jika kaca basah, sudut kritis berubah menjadi sekitar 60
° karena indeks refraksi air lebih tinggi daripada udara
( 
) . Dalam hal ini, karena sudut datang 45 , refleksi internal total tidak diperoleh.
d. karakteristik hujan
Mencuci dan menjemur pakaian adalah hal yang sangat biasa dilakukan oleh kita semua, khususnya ibu rumah tangga. Namun kadangkala saat sedang bepergian,
kita sering was-was akan pakaian yang sedang kita jemur, apalagi saat cuaca mulai mendung.
Oleh karena itu saya merancang jemuran otomatis yang dapat memudahkan kita. Alat ini memiliki sensor air yang dapat menggerakkan atap pelindung (mantel)
sehingga saat gerimis dengan seketika atapnya akan bergerak melindungi pakaian kita.
c. Sensor PIR
Sensor PIR dapat mendeteksi infrared yang berasal dari daerah sekelilingnya. Infrared passive bisa disebabkan karena suhu tubuh manusia ataupun benda lainnya, sehingga jika ada sesuatu yang mendekati sensor PIR, otomatis sensor ini akan ON atau mendeteksi adanya infrared passive. Prinsip seperti itulah yang dimanfaatkan untuk mendeteksi pergerakan manusia. Sensor ini dapat dikendalikan dengan rangkaian analog, digital ataupun rangkaian terprogram berbasis microcontroler.
Karakteristik sensor PIR:
1) Bekerja dengan membaca radiasi optik yang dipancarkan suatu benda dan mengubahnya dalam besaran listrik.
2) Jangkauan jarak sensor PIR 30 cm-10 m
3) Sensor PIR hanya bekerja pada beda yang dapat memiliki gelombang infrared antara 8-14 mikrometer.
4) Menangkap energi panas denga besar suhu kira-kira 32℃
Gambar 8. GRAFIK RESPON SENSOR PIR
Cara Kerja Sensor Passive Infra Red
Sensor PIR bekerja dengan cara menangkap pancaran infra merah, kemudian pancaran infra merah yang tertangkap akan masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, sinar infra merah mengandung energi panas membuat sensor pyroelektrik dapat menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian komperator akan membandingkan sinyal yang sudah diterima dengan tegangan referensi tertentu yang berupa keluaran sinyal 1-bit. Sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1. 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya perubahan pancaran infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah. Sensor PIR hanya dapat mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Manusia memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer, panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR membuat sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detektor. Sensor PIR hanya akan mendeteksi jika object bergerak atau secara teknis saat terjadi adanya perubahan pancaran infra merah.
1) Buka aplikasi proteus
2) Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen Battery, Motor, transistor NPN, resistor, rain sensor, IC 7085.
3) Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
4) Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
5) Jalankan simulasi rangkaian.
Rangkaian elektronik yang mengeluarkan bunyi nyaring pada saat hujan turun, bila sensor tersiram air hujan, trasinstor Q1 akan mendapatkan tegangan bias pada basisnya. Arus yang mengalir melewati R2 akan membuat tegangan (+) pada pin 4IC555. maka IC555 yang semula dalam keadaan reset akan mulai bekerja dan menghasilkan suara pada buzzer Bz1. Cara kerja dasar IC NE555 merupakan full kombinasi dan tidak terlepas dari semua komponen internalnya yang terdiri dari 4 resistor, 2 komparator, 1 transistor, 1 fli-flop dan 1 buah interver.
Saat gerimis/hujan, percikan air mengenai sensor air, kemudian sensor akan menghasilkan tegangan dan akan menggerakkan motor pada atap jemuran. pada gambar diatas terlihat ada tali untuk menutup dan membuka atap jemuran, tali itu lah yang kita gantikan dengan motor sebagai penggerak otomatis atapnya. setelah itu atap jemuran akan tertutup dan akan melindungi semua pakaian di jemuran. jemuran otomatis ini bisa juga dikembangkan sesuai dengan keinginan kita, dan juga bisa kita gunakan 2 motor atau lebih sesuai dengan kebutuhan.
Rangkaian Simulasi klik disini
Datasheet rain sensor klik disini Library rain sensor klik disini Datasheet sensor pir klik disini
Library sensor pir klik disini
Datasheet resistor klik disini Datasheet Transistor klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar