Rangkaian Lampu Otomatis dengan Sensor PIR
1. Tujuan
-Untuk mengetahui dan memahami
prinsip kerja sensor PIR
-Untuk mengetahui apikasi dari
sensor PIR
2. Alat dan Bahan
Alat
·
AC Voltmeter
Voltmeter adalah perangkat
elektronik yang berfungsi untuk mengukur tegangan dalam rangkaian listrik.
Voltmeter dalam rangkaian dipasang secara paralel pada dua buah titik yang
diukur.
·
Altenator
Alternator merupakan
komponen elektronika berupa generator listrik arus bolak balik yang berfungsi
sebagai penyuplai energi atau daya.
·
Baterai 5 V DC
Baterai merupakan sumber
tegangan DC dalam rangkaian. Dalam Rangkaian ini, tegangan baterai bernilai 5 V.
Bahan
·
Resistor
Sebuah resistor adalah
komponen dalam suatu rangkaian listrik yang berfungsi untuk menahan laju arus
listrik yang mengalir pada rangkaian listrik, untuk membatasi dan mengatur arus
listrik dalam suatu rangkaian.
·
Transistor
Transistor adalah alat
semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan
penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
Spesifikasi
Konfigurasi Pin
·
Relay
Relay adalah Saklar
(Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen
Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni
Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).
· Lampu
Merupakan Indikator yang
dilihat perubahannya ketika rangkaian dijalankan.
·
Sensor PIR
Sensor PIR merupakan
sensor yang dapat mendeteksi pergerakan, dalam hal ini sensor PIR banyak
digunakan untuk mengetahui apakah ada pergerakan manusia dalam daerah yang
mampu dijangkau oleh sensor PIR. Sensor ini memiliki ukuran yang kecil, murah,
hanya membutuhkan daya yang kecil, dan mudah untuk digunakan.
Grafik respon sensor
Konfigurasi Pin
1. Pengatur Waktu Jeda :
Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi gerakan dan
gerakan telah berahir. *
2. Pengatur Sensitivitas :
Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
3. Regulator 3VDC :
Penstabil tegangan menjadi 3V DC
4. Dioda Pengaman :
Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
5. DC Power : Input
tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).
6. Output Digital : Output
digital sensor
7. Ground : Hubungkan
dengan ground (GND)
8. BISS0001 : IC Sensor
PIR
9. Pengatur Jumper : Untuk
mengatur output dari pin digital.
(*) Catatan: Pin nomor 1
dan 2 digunakan untuk melakukan kalibrasi sensor PIR dengan mengatur posisi
potentiometer pada posisi label MIN atau MAX.
Berikut spesifikasi sensor
PIR pada umumnya.
· -Bentuk : Persegi
· - Output : Pulsa digital
HIGH (3V) ketika mendeteksi pergerakan dan LOW ketika tidak ada pergerakan.
· - Rentang Sensitivitas :
Sampai dengan 6 meter sebagaimana gambar berikut
-Jangkauan Sensor PIR
·
Power Supply : 5V-12V (direkomendasikan
5VDC).
3. Dasar Teori
·
Sensor PIR
sifatnya mendeteksi
inframerah pasif yang berasal dari daerah sekelilingnya. Inframerah Pasif bisa
disebabkan karena suhu tubuh dari manusia ataupun benda lainnya. Sehingga jika
ada sesuatu yang mendekati Sensor PIR otomatis sensor ini akan ON atau
mendeteksi adanya inframerah pasif. Prinsip seperti itulah yang dimanfaatkan
untuk mendeteksi pergerakan manusia. Namun untuk menjadikannya sebagai
pengendali lampu otomatis harus ditambahkan rangkaian kendali lainnya.
Rangkaian kendali dapat berupa rangkaian analog, digital ataupun rangkaian
terprogram berbasis mikrokontroler.
Pada
umumnya sensor PIR dibuat dengan sebuah sensor pyroelectric
sensor (seperti yang terlihat pada gambar disamping) yang dapat
mendeteksi tingkat radiasi infrared. Segala sesuatu mengeluarkan radiasi dalam
jumlah sedikit, tapi semakin panas benda/mahluk tersebut maka tingkat radiasi
yang dikeluarkan akan semakin besar. Sensor ini dibagi menjadi dua bagian agar
dapat mendeteksi pergerakan bukan rata-rata dari tingkat
infrared. Dua bagian ini terhubung satu sama lain sehingga jika keduanya
mendeteksi tingkat infrared yang sama maka kondisinya akan LOW namun jika kedua
bagian ini mendeteksi tingkat infrared yang berbeda (terdapat pergerakan) maka
akan memiliki output HIGH dan LOW secara bergantian.
Sinar InfraRed Manusia
Inilah mengapa sensor PIR dapat mendeteksi
pergerakan manusia yang masuk pada jangkauan sensor PIR, hal ini disebabkan
manusia memiliki panas tubuh sehingga mengeluarkan radiasi infrared seperti
yang ditunjukkan pada gambar diatas.
·
Analog to Digital
Converter (ADC)
Analog To Digital
Converter atau yang juga kita kenal dengan istilah ADC adalah perangkat yang
berfungsi untuk mengubah sinyal analog ke sinyal digital. Bentuk ADC
bermacam-macam, ada yang berupa modul rangkaian elektronika, ada pula yang
berupa chip atau IC.
Pada prakteknya, ADC atau
Analog To Digital Converter berfungsi untuk menjembatani pemrosesan sinyal
analog oleh sistem digital. Dalam kehidupan sehari-hari, Analog To Digital
Converter punya banyak sekali manfaat, diantaranya untuk pengatur proses
industri, komunikasi digital, serta rangkaian pengukuran atau pengujian.
ADC juga banyak digunakan
sebagai sensor yang mayoritas berupa analog dengan sistem komputer seperti
sensor suhu, sensor cahaya, sensor tekanan atau berat, sensor aliran dan lain
sebagainya, kemudian diukur dengan menggunakan sistem digital (komputer). ADC
memiliki dua karakter prinsip yakni kecepatan sampling dan juga resolusi.
Sebenarnya prinsip kerja
dari ADC sangatlah simpel, yakni dengan cara mengkonversi sinyal analog atau
sinyak kontinyu ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan
antara sinyal input dan juga tegangan referensi. Oleh sebab itu dapat digunakan
persamaan signal = (sample/max_value) x reference_voltage
ADC adalah sebuah piranti
yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi bentuk sinyal
digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan
dibuat. IC jenis ini bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen
sesuai dengan spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversikan secara
cepat suatu masukan tegangan.
Diagram konfigurasi pin
ADC0804 ditunjukkan pada gambar, Pin 11 sampai 18 (keluaran digital) adalah
keluaran tiga keadaan, yang dapat dihubungkan langsung dengan bus data bilamana
diperlukan. Apabila CS (pin 1) atau RD (pin2) dalam keadaan high (“1”), pin 11
sampai 18 akan mengambang (high impedanze), apabila CS dan RD rendah keduanya,
keluaran digital akan muncul pada saluran keluaran. Sinyal mulai konversi pada
WR (pin 3). Untuk memulai suatu konversi, CS harus rendah. Bilamana WR menjadi
rendah, konverter akan mengalami reset, dan ketika WR kembali kepada keadaan
high, konversi segera dimulai.
Konversi detak konverter
harus terletak dalam daereh frekuensi 100 sampai 800kHz. CLK IN ( pin 4) dapat
diturunkan dari detak mikrokontroller, sebagai kemungkinan lain, kita dapat
mempergunakan pembangkit clock internal dengan memasang rangkaian RC antara CLN
IN ( pin 4) dan CLK R ( pin 19). Pin 5 adalah saluran yang digunakan untuk
INTR, sinyal selesai konversi. INTR akan menjadi tinggi pada saat memulai
konversi, dan akan aktif rendah bila konversi telah selesai. Tepi turun sinyal
INTR dapat dipergunakan untuk menginterupsi sistem mikrokontroller, supaya
mikrokontroller melakukan pencabangan ke subrutine pelayanan yang memproses
keluaran konverter. Pin 6 dan 7 adalah masukan diferensial bagi sinyal analog.
A/D ini mempunyai dua ground, A GND (pin 8) dan D GND ( pin10). Kedua pin ini
harus dihubungkan dengan ground. Pin 20 harus dihubungkan dengan catu daya +5V.
Pada A/D 0804 merupakan tegangan referensi yang digunakan untuk offset suatu
keluaran digital maksimum.
·
Resistor
Resistor merupakan suatu
komponen pasif yang berfungsi untuk membatasi jumlah arus pada rangkaian.
Tegangan pada resistor sebanding dengan arus yang melewatinya, yaitu: V=IR.
Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering
disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”.
Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM (Ω).
Mencari Nilai Resistor
dengan Kode Warna
1. Resistor
Dengan 4 Cincin Kode Warna
Maka cincin ke 1 dan ke 2
merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali
kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.
2. Resistor
Dengan 5 Cincin Kode Warna
Maka cincin ke 1, ke 2 dan
ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali
kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.
3. Resistor
Dengan 6 Cincin Warna
Resistor dengan 6 cicin
warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam
menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur
yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.
Bentuk dan Simbol Variable Resistor :
·
Transistor
Transistor merupakan salah
satu komponen terpenting dalam sebuah produk elektronika, hampir semua produk
Elektronika menggunakannya sebagai Penguat sinyal, Saklar dan Penggerak atau
driver. Dalam merangkai sebuah Transistor, terutama pada Transistor bipolar
yang memiliki 3 terminal kaki ini terdapat 3 jenis rangkaian konfigurasi dasar
yang digunakan. Ketiga jenis Konfigurasi dasar tersebut diantaranya adalah
Common Base (Basis Bersama), Common Collector (Kolektor Bersama) dan Common
Emitter (Emitor Bersama). Nama “Common” atau “bersama” ini menunjukan kaki
terminal yang dipakai bersama untuk INPUT (masukan) atau OUTPUT
(keluaran). Setiap konfigurasi memiliki respon yang berbeda-beda terhadap
sinyal Input dalam rangkaiannya.
1. Konfigurasi
Common Base (Basis Bersama)
Seperti namanya, yang
dimaksud dengan Konfigurasi Common Base (CB) atau Basis Bersama adalah
konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT
maupun OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke
Emitor dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki
Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut
dengan istilah “Grounded Base”.
Konfigurasi Common Base
ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun
tidak menghasilkan penguatan pada arus.
2. Konfigurasi
Common Collector (Kolektor Bersama)
Konfigurasi Common
Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan
dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan
penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki
fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan Arus namun tidak menghasilkan
penguatan Tegangan.
Pada Konfigurasi Common
Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh
dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan
bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.
Konfigurasi Kolektor
bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor
(Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan
tegangan Input Basis.
3. Konfigurasi
Common Emitter (Emitor Bersama)
Konfigurasi Common Emitter
(CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering
digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus
secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common
Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan
sinyal Output.
Common Emitter adalah
konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan
dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter
ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki
Kolektor.
·
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
saklar atau mekanikal. Komponen relay menggunakan
prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga
dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan
arus listrik yang memiliki tegangan lebih tinggi.
·
Baterai
Baterai merupakan sumber
penghasil tegangan DC pada rangkaian. Baterai merupakan sebuah sel volta, yaitu
mengubah reaksi kimia menjadi listrik.
·
Alternator
Alternator merupakan
generator sumber arus bolak-balik pada rangkaian listrik.
·
Lampu
Lampu merupakan sebuah
peranti yang mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.
4. Percobaan
a. Prosedur Percobaan
1. Persiapkan alat dan bahan
2. Rangkai alat dan bahan seperti gambar rangkaian dibawah
3. Jika Sensor mendeteksi
adanya infared pasif maka relay berubah arah dan lampu menyala
4. Jika Sensor tidak mendeteksi
adanya infared pasif maka relay tetap pada posisi dan lampu tidak menyala.
5. Sensor PIR dapat
mendeteksi dari suhu tubuh manusia ataupun hewan.
b. Rangkaian Simulasi
1. Gambar Rangkaian
a. Ketika sensor tidak mendeteksi ada gerakan (lampu mati)
b. Ketika sensor mendeteksi ada gerakan (lampu hidup)
2. Prinsip kerja
Jika sensor mendeteksi
adanya infrared pasif maka sensor akan ON, kemudian sensor mendapatkan tegangan
sumber yang berasal dari kaki input Vcc yang dihubungkan ke baterai 5V. Arus
mengalir dari baterai menuju R1 lalu masuk ke kolektor Q1 dan keluar dari
emiter Q1 dan diteruskan menuju R4 lalu menuju Q4. Dari Q4 arus mengalir ke
relay sehinngga mengubah arah relay dan menjadikan rangkaian lampu menjadi
rangkaian tertutup sehingga lampu LED nya menyala. Apabila sensor Pir tidak
mendeteksi adanya infrared pasif maka Q1 akan off dan Relay tidak bergeser
sehingga Lampu LED tidak menyala.
1. Sensor PIR
Pada rangkaian Sensor
gerak digunakan sensor PIR. Sensor gerak PIR sifatnya mendeteksi inframerah
pasive yang berasal dari daerah sekelilingnya. Inframerah pasif bisa disebabkan
karena suhu tubuh dari manusia ataupun hewan. Sehingga jika ada orang atau
binatang yang mendekati sensor PIR, otomatis sensor ini akan “ON” atau
mendeteksi adanya inframerah pasif.
2. Battery 5 V DC
Pada rangkiansensor gerak untuk menghidupkan sensor atau mengalirkan arus ke
transistor pada rangkaian digunakan battery 5 V DC.
3. Transistor Dan Resistor
Pada rangkaian digunakan
resistor 1 k atau 1000 ohm yang kecil ini digunakan untuk simulasi agar pada
saat simulasi tidak terjadi penghambatan arus yang sangat besar ,jika tidak
dipakai maka terjadi hubungan arus pendek pada transistor jika terjadi arus
pendek pada transisitor atau rangkaian maka rangkaian akan cepat rusak. Pada
rangkaian sensor gerak digunakan transistor transistor pada rangkaian
baik BC547 dan BC 557 digunakan untuk pemutus dan penyambung(switching) pada transistor
rangkaian terjadi arus positif masuk ke besis, dari besis terdapat tegangan
negatif dari ground sesuai dengan fungsi dari komponen PNP atau BC557. Pada
BC557 jika terdapat arus negatif dr besis maka pada rangkaian luar BC557
menjadi konduktif, sehingga power baterry masuk ke relay dan meng aktifkan
lampu.
4. Relay dan AC
Voltmeter
Pada rangkaian digunakan
relay fungsi relay untuk penghubung otomatis pada sebuah lampu,power yang
tealah dari besis dan power masuk dan mengaktifkan motor . Pada relay terdapat
AC volmeter fungsinya untuk pembaca apakah pada relay masuk suatu arus apa
tidak.
5. Lampu dan Alternator
lampu yang akan dikontrol
dihubungkan ke bagian contact relay. Sehingga ketika sensor mendeteksi
pergerakan transistor akan ON. Relay juga akan menjadi ON dan lampu akan
menyala karena lampu dihubungkan dengan contact normally open relay. Serta
digunakan juga alternator sebagai sumber AC untuk Lampu.
c. Video
d. Download file
Materi disini
Html disini
Rangkaian disini
Video disini
Datasheet Resistor disini
Datasheet Transistor bc547 disini
Datasheet Sensor PIR disini
Datasheet Relay disini
Library Sensor PIR disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar