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).

 

Konfigurasi Pin



Spesifikasi

·       Lampu

Merupakan Indikator yang dilihat perubahannya ketika rangkaian dijalankan.

Spesifikasi lampu



·         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).

Cara melakukan pengujian ini adalah sensor harus mendapat tegangan input sebesar 5 Vdc.



(1) deteksi sudut 120 derajat.
(2) kisaran deteksi 7m.
(3) ukuran: 32x24mm
(4) output sinyal switch TTL output sinyal tinggi (3.3 V), output sinyal rendah (0.4 V).
(5) waktu pemicu dapat disesuaikan 0,3 detik hingga 10 menit.
(6) umum digunakan dalam perangkat anti-pencurian dan peralatan lainnya.
(7) modul telah dipaksa untuk mengatur bekerja memicu dapat digunakan kembali
(8) tegangan kerja 4,5 untuk 20V

 

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