Latihan 4
Pendeteksi Medan Magnet Menggunakan Sensor Magnet
- Mampu memahami tentang penggunaan sensor magnet sebagai pendeteksi medan magnet
- Mampu mengenali berbagai komponen yang ada pada pendeteksi medan magnet yang
yang disimulasikan di proteus
- Mampu menggunakan proteus dan pengaplikasiannya untuk mendeteksi medan magnet
- Mampu merancang rangkaian simulasi pendeteksi medan magnet tersebut dan
mensimulasikannya pada proteus
Magnetic Reed Switch
Fungsi : Untuk mendeteksi pergerakan medan magnet
Spesifikasi : REED 1 MAGNETIC REED SW
LOGIC STATE
Fungsi : Untuk pengolahan input-input yang berupa bilangan biner
Spesifikasi : 0
Resistor
Fungsi : Sebagai penghambat arus listrik
Spesifikasi : R1 500
LED
Fungsi : Untuk melihat adanya arus listrik yang mengalir
Spesifikasi :
Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor) dan Prinsip Kerjanya
Pengertian Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor) dan Prinsip Kerjanya – Sensor Efek Hall atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Hall Effect Sensor
adalah komponen jenis transduser yang dapat mengubah informasi magnetik
menjadi sinyal listrik untuk pemrosesan rangkaian elektronik
selanjutnya. Sensor Efek Hall ini sering digunakan sebagai sensor untuk
mendeteksi kedekatan (proximity), mendeteksi posisi (positioning), mendeteksi kecepatan (speed), mendeteksi pergerakan arah (directional) dan mendeteksi arus listrik (current sensing).
Sensor Magnetik yang terbuat dari bahan semikonduktor ini merupakan komponen populer pilihan para perancang elektronika untuk aplikasi-aplikasi non-contact mereka karena kehandalannya dan mudah dirawat. Sensor Efek Hall juga tahan terhadap air, debu dan getaran apabila dibungkus dengan pelindung yang benar.
Salah satu penggunaan Hall Effect Sensor ini adalah pada produk otomotif seperti mendeteksi posisi jok mobil, sensor sabuk pengaman, indikator minyak dan kecepatan roda untuk sistem pengereman ABS (Anti-Lock Braking System). Selain pada produk otomotif, Hall Effect Sensor ini juga dapat kita temukan di produk Smartphone (ponsel pintar) yang memiliki fitur deteksi Cover atau Penutup ponsel.
Sensor Efek Hall ini merupakan perangkat atau komponen yang diaktifkan oleh medan magnet eksternal. Seperti yang kita ketahui bahwa medan magnet memiliki dua karakteristik penting yaitu densitas flux (flux density) dan Kutub (kutub selatan dan kutub utara). Sinyal masukan (Input) dari Sensor Efek Hall ini adalah densitas medan magnet disekitar sensor tersebut, apabila densitas medan magnet melebihi batas ambang yang ditentukan maka sensor akan mendeteksi dan menghasilkan tegangan keluaran (output) yang disebut dengan Tegangan Hall (VH).
Bentuk dan Simbol Sensor Efek Hall (Sensor Hall Effect)
Sensor yang namanya diambil dari nama penemunya (Hall) ini umumnya berbentuk petak tipis dan ada yang terdiri dari tiga kaki terminal ataupun empat kaki terminal. Berikut adalah bentuk dan simbol sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor).
Prinsip Kerja Sensor Efek Hall (Sensor Hall Effect)
Sensor Efek Hall pada dasarnya terdiri dari potongan tipis semikonduktor yang bertipe P dengan bentuk persegi panjang. Bahan semikonduktor yang digunakan biasanya adalah gallium arsenide (GaAs), indium antimonide (InSb), indium phosphide (InP) atau indium arsenide (InAs). Potongan tipis semikonduktor tersebut dilewati oleh arus listrik secara berkesinambungan (terus-menerus). Ketika didekatkan dengan medan magnet atau ditempatkan pada lokasi yang bermedan magnet, garis fluks magnetik akan menggunakan gaya pada semikonduktor tersebut untuk mengalihkan muatan pembawa (elektron dan holes) ke kedua sisi pelat semikonduktor. Gerakan pembawa muatan ini merupakan hasil dari gaya magnet yang melewati semikonduktor tersebut.
Karena Elektron dan Holes bergerak masing-masing ke kedua sisi semikonduktor, maka akan timbul perbedaan potensial diantara kedua sisi tersebut. Pergerakan elektron yang melalui bahan semikonduktor ini dipengaruhi oleh adanya medan magnet eksternal pada sudut atau posisi yang benar. Bentuk yang terbaik agar mendapatkan sudut atau posisi yang tepat adalah menggunakan bentuk persegi panjang yang pipih (Flat Rectangular) pada komponen Sensor Hall Effect ini.
Peristiwa berbelok atau beralihnya aliran listrik (elektron) dalam pelat konduktor karena pengaruh medan magnet ini disebut dengan Efek Hall (Hall Effect). Efek Hall ini ditemukan oleh Dr. Edwin Hall pada tahun 1879. Untuk dapat menghasilkan perbedaan potensial diseluruh perangkat, garis fluks magnetik harus tegak lurus (90 derajat) terhadap aliran listrik dengan kutub yang benar. Nama “Hall” ini diambil dari nama penemu efek ini yaitu Dr. Edwin Hall. Dasar dari prinsip kerja Efek Hall ini adalah gaya Lorentz yaitu gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak dalam suatu medan magnet (B).
Kelebihan Sensor Efek Hall (Hall Effect Sensor)
Sensor Efek Hall dapat digunakan sebagai sakelar elektronik ini memiliki beberapa kelebihan, diantaranya adalah :
- Relatif lebih murah jika dibandingkan dengan sakelar mekanik dan lebih handal.
- Dapat beroperasi hingga 100 kHz.
- Tidak terpengaruh pada kondisi lingkungan karena sensor berada di dalam paket tertutup (dibungkus) sehingga dapat digunakan pada lingkungan yang kurang bersahabat.
- Dapat mendeteksi rentang medan magnet yang luas.
- Dapat mendeteksi kutub utara atau kutub selatan.
- Berbentuk pipih/datar sehingga dapat digunakan pada perangkat elektronik yang lebih tipis.
Namun Hall Effect Sensor ini juga memiliki kelemahan, yaitu tingkat akurasi pengukuran yang lebih rendah jika dibandingkan dengan sensor sejenisnya seperti Magnetometer ataupun sensor yang berbasis Magnetoresistance.
Kuis 4
Pendeteksi Api ( Sensor Flame dan Sensor Pir )
- Mampu memahami tentang penggunaan sensor flame dan sensor pir sebagai pendeteksi
api
- Mampu mengenali berbagai komponen yang ada pada pendeteksi api yang disimulasikan
menggunakan proteus
- Mampu menggunakan proteus dan pengaplikasiannya untuk mendeteksi api seperti
pendeteksi api
- Mampu merancang rangkaian simulasi pendeteksi api tersebut dan mensimulasikannya
pada proteus
PIR Sensor
Fungsi : Untuk mendeteksi pergerakan
Spesifikasi : PIR1 PIR SENSOR
FLAME Sensor
Fungsi : Sebagai pendeteksi nyala api
Spesifikasi : FLAME1 FLAME SENSOR
Logicstate
Fungsi : Untuk pengolahan input-input yang berupa bilangan biner
Spesifikasi : 1 1
Resistor
Fungsi : Sebagai penghambat arus listrik
Spesifikasi :
LM741
Fungsi : Sebagai amplifier
Spesifikasi : U1 LM741
LED-BIRG
Fungsi : Untuk melihat adanya arus listrik yang mengalir
Spesifikasi : D1 LED-BIRG
2N2222A
Fungsi : Sebagai amplifier
Spesifikasi : Q1 2N2222A, Q2 2N2222A
1N4148
Fungsi : Untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC)
Spesifikasi : D2 1N4148
Cap
Fungsi : Untuk menyimpan muatan listrik
Spesifikasi :C1 0.01
Relay
Fungsi : Untuk melindungi komponen lainnya dari kelebihan tegangan, memperkecil
terjadinya penurunan tegangan
Spesifikasi : RL1 RLY-SPCO
Fan-DC
Fungsi : Untuk mendinginkan / menurunkan suhu yang terlalu panas
Spesifikasi : KRPM
Battery
Fungsi : Sebagai sumber arus listrik dengan menyimpan energi potensial listrik
Spesifikasi : BAT1 12V
Sensor PIR
Deskripsi PIR
Cara Kerja PIR
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.
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 disamping.
Bagian-Bagian Sensor PIR
Gambar berikut menunjukkan bagian-bagian dari sensor PIR yang perlu untuk diketahui
- Pengatur Waktu Jeda : Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi gerakan dan gerakan telah berahir. *
- Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
- Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
- Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
- DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).
- Output Digital : Output digital sensor
- Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
- BISS0001 : IC Sensor PIR
- 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.
Penggunaan / Aplikasi Sensor PIR
Sensor PIR sangat cocok digunakan pada projek-projek yang membutuhkan deteksi kapan seseorang memasuki atau meninggalkan are tertentu. Hal ini karena sensor PIR membutuhkan daya yang rendah, murah, memiliki jangkauan yang luas, dan mudah digunakan dengan berbagai sistem kontrol.
Catatan: Sensor PIR tidak dapat digunakan untuk mengetahui berapa orang yang berada pada jangkauan sensor atau seberapa dekat objek dengan sensor dan sensor PIR juga dapat dipengaruhi oleh binatang peliharaan.
Informasi Dasar
Setiap sensor PIR memiliki spesifikasi dan kriteria yang berbeda-beda namun hampir kebanyakan dari sensor PIR memiliki spesifikasi yang mirip (Direkomendasikan untuk mengacu pada datasheet). 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
- Power Supply : 5V-12V (direkomendasikan 5VDC).
Sensor Flame
Flame detector merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm.
 |
| Gambar. Panjang Gelombang Cahaya |
Dalam suatu proses pembakaran pada pembangkit listrik tenaga uap, flame detector dapat mendeteksi hal tersebut dikarenakan oleh komponen-komponen pendukung dari flame detector. Sensor nyala api ini mempunyai sudut pembacaan sebesar 60 derajat, dan beroperasi normal pada suhu 25 – 85 derajat Celcius. Adapun unit flame detector dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
 |
| Gambar. Flame Detector untuk Arduino |
Cara kerja flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi nyala apiyang dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optic kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke Microprosessor yang ada pada unit flame detector akan bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.
Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi.
Adapun spesifikasi dari flame detector ini adalah sebagai berikut:
Output= Digital (D0)
Working voltage: 3.3V to 5V
Output format: Digital output (HIGH/LOW)\
Wavelength detection range: 760nm to 1100nm
Using LM393 comparator
Detection angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum
Lighter flame detect distance 80cm
Cara kerja dari rangkaian simulasi pendeteksi api menggunakan sensor pir dan sensor flame.
Pertama, arus akan mengalir menuju sensor pir untuk mendeterksi adanya pergerakan.
Setelah itu, arus akan mengalir melewati resistor sebanyak 8 buah yang dimana arus yang
mengalir di setiap resistor akan semakin berkurang. Kemudian, arus tersebut melewati
LM741 yang berfungsi sebagai amplifier. Selanjutnya, arus akan mengalir menuju
2N2222A yang juga berfungsi sebagai amplifier.
Setelah itu, arus tersebut akan menuju ke sensor flame yang dimana akan mendeteksi api
pada rangkaian. Terakhir, sebagai dampak terdeteksi adanya api, maka Fan-DC pun hidup
sebagai motornya.
- Foto Rangkaian Simulasi
- Video Simulasi Rangkaian
Download Foto Komponen Rangkaian Simulasi
Download Foto Rangkaian Simulasi
Download Video Simulasi Rangkaian
Download Library Sensor
Tidak ada komentar:
Posting Komentar