Keamanan Lukisan di Museum
1. Tujuan[kembali]
1. Untuk memahami cara kerja dari sensor PIR dan LDR
2. Untuk memahami cara mensimulasikan rangkaian melalui aplikasi Proteus
2. Alat dan Bahan[kembali]
Alat:
Alat
1. Power Supply DC
Power Supply adalah alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat elektronika lainnya.
2. Voltmeter
Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan yang ada pada sebuah rangkaian listrik.
- Bahan
1. Resistor
Spesifikasi Resistor:
2. Transistor
Konfigurasi pin:
Spesifikasi:
3. Op-Amp
Konfigurasi pin:
Spesifikasi:
4. Sensor PIR
Konfiugrasi Pin
5. Sensor LDR
Konfigurasi pin:
Pin 1 : Electrical contact
Pin 2 : Electrical contact
Grafik Response
Spesifikasi
6. Relay
Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil. Relay memiliki fungsi sebagai saklar atau elektromagnetik switch yang mana dikendalikan oleh magnet listrik.
Konfigurasi pin
7. Buzzer
8. Lampu
Lampu adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.
Spesifikasi :
Lampu yang digunakan memiliki tegangan sebesar 12 V.
- Vin=12 V
- Bahan = Kaca
- Daya = 15 Watt
9. Logicstate
Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya
3. Dasar Teori[kembali]
1. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki 2 pin dan dapat mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai yang dapat mengatur nilai arus dan tegangan listrik dan dapat ditentukan menggunakan persamaan Ohm.
Cara menentukan nilai resistansi:
- Memasukkan nilai yang ditunjukkan pada gelang pertama.
- Memasukkan nilai yang ditunjukkan pada gelang kedua.
- Memasukkan nilai yang ditunjukkan pada gelang ketiga.
- Memasukkan nilai yang ditunjukkan pada gelang keempat sebagai banyaknya jumlah nol.
- Gelang kelima merupakan nilai toleransi jika ada.
Transistor merupakan komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator, dan lain sebagainya.
Karakteristik I/O:
3. Op-Amp
Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.
a. Buffer
Buffer merupakan rangkaian yang dapat menjafga aris agar tetap apda niali yang telah ditentukan.
b. Inverting amplifier
c. Non inverting
d. Komparator
e. Adder
Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)
c. Impedansi output nol (ro = 0)
d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
e. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)
 |
4. Sensor LDR
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.
· Konsumsi Arus Maksimum : 100 mW
· Puncak Spektral : 540 nm (ukuran gelombang cahaya)
· Suhu Operasi : -30o Celcius – 70o Celcius
LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF). LDR juga sering digunakan sebagai sensor lampu penerang jalan otomatis, lampu kamar tidur, alarm, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, sutter kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya.
Cara Kerja Sensor LDR :
Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.
Grafik LDR :
5. Sensor PIR
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.
Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
- Lensa Fresnel
- Penyaring Infra Merah (Sensor)
- Sensor Pyroelektrik (Sensor)
- Penguat Amplifier
- Komparator
Cara kerja pembacaan sensor PIR
Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Sensor pyroelektrik terbuat dari bahan galium nitrida (GaN), cesium nitrat (CsNo3) dan litium tantalate (LiTaO3). Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu (keluaran berupa sinyal 1-bit). Jadi 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 didesain dan dirancang hanya mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Diluar panjang gelombang tersebut sensor tidak akan mendeteksinya. Untuk manusia sendiri memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR. (Secara umum sensor PIR memang dirancang untuk mendeteksi infra merah tubuh manusia). Sensor ini hanya akan mendeteksi jika object bergerak atau secara teknis saat perubahan pancaran infra merah (falling up atau falling down).
4. Percobaan [kembali]
a. Prosedur Percobaan
1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan pada aplikasi proteus.
2. Rangkai setiap komponen bahan dan juga alat menjadi rangkaian yang akan dibuat.
3. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan.
4. Jalankan simulasi rangkaian.
b. Rangkaian Simulasi
Saat PIR mendeteksi ada orang yang melewati pembatas
Saat PIR mendeteksi maling dan lukisan diambil
Prinsip kerja:
Saat sensor PIR medeteksi ada orang yang mendekati lukisan maka ada tegangan ouput pada pin sensor menuju ke detector pada kaki non-inverting dan karena tegangan input dan juga referensi dikurang didapatkan hasil +Vsat. Dari output op-amp terdapat tegangan sebesar 15V yang menuju resistor dan ke base transistor. Tegangan pada kaki base-emitter besar dari 0.7V maka transistor ON dan menyebabkan arus menuju relay ke collector kemudian menuju ke emitter dan terakhir ke ground. Karena ada arus melewati relay maka realay menjadi ON dan switch relay berpindah ke kiri dan menyebabkan adanya sumber batrai yang terhubung ke output dan menyebabkan output buzzer menjadi hidup.
Ketika lukisan tersebut berhasil dicuri maka ldr menerima cahaya dari lampu sorot dan membuat output tegangan menuju ke kaki base transistor dan besar dari 0.7V membuat transistor menjadi ON. Arus mengalir dari sumber menuju relay ke collector dan menuju ke emitter. Karena ada arsu yang melewati relay menyebabkan relay menjadi ON dan switch relay menjadi berpindah dan mengaktifkan output lampu peringatan.
c. Video
d. Download File
Download HTML
Download Rangkaian
Download Video
Download datasheet Resistor
Download datasheet Transistor
Download datasheet Op-Amp
Download datasheet Sensor PIR
Download datasheet Sensor LDR
Download datasheet Relay
Download datasheet Buzzer
Download Library Sensor PIR
Tidak ada komentar:
Posting Komentar