Sensor Optik

Aplikasi Kontrol Sun Tracker
1. Tujuan [kembali]

  • - Memahami dan merangkai rangkaian Sun Tracker menggunakan proteus.



       1. Resistor

Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. 



·        2. Generator

 bagian dari peralatan atau software uji coba elektronik yang digunakan untuk menciptakan gelombang listrik. 



         3. Dioda

fungsi buat menghantarkan arus listrik ke satu arah, tapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya



         4.Motor AC

 berfungsi untuk merubah energi listrik dari arus listrik AC menjadi energi mekanis. Energi mekanis yang terbangkitkan berupa energi putaran poros rotor motor listrik. Fungsi motor listrik ini merupakan kebalikan dari generator AC yang berfungsi untuk merubah energi mekanis menjadi energi listrik AC.



         5.LDR

Light Dependent Resistor, LDR atau photoresistor sering digunakan di sirkuit di mana perlu untuk mendeteksi keberadaan atau tingkat cahaya.



         6. LED

 fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator/lampu indikator



        7. Generator DC

Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker),



        8. LM358

digunakan untuk memperbaiki atau mengoreksi sinyal yang lemah seperti berasal dari microphone sebelum diumpankan ke mixer. ... LM358 sendiri merupakan dual op-amp 8 pin dengan daya rendah dapat mengunakan catu tunggal mulai dari 3V sampai 32V.

          9. op amp

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.



       10. Baterai

 menyediakan arus listrik bagi peralatan elektronik. Baterai menyimpan energi potensi listrik dalam bentuk sel elektrokimia (sel volta). Ketika kutub posittif dan negatif baterai di hubungkan, potensi listrik kedua kutub akan menyebabkan arus listrik mengalir.


   Sun Tracker/Pelacak cahaya matahari

    Pelacak mengarahkan panel surya atau modul ke arah matahari. Perangkat ini mengubah orientasi mereka sepanjang hari untuk mengikuti jalur matahari untuk memaksimalkan penangkapan energi. Pelacak surya sumbu tunggal berputar pada satu sumbu bergerak bolak-balik dalam satu arah.
     Sensor LDR
 
      Nilai resistansi LDR sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka semakin menurun nilai resitansinya. Sebaliknya, jika cahaya yang mengenainya sedikit (gelap), maka nilai hambatannya menjadi semakin besar, sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut 

Tegangan maksimum (DC): 150V 

 Konsumsi arus maksimum: 100mW 

Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ 

Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)

Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms 

Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

 

  LM35

 

 Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92  seperti terlihat pada gambar dibawah.

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.

Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :

    - Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
    -Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
    -Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
    -Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
    -Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
    -Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
    -Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
    -Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Tabel karakteristik LM35:

Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :

Vout LM35 = Temperature º x 10 mV

  Komparator non inverting


       Komparator adalah komponen elektronik yang berfungsi membandingkan dua nilai kemudian memberikan hasilnya, mana yang lebih besar dan mana yang lebih kecil.
       1.Non-Inverting ComparatorPada Non-Inverting Comparator, tegangan input dipasang pada saluran non-inverting (+)  dan tegangan referensi pada saluran inverting (-).
Pada rangkaian Non-Inverting Comparator, jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah +Vsat (mendekati tegangan +VCC). Jika Vin lebih kecil dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (mendekati tegangan -VEE).
      2.Inverting ComparatorPada Inverting Comparator  tegangan input (Vin) dihubungkan pada saluran inverting  (-) dan tegangan referensi (Vref) pada saluran non-inverting (+).
Tegangan referensi dapat menggunakan sumber catu daya tegangan konstan atau rangkaian pembagi tegangan.
Pada saat Vin lebih kecil dari Vref, tegangan output Vo adalah +Vsat (≈ +VCC). jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (≈ +VEE).

Driver motor dc dengan rangkaian H-bridge transistor

Rangkaian H-bridge transistor dapat kita buat dengan menggunakan 4 buah transistor yang bertipe NPN ataupun PNP sejenis.Jika transistor yang digunakan adalah tipe npn maka diperlukan logika 1 pada basis untuk menyalakannya sedangkan jika menggunakan tipe PNP untuk menyalakan motor diperlukan logika 0.


        Buka aplikasi proteus

·       Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen sensor LM358, resistor, dioda, relay, lamp, motor, altenator, op amp, dan  baterai

·         Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan

·         Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

·         Tambahkan DC voltmeter untuk mengetahui besar tegangan yang dinginkan.

·         Jalankan simulasi rangkaian.




Prinsip Kerja

   Pertama-tama sensor lm35 akan mendeteksi suhu disekitar solar cell , jika  suhu  >26°C maka arus akan mengalir ke rangkaian komparator lalu menuju relay sehingga relay tertutup sehingga tegangan dapat mengalir dari generator DC ke rangkaian sun tracker. 

  Setelah itu saat Sensor LDR mendeteksi cahaya, maka LDR akan melewatkan tegangan sesuai besar intensitas cahaya yang diterima. LDR memiliki sifat semakin besar intensitas cahaya yang diterima, maka resistansi pada LDR akan semakin kecil sehingga tegangan yang dilewatkan oleh LDR semakin besar. Kemudian tegangan yang dilewatkan dikuatkan oleh opamp non inverting. LED akan aktif sebagai indikator dari LDR menerima cahaya. Tegangan yang telahdikuatkan tersebut juga menuju relay sehingga relay aktif. Saat relay aktif, saat relay aktif, maka pembangkit AC dan motor AC akan closeloop sehingga motor AC akan berputar.



                                            

   1. Rangkaian sensor     [Download]'
   2. Video tutorial             [Download]
   3. HTML                         [Download]
   4. Datasheet                       [Download]



     

Tidak ada komentar:

Posting Komentar