Sensor Mekanik ( Load cell )





SELEKSI BARANG OTOMATIS (LDR + LOAD CELL)
            1. Tujuan [kembali]

a. Memahami cara kerja sensor mekanik
b. Mendesain sebuah rangkaian aplikasi sensor mekanik
c. Menjelaskan cara kerja rangkaian aplikasi sensor mekanik

2.  Alat dan Bahan [kembali]

1. Sumber tegangan AC 



2. Baterai 10 V 


2.2 Bahan

1. Resistor 




Datasheet : 




2. Transistor npn

datasheet:




3. Relay 


Datasheet :



4. Sensor LDR

Datasheet : 



5. Sensor LOAD CELL


datasheet:





6. Potensiometer
datasheet:


7. Lamp 

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.


8. Dioda 1n4001 
Datasheet : 



9. Motor DC


datasheet:


3.  Dasar teori [kembali]
  
       1. Resistor

Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya resistor nilai tetap (fixed resistor), resistor variabel (variabel resistor), thermistor, dan LDR.


Cara membaca nilai resistor
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10         (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor


2. Transistor BC547 (NPN)
Sebuah transistor BC547 adalah negatif-positif-negatif (NPN) transistor yang digunakan untuk berbagai tujuan. Bersama dengan komponen elektronik lainnya, seperti resistor, kumparan, dan kapasitor, dapat digunakan sebagai komponen aktif untuk switch dan amplifier. Seperti semua transistor NPN lain, jenis ini memiliki terminal emitor, basis atau terminal kontrol, dan terminal kolektor. Dalam konfigurasi biasa, arus mengalir dari dasar ke emitor mengontrol arus kolektor. Sebuah garis vertikal pendek, yang merupakan dasar, dapat menunjukkan transistor skema untuk transistor NPN, dan emitor, yang merupakan garis diagonal yang menghubungkan ke dasar, adalah sebuah panah menunjuk jauh dari dasar.
The BC547 transistor datang dalam satu paket. Ketika beberapa ditempatkan dalam satu paket, biasanya disebut sebagai array transistor. Array umum digunakan dalam switching digital. Delapan transistor dapat ditempatkan dalam satu paket untuk membuat tata letak lebih mudah, misalnya. Untuk menggunakan transistor sebagai preamplifier audio, arus (DC) sumber langsung yang dibutuhkan, seperti 12-volt (V) power supply. Dalam konfigurasi emitor umum, sisi negatif dari catu daya arus bolak-balik (AC) digabungkan ke emitor melalui sebuah kapasitor. Ada juga resistensi kecil menghubungkan catu daya ke emitor. Catu daya ini kemudian terhubung ke kolektor melalui resistor, yang dapat disebut sebagai resistor pembatas. Ketika arus kolektor-ke-emitor saat ini, akan ada penurunan tegangan pada resistor membatasi, dan dalam keadaan idle, tegangan kolektor biasanya 6 V.



3. 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). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.



 Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali.  Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet.  Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal.  Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik.  Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.
Fitur:
 1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
 2. Arus pemicu 70mA
 3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V
 4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V
 5. Switching maksimum

4. Sensor LDR


Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa. Simbol LDR dapat dilihat seperti pada gambar berikut.

karakteristik:

Laju Recovery Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) 
Bila sebuah “Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)” dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Na-mun LDR tersebut hanya akan bisa menca-pai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu.

Respon Spektral Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) 
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantaryang baik


5. Sensor LOAD CELL




Load cell merupakan sensor gaya yang sering digunakan untuk mengukur berat. Load cell tersusun dari satu atau lebih strain gauge yang ditempelkan pada batang berbahan logam yang berbentuk cincin, dimana strain gauge digunakan sebagai patokan perubahan pada load cell. Strain gauge itu merupakan sebuah sensor yang dapat mendeteksi tekanan dan gaya. Strain gauge terdiri dari selembar kertas foil logam tipis, yang dibentuk sedemikian rupa menjadi benang-benang yang sangat halus. Kertas foil ini terbungkus seluruhnya oleh lapisan film plastik.

Perubahan tekanan yang dideteksi Strain gauge akan menyebabkan perubahan resistansinya. Strain gauge dipasangkan pada objek yang akan diberi tekanan mekanik. Ketika objek terkena tekanan, kertas foil mengalami hal yang sama sehingga benang-benangnya akan tertarik memanjang. Ketika hal ini terjadi, benang-benang tersebut menjadi lebih panjang dan tipis sehingga tahanan listriknya bertambah.


-Memiliki sensitivitas yang cukup tinggi.grafik perubahan resistansi sensor terhadap pembebanan
-Memiliki ketelitian ± 1µm/m dalam range strain ±10%.
-Output selama periode pembacaan relatif tidak bergantung kepada temperature dan parameter lainya.
-Strain gauge dan peralatan pendukungnya rendah biaya dan dapat dipakai secara luas.
    -Sistem Strain gauge mudah diinstal dan dioperasikan.
 




6. Dioda 

Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

Fungsi Dioda and Jenis-jenisnya
Berdasarkan Fungsi Dioda, Dioda dapat dibagi menjadi beberapa Jenis, diantaranya adalah :
  • Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
  • Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
  • Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
  • Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya
  • Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali
Prinsip Kerja
Untuk dapat memperjelas prinsip kerja Dioda dalam menghantarkan dan menghambat aliran arus listrik, dibawah ini adalah rangkaian dasar contoh pemasangan dan penggunaan Dioda dalam sebuah rangkaian Elektronika.

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Analog
  1. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x100
  2. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Katoda (tanda gelang)
  3. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Anoda.
  4. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
  5. Jarum pada Display Multimeter harus bergerak ke kanan
  6. Balikan Probe Merah ke Terminal Anoda dan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang).
  7. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
  8. Jarum harus tidak bergerak.
Cara Mengukur Dioda dengan menggunakan Multimeter Digital
(Fungsi Ohm / Ohmmeter)
  1. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω)
  2. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang)
  3. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda.
  4. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
  5. Display harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.64MOhm)
  6. Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda
  7. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
  8. Nilai Resistansinya adalah Infinity (tak terhingga) atau open circuit
 7. Potensiometer

Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat.



Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

  1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
  2. Element Resistif
  3. Terminal

Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu :

  1. Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.
  2. Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.
  3. Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.
   
4.  Percobaan[kembali]

4.1 Prosedur Percobaan dan Rangkaian Simulasi

1) Siapkan alat dan bahan yang digunakan


2) Susun rangkaian



3) Jalankan rangkaian 


4.2 Prinsip Kerja


1. saat sensor LDR off


saat sensor LDR dalam posisi off atau sensor tidak menerima intensitas cahaya yang cukup maka relay 1 berada pada posisi kiri dan arus dari baterai 2 akan masuk ke LVDT  dan kemudian terjadi penguatan sinyal yang menyebabkan relay berpindah ke kiri dan mengaktifkan motor DC

2. saat sensor LDR on


ketika sensor LDR aktif atau menerima cukup cahaya, maka arus dan tegangan dari baterai 1 akan menggerakkan relay ke kiri dan lampu menyala. sebaliknya jika sensor LDR ON maka LVDT akan berada pada posisi OFF karena tidak menerima tegangan dari sumber
    
    
5. Video [kembali]





6. Link Download
    
HTML disini!!!
Rangkaian Proteus disini!!!
Video disini!!!
Datasheet LDR disini!!!
Datasheet Load Cell disini!!!
Datasheet Op-Amp disini!!!
Datasheet Transistor disini!!!
Datasheet kapasitor disini!!!
Datasheet Resistor disini!!!
Datasheet Alternator disini!!!
Datasheet Potensio disini!!!
Datasheet LED disini!!!
Datasheet Dioda disini!!!
Datasheet Relay disini!!!


    

(kembali ke menu awal)

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)