Pendingin dan Penghangat Ruangan
a. Mampu memahami Sensor Thermistor dan LM35 beserta aplikasinya
b. Mampu Menggabungkan sensor Thermistor dan LM35 dengan komponen elektronika lainnya untuk aplikasi sederhana
c. Mampu membuat rancangan sensor Thermistor dan LM35dengan menggunakan proteus
1. Baterai 12V [kembali]
2.2 Bahan
Datasheet:
Berfungsi sebagai lampu indikator ketinggian air pada rangkaian
Datasheet:
Datasheet:
9. LM324
Datasheet:
10. Thermistor NTC
11. Fan DC
1. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm
Pada umumnya Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah Fixed Resistor, Variable Resistor, Thermistor dan LDR.
Cara membaca nilai resistor:
- Masukkan angka dari kode warna gelang ke 1
- Masukkan angka dari kode warna gelang ke 2
- Masukkan angka dari kode warna gelang ke 3
- Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke 4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
- Pada 10 (10n) ini merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut.
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :
Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n
Rumus dari Rangkaian Paralel Resistor adalah :
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n
Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan elektron-elektron selama waktu yang tertentu atau komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik yang terdiri dari dua konduktor dan di pisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik) tiap konduktor di sebut keping.
Cara membaca nilai kapasitor: Contoh untuk membaca Nilai Kode untuk Kapasitor Keramik diatas dengan Tulisan Kode 473Z. Cara menghitung Nilai Kapasitor berdasarkan kode tersebut adalah sebagai berikut :
Kode : 473Z
Nilai Kapasitor = 47 x 103
Nilai Kapasitor = 47 x 1000
Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047µF
Huruf dibelakang angka menandakan Toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, Berikut adalah daftar Nilai Toleransinya :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G= 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%
473Z = 47,000pF +80% dan -20% atau berkisar antara 37.600 pF ~ 84.600 pF.
Jika di badan badan Kapasitor hanya bertuliskan 2 angka, Contohnya 47J maka perhitungannya adalah sebagai berikut :
Kode : 47J
Nilai Kapasitor = 47 x 100
Nilai Kapasitor = 47 x 1
Nilai Kapasitor = 47pF
Jadi Nilai Kapasitor yang berkode 47J adalah 47 pF ±5% yaitu berkisar antara 44,65pF ~ 49,35pF
Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.
Struktur utama dioda adalah dua buah kutub elektroda berbahan konduktor yang masing-masing terhubung dengan semikonduktor silikon jenis p dan silikon jenis n. Anoda adalah elektroda yang terhubung dengan silikon jenis p dimana elektron yang terkandung lebih sedikit, dan katoda adalah elektroda yang terhubung dengan silikon jenis n dimana elektron yang terkandung lebih banyak. Pertemuan antara silikon n dan silikon p akan membentuk suatu perbatasan yang disebut P-N Junction.
Cara Kerja Dioda:
Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).
Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebu sebagai basis, kolektor, dan emitor.
- Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
- Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
- Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.
Fungsi dari transistor sendiri adalah memperkuat arus listrik yang masuk ke dalam rangkaian. Fungsi ini berkebalikan dengan resistor yang berperan meredam arus listrik.
Cara kerja:
Apabila saklar dalam posisi tertutup atau terhubung arus listrik akan mengalir dari kutub baterai positif melewati beban (dalam hal ini lampu) kemudian menuju kaki kolektor dan berhenti di sana. Arus berhenti dikarenakan transistor masih belum mendapatkan pemicu sehingga posisinya tidak aktif. Hal ini menyebabkan lampu masih tetap mati.
Pada waktu yang bersamaan, arus pemicu yang ukurannya lebih kecil dibandingkan arus listrik utama mengalir dari sumber listrik menuju ke resistor kemudian ke saklar, melewati kaki basis transistor lanjut ke emitor, dan berlanjut menuju massa. Karena lampu mendapatkan masa listrik, beban tersebut pun akan menyala.
a) Karakteristik input transistor
b) Karakteristik output transistor
5. Potensiometer [kembali]
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 :
- Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
- Element Resistif
- Terminal
Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu :
- 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.
- 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.
- 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.
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
Thermistor adalah salah satu jenis Resistor yang nilai resistansi atau nilai hambatannya dipengaruhi oleh Suhu (Temperature). Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) dan Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient).
Nilai Resistansi Thermistor NTC akan turun jika suhu di sekitar Thermistor NTC tersebut tinggi (berbanding terbalik / Negatif). Sedangkan untuk Thermistor PTC, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula nilai resistansinya (berbanding lurus / Positif).
8. IC LM35
Sensor suhu IC LM 35 merupakan 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.
9. LM324
Op-amp LM324 adalah IC dengan 14 pin yang memiliki 4 op-amp didalam dengan single-supply mulai dari 3 Volt sampai 32 Volt dan jika menggunakan supply simetris +/-16 Volt. IC op-amp LM324 banyak digunakan untuk ragam aplikasi selain rangkaian audio dikarenakan harganya sangat murah.
Beberapa fitur yang ditawarkan IC murah ini adalah
Proteksi output terhadap short circuit
Low input Bias Current (100nA untuk tipe LM324A)
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.
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 = ∼)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)
Rangkaian OP-AMP:
1. OP-Amp Inverting
Penguatan yang outputnya berbeda fasa 180° dengan inputnya, bila input positif maka output akan menjadi negatif.
Vout = - (Rf / R1) Vin
2. OP-Amp Non Inverting
Penguatan yang outputnya sama dengan input yaitu tidak ada pembalikan fasa.
Vout = Vin (1 + Rf / Rin)
4.1 Prosedur Percobaan
1) Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan
3) Jalankan rangkaian dan lakukan percobaan dengan mengatur besar tahanan potensiometer 40% dan atur NTC <30, setelah itu ubah NTC >30
4) lakukan percobaan dengan mengatur LM35 saat suhunya < 10 dan saat suhunya > 10
4.2 Prinsip Kerja [kembali]
Arus dari baterai akan mengalir melewati RT1 apabila di sekitar RT1 bersuhu > 30 derjat celcius. Maka,akan mengakibatkan nilai resistansi pada RT1 menjadi rendah sehingga arus mengalir melewati RT1 kemudian mengalir ke D1 dan R1 dimana. Dari D1 arus akan diteruskan ke R3 dan kemudian akan masuk ke non-inverting pada IC LM324 pada pin 3. Disini IC LM324 berfungsu sebagai detektor. Tegangan yang masuk melewati pin 2 bisa di atur melalui potensiometer (Vref).
Jika suhu disekitar RT1 < 30 derjat celcius,maka nilai resistansi pada RT1 tinggi sehingga tegangan yang melewati RT1 akan kecil dan arus yg mengalir pada pin 3 pun kecil dimana outputnya sebesat -Vcc sehingga tegangan tersebut tidak cukup untuk mengaktifkan transistor dan juga tidak ada nya arus yang mengalir dari sumber ke relay ke kolektro ke emitor dan ke ground yang mengakibtkan relay OFF. Sehingga kipas dan LED OFF.
Apabila sebaliknya jika suhu di RT1 > 30 derjat celcius,maka nilai resistansi pada RT1 rendah sehingga tegangan yang melewati RT1 akan besar dan arus yg mengalir pada pin 3 pun besar sehingga output dari IC LM324 sebesar +Vcc dimana mengakibatkan ada arus yang mengalir ke R2 dan ke basis transistor NPN dan transistor pun aktif. Hal ini mengakibatkan adanya arus mengalir dari sumber ke relay ke kolektor ke emitor da n menuju ke ground yang menyebabkan Relay aktif. Dengan kondisi seperti rangkaian terurup maka kipas (pendingin) dan LED pun akan ON.
Ketika sensor LM35 bersuhu > 10 derajat, maka arus dan tegangan dari sumber akan mengalir ke kaki non inverting OP-Amp dan terjadi penguatan sebesar 3x selajutnya tegangan kembali di perkuat dengan penguatan juga sebesar 3x, transistor kemudian aktif dan akan menggeser Relay ke kiri. namun pada suhu LED dan Motor tidak aktif.
Kemudian saat LM35 besuhu < 10 derajat, maka arus dan tegangan dari sumber akan mengalir ke OP-Amp, namun tegangan yang dihasilkan belum dapat mengaktifkan transistor. Dan pada saat ini lah Relay berada di kanan. LED dan motor (penghangat) aktif.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar