Tugas 6 - Rangkaian Pendeteksi Api Menggunakan Thermistor

1. Tujuan [kembali]

  • Untuk mengetahui prinsip kerja sensor suhu untuk mendeteksi kebakaran.
  • Untuk mengetahui cara mensimulasikan rangkaian pendeteksi kebakaran menggunakan sensor suhu.
  • Untuk mengetahui prinsip kerja pada rangkaian pendeteksi kebakaran menggunakan sensor suhu.

2. Bahan [kembali]

    • Resistor
    • Potensiometer
    • Baterai 9  Volt

    • IC NE555

    • NTC

    • LED

    • LM358

    • Buzzer

3. Dasar Teori [kembali]

  • Resistor 
Simbol resistor

        Resistor berfungsi sebagai penghambat jumlah arus yang megalir masuk ke dalam suatu rangkaian. Satuan resistor adalah Ohm (). Cara mengukur resistor, yaitu menggunakan alat ukur multimeter analog/digital, dan membaca kode warna resistor.


  • Baterai
Simbol baterai

    Baterai adalah sebuah benda yang bisa merubah energi kimia menjadi energi listrik. Energi yang dihasilkannya yaitu listrik searah atau DC. Satuan yang digunakan pada baterai yaitu Volt (V). Cara mengukurnya dengan alat ukur multimeter analog ataupun digital. 


  • Dioda
Simbol Dioda

    Dioda ialah komponen elektronika aktif yang terdiri dari dua kutub dan fungsinya sebagai penyearah arus dan untuk menghantarkan listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Elektronika memilki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anoda berdasarkan teknologi pertemuan p-n (positif dan negatif) semikonduktor yaitu dapat menghantarkan arus litrik dari sisi tipe p (anoda) menuju sisi tipe-n (katoda), tetapi tidak dapat menghantarkan arus ke arah sebaliknya (katoda ke anoda). Cara mengukur Dioda ialah dengan menggunakan multimeter baik itu digital maupun analog.


  •  IC NE555

Simbol IC NE555
    IC timer 555 merupakan IC atau sirkuit terpadu (chip) yang digunakan dalam berbagai aplikasi pewaktuan, sumber pulsa gelombang, serta aplikasi osilator. Secara fisik IC 555 berbentuk DIP atau Dual inline Package dengan package 8 pin. Berikut ialah susunan dan konfigurasi kaki IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki.

  1. Kaki 1 (GND): Terminal Ground atau terminal negatif sumber tegangan DC.
  2. Kaki 2 (Trigger): Terminal Trigger (Pemicu), digunakan untuk memicu Output menjadi “High”, kondisi High akan terjadi apabila level tegangan pada kaki Trigger ini berubah dari High menuju ke < 1/3Vcc (Lebih kecil dari 1/3Vcc).
  3. Kaki 3 (OUT): Terminal Output (Keluaran) yang memiliki 2 keadaan yaitu “Tinggi/HIgh” dan “Rendah/Low”.
  4. Kaki 4 (RESET) : Terminal Reset. Apabila kaki 4 digroundkan, Output IC akan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi OFF. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi ON, Kaki 4 biasanya diberikan sinyal “High”.
  5. Kaki 5 (CONT) : Terminal Control Voltage (Pengatur Tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. Secara default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.
  6. Kaki 6 (THRES) : Terminal Threshold, digunakan untuk membuat Output menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau Kaki Threshold ini berubah dari Low menuju > 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc).
  7. Kaki 7 (DIS) : Terminal Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 adalah “High”. Kaki Discharge ini biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan dari IC555.
  8. Kaki 8 (VCC) : Terminal Positif sumber tegangan DC (sekitar 4,5V atau 16V).


  • Sensor suhu Thermistor NTC
Thermistor - Working, Types - NTC & PTC,Uses,Comparison,Applications
Simbol NTC

        Thermistor adalah suhu perangkat pendeteksi atau sensor yang bertindak sedikit seperti Resistor listrik tetapi sensitif terhadap suhu. Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Termistor dapat digunakan untuk menghasilkan tegangan ouput analog dengan variasi suhu sekitar dan karenanya dapat disebut sebagai transduser. Ini karena ia menciptakan perubahan sifat listriknya karena perubahan fisik dalam panas. Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Thermistor jenis ini dibuat dari oksida dari kelompok elemen transisi besi ( misalnya FE2O3, NiO CoO dan bahan NTC yang lain).  Thermistor ada 2 jenis, yaitu Thermistor NTC dan Thermistor PTC. Kedua thermistor ini memiliki fungsi yang sama yaitu dapat mengubah nilai suhu, namun memiliki cara kerja yang berlawanan.

    Dapat dilihat dalam tabel di atas, bahwa perbedaan kedua thermistor ini cukup terlihat.

    - Simbol yang melambangkan NTC yaitu (-) sedangkan simbol PTC yaitu (+). Simbol itu menggambarkan sebuah komponen yang nilai resistansinya dapat dirubah dengan adanya temperature atau suhu.

    - Adanya perbedaan dalam nilai koefisiennya walaupun kedua jenis tesebut mempunyai fungsi yang sama.

    - Thermistor PTC dan NTC mempunyai fisik bulat serta memiliki dua kawat disisi kanan dan kirinya hanya saja PTC berwarna biru dan NTC berwarna hitam.

    - Thermistor PTC memiliki grafik lurus bertanda bahwa temperaturnya naik maka nilai resistansinya juga naik begitupula sebaliknya. Namun, untuk thermistor NTC mempunyai grafik yang melandai ke bawah yang berarti jika temperaturnya naik maka nilai resistansinya turun begitu sebaliknya.

        Prinsip kerja dari thermistor menyesuaikan perubahan nilai resistansinya berdasarkan kecil besarnya suhu dimana suhu itu akan mengenai bagian dari thermistor sehingga terjadi perubahan nilai resistansi didalamnya.
        Cara mengukur Thermistor NTC dengan alat ukur multimeter dengan tujuan untuk mengetahui apakah kondisi NTC dalam keadaan baik atau tidak, karena kondisi NTC yang baik dan dapat digunakan itu yang dapat merespon perubahan suhu dengan memberikan perubahan resistansi pada kedua terminal NTC tersebut. 

    • Potensiometer

    Simbol Potensiometer
        Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek. Bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer, yaitu Penyapu atau disebut juga dengan Wiper, Element Resistif, danTerminal.

        Potensio bekerja seperti resistor dengan semakin besar tahanan maka output (volt) semakin kecil, dan sebaliknya semakin kecil tahanan (ohm) maka output (volt) semakin besar. Ketika digunakan sebagai potensiometer, koneksi dibuat untuk kedua ujungnya serta penghapus, seperti yang ditunjukkan. Posisi penghapus kemudian memberikan sinyal output yang sesuai (pin 2) yang akan bervariasi antara level tegangan yang diterapkan ke satu ujung trek resistif (pin 1) dan yang di sisi lain (pin 3)

    • LED

    Simbol LED

        Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda. LED dapat memancarkan berbagai warna, tergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan. LED juga dapat memancarkan cahaya inframerah yang tak tampat, seperti pada remote TV.

        Cara kerja dari LED hampir sama dengan keluarga dioda yang memiliki dua kutub, yaitu Kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias foward) dari Anoda ke Katoda. LED sendiri terdiri atas sebuah chip semikonduktor yang didopping, sehingga menciptakan junction antara kutub P dan kutub N. Proses dopping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan impurity / ketidakmampuan pada semikonduktr yang murni, sehingga dapat emnghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan.


    • LM 358

    • Buzzer

    Simbol buzzer
        Buzzer ialah sebuah komponen elektronika dengan fungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.

        Buzzer yang sering ditemukan yaitu buzzer dengan jenis piezoelectric. Cara kerjanya menggunakan efek pizoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.


    4. Percobaan [kembali]

        a. Prosedur Percobaan:

      1. Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.
      2. Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.
      3. Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.
      4. Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.
      5. Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.
      6. Buka bagian Terminals mode ().
      7. Pilih terminal yang diperlukan.
      8. Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.
      9. Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.
      10. Klik play () pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.
      11. Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output ,./.....

        b. Rangkaian Simulasi [kembali]

    Foto rangkaian simulasi 

    Rangkaian saat tidak adanya arus

    Prinsip kerja rangkaian simulasi

    Rangkaian saat ada arus

        Prinsip kerja pada Rangkaian Pendeteksi Kebakaran Menggunakan Sensor Suhu yaitu Saat komponen NTC tidak dipanaskan dengan api, maka suhu disekitar NTC menjadi besar (> R1) sehingga tidak tegangan dan arus mengalir pada masukan pin 2 IC LM358 . Pin 2 yang mendapatkan tegangan kecil akan memperbesar tegangan keluaran pada pin 1 (prinsip inverting) sehingga LED D2 menyala. Pin 2 masukan IC NE555 sebagai monostabil  multivibrator mendapatkan tegangan + >2/3Vcc yang mengakibatkan tidak ada tegangan yang keluar pada pin 3 IC NE555 sehingga LED D1 dan Buzzer tidak aktif.

        Saat komponen NTC dipanaskan dengan api, maka suhu disekitar NTC menjadi kecil (< R1) sehingga terdapat tegangan dan arus mengalir pada masukan pin 2 IC LM358 . Pin 2 yang mendapatkan tegangan  akan memperkecil tegangan keluaran pada pin 1 (prinsip inverting) sehingga LED D2 mati. Pin 2 masukan IC NE555 sebagai monostabil  multivibrator mendapatkan tegangan +<2/3Vcc yang mengakibatkan terdapat tegangan yang keluar pada pin 3 IC NE555 sehingga LED D1 dan Buzzer aktif.


        c. Video [kembali]



    Electricity LightningElectricity Lightning