Aplikasi Encoder - Rangkaian Kasur Pendeteksi Kebakaran, Gempa, dan Banjir

1. Tujuan [kembali]

  • Untuk mengetaui prinsip kerja sensor
  • Untuk mengetahui cara mensimulasikan rangkaian kasur pendeteksi kebakaran, banjir, dan gempa
  • Untuk mengetahui prinsip kerja rangkaian kasur pendeteksi kebakaran, banjir, dan gempa

2. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat


    • DC Voltmeter
 

    • DC generator
 

    • Logicstate
 

    • Power Supply

B. Bahan [kembali]

  • Sensor Flame
Spesifikasi :
- Output= Digital (D0)
- Tipe : Flame sensor isi 5 sensor
- Vin : DC 3.3V-9V
- Range sensor : 120°
- Output : Digital
- Tiap sensor memiliki lampu indikator
- Mendeteksi api lilin dengan range panjang gelombang 700-1100nm
- Dimensi  : panjang 4 cm x lebar 4 cm
- Berat : 50 gram
- Lighter flame detect distance 80cm

* Sensor Water



  • Sensor Vibration
 
Operating Voltage: 3.3V to 5V DC.
Operating Current: 15mA.
Using SW-420 normally closed type vibration sensor.
LEDs indicating output and power.
LM393 based design.
Easy to use with Microcontrollers or even with normal Digital/Analog IC.
With bolt holes for easy installation.

  • Motor

Komponen Motor Listrik :
1.Stator Coil
2.Rotor Coil
3.Main Shaft
4.Brush
5.Bearing
6.Drive pulley
7.Motor Housing

  • Resistor

Spesifikasi :

- Resistance (Ohms) : 220 V

- Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W

- Tolerance : ± 5%

- Packaging : Bulk

- Composition : Carbon Film

- Temperature Coefficient : 350ppm/°C

- Lead Free Status : Lead Free

- RoHS Status : RoHs Complient    
  • Relay

Spesifikasi :
- Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC

- Trigger Current (Nominal current) : 70mA

- Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC

- Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC

- Compact 5-pin configuration with plastic moulding

- Operating time: 10msec Release time: 5msec

- Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)

Konfigurasi Pin

- Coil End 1 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other        end to ground.

- Coil End 2 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other        end to ground.

- Common (COM) : Common is connected to one End of the Load that is to be controlled.

- Normally Close (NC) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NC    the load remains connected before trigger.

- Normally Open (NO) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NO    the load remains disconnected before trigger.

  • Dioda
        Dioda (diode) yaitu komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan punya fungsi buat menghantarkan arus listrik ke satu arah, tapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

  • Baterai

       Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Baterai bertujuan untuk memberikan tenaga listrik ke rangkaian agar rangkaian dapat hidup dengan baik.
  • Transistor

Spesifikasi :
- Bi-Polar NPN Transistor

- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum

- Continuous Collector current (IC) is 500mA

- Emitter Base Voltage (VBE) is 5V

- Base Current(IB) is 5mA maximum

- Available in To-92 Package

Konfigurasi Pin :

Pin 1 : Collector

Pin 2 : Base

Pin 3 : Emitter

  • LED

Tegangan kerja / jatuh tegangan pada sebuah menurut warna yang dihasilkan:
Infra merah : 1,6 V
Merah : 1,8 V – 2,1 V
Oranye : 2,2 V
Kuning : 2,4 V
Hijau : 2,6 V
Biru : 3,0 V – 3,5 V
Putih : 3,0 – 3,6 V
Ultraviolet : 3,5 V

3. Dasar Teori [kembali]

  • Sensor Flame

Sensor Flame
         Flame sensor adalah alat yang sensitif terhadap radiasi sinar ultraviolet yang ditimbulkan oleh nyala api, tetapi detector ini tidak bereaksi pada lampu ruangan, infra merah atau sumber cahaya lain yang tidak ada hubungannya dengan nyala api (flame).

        Flame sensor atau flame detector merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm.

        Penempatan detector harus bebas dari objek yang menghalangi, tidak dekat dengan lampu mercury, lampu halogen dan lampu untuk sterilisasi. Juga hindari tempat-tempat yang sering terjadi percikan api (spark), seperti di bengkel-bengkel las atau bengkel kerja yang mengoperasikan gerinda. Dalam percobaan singkat, detector ini menunjukkan performa yang sangat bagus. Respon detector terbilang cepat saat korek api dinyalakan dalam jarak 3 – 4m. Oleh sebab itu, pemasangan di pusat keramaian dan area publik harus sedikit dicermati. Jangan sampai orang yang hanya menyalakan pemantik api (lighter) di bawah detector dianggap sebagai kebakaran. Bisa juga dipasang di ruang bebas merokok (No Smoking Area) asalkan bunyi alarm-nya hanya terjadi di ruangan itu saja sebagai peringatan bagi orang yang “membandel”.

Grafik Flame Sensor

    Terdeteksinya panas api maka akan semakin kecil resistansi pada sensor Flame Sensor sehingga memungkinkan arus untuk mengalir dan sensor ON.






  • Sensor Vibration


Sensor getaran adalah sebuah alat ukur yang dapat mengukur getaran pada suatu beda yang mana nantinya, data yang dihasilkan akan dipergunakan untuk kepentingan pada sebuah percobaan atau akan digunakan untuk melakukan antisipasi jika terjadi hal yang tidak diinginkan.
Vibration sensor adalah perangkat yang dapat mengukur jumlah dan frekuensi getaran yang terdapat pada sebuah sistem, mesin dan beberapa perangkat tertentu. Pengukuran tersebut bisa digunakan untuk melakukan pendeteksian pada masalah lain yang terdapat pada sebuah aset dan melakukan prediksi pada kerusakan yang akan terjadi di masa mendatang.

vibration sensor adalah
February 16, 2021 Syaiful
Testingindonesia.co.id – Vibration sensor adalah sebuah perangkat atau alat yang digunakan untuk melakukan pelacakan pada kesehatan sebuah benda dengan menggunakan sistem getaran. Vibration sensor ini bisa digunakan untuk memberikan wawasan kepada para tim tentang bagaimana cara untuk melakukan pemeliharaan pada kondisi sebuah aset yang bisa menyebabkan kegagalan pada perangkat, dan juga dapat memungkinkan mereka untuk menghindari beberapa kebutuhan perbaikan yang memakan biaya yang besar.

APA ITU VIBRATION SENSOR?

Vibration sensor adalah perangkat yang dapat mengukur jumlah dan frekuensi getaran yang terdapat pada sebuah sistem, mesin dan beberapa perangkat tertentu. Pengukuran tersebut bisa digunakan untuk melakukan pendeteksian pada masalah lain yang terdapat pada sebuah aset dan melakukan prediksi pada kerusakan yang akan terjadi di masa mendatang.

Beberapa bisnis yang menggunakan peralatan yang berat dalam pengoperasian mereka biasanya mereka akan membutuhkan alat vibration sensor ini, adapun beberapa keuntungan yang bisa didapatkan jika menggunakan alat ini adalah:

– Memahami penyebab sebuah kerusakan

Ketika sebuah peralatan sudah menunjukkan tanda tanda kerusakan, alat sensor getaran ini dapat digunakan untuk melakukan analisis pada penyebab utama kerusakan pada aset tersebut (RCA) atau root cause analysis. Dengan melakukan pemantauan pada getaran pada aset, kita dapat melacak sumber kerusakan tersebut dan mencegahnya agar tidak lebih parah lagi.

– Memantau kebutuhkan pada perbaikan aset

Meskipun pemantauan pada sistem dapat dibantu dengan menggunakan RCA, saat terhubung menuju ke CMMS atau beberapa sistem yang serupa, anda tidak akan bisa melakukan pelacakan pada getaran secara real time. Pada saat anda melihat getaran yang sangat tinggi pada data hasil pengujian, anda akan tahu bahwa anda perlu untuk melakukan perbaikan pada sebuah aset tersebut.

– Menjaga kemanan keseluruhan pada peralatan

Untuk pemantuan kondisi pada sebuah peralatan atau aset ini akan sangat bergantung pada sensor, tentu saja termasuk sensor getaran. Dengan melakukan pemantuan pada data getaran dari aset, kita dapat melihat performa pada aset dalam jangka waktu tertentu.

Contohnya, saat ini anda sedang melakukan penyesuaian pada sistem untuk memproses bahan baru, maka vibration sensor adalah solusinya, alat ini dapat membantu untuk melihat apakah bagian tertentu dapat ditangani tanpa harus mengalami sedikitpun kerusakan.

BACA JUGA : Apa itu Sensor Accelerometer?

BAGAIMANA CARA KERJA VIBRATION SENSOR

Vibration sensor atau sensor getaran ini akan dihubungkan pada aset atau kita sebut saja sebuah benda. Benda ini nantinya akan dilakukan pemantauan secara nirkabel. Setelah itu benda akan dilakukan pemantuan dengan berbagai macam metode pengujian, tergantung pada jenis sensor yang digunakan. Kita bisa mendapatkan dua jenis data dari hasil pengujian:

Frekuensi
Jenis data yang pertama adalah frekuensi, atau seberapa sering getaran terjadi pada sebuah benda. Dengan melakukan pelacakan pada saat terjadi lojakan getaran pada benda, kita dapat menemukan akar masalah utama pada benda tersebut.

Intensitas
Poin kedua yang bisa kita dapatkan adalah intensitas pada saat getaran tersebut terjadi. Semakin banyak getaran yang kita dapatkan pada sebuah benda, maka akan semakin tinggi pula pengukuran intensitasnya.

  • Motor
    Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu




  • Sensor Water
 Sensor air adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya air atau tidak, yang dapat difungsikan  dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Cara kerja dari sensor air adalah ketika sensor terkena air, maka jalur port dan dan jalur ground terhubung sehingga tidak ada tegangan karena port langsung terhubung langsung dengan ground. Sensor air berfungsi untuk memberikan nilai masukan pada tingkat elektrolisasi air, dimana panel sensor air akan tersentuh oleh air hujan yang turun dan karena air termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.
Pada sensor air ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula.

Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya air di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal 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.


  • Transistor NPN
    Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis (Dasar), Kolektor (Pengumpul) dan Emitor (Pemancar). Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi lainnya. Selain itu, transistor juga dapat digunakan sebagai kran listrik sehingga dapat mengalirkan listrik dengan sangat akurat dan sumber listriknya.

    Transistor sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Dari kedua kata tersebut dapat kita simpulkan, pengertian Transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi suhu tertentu. Transistor pertama kali ditemukan pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H, Brattain. Tetapi, komponen ini mulai digunakan pada tahun 1958. Jenis Transistor terbagi menjadi 2, yaitu transistor tipe P-N-P dan transistor N-P-N


  • Kapasitor
 Kapasitor atau disebut juga dengan kondensator adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu. Fungsi kapasitor (kondensator) di antaranya adalah dapat memilih gelombang radio pada rangkaian tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai filter di dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya). Satuan nilai untuk kapasitor (kondensator) adalah Farad (F).
Rumus Kapasitas Kapasitor

Rumus Kapasitor Keping Sejajar (uDARA)

Rumus Kapasitor Keping Sejajar (medium)

Rumus Kapasitas Kapasitor Bentuk Bola

  • Induktor
 Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang membentuk sebuah Kumparan. Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik. Medan Magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Dasar dari sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.

Kemampuan Induktor atau Coil dalam menyimpan Energi Magnet disebut dengan Induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H). Satuan Henry pada umumnya terlalu besar untuk Komponen Induktor yang terdapat di Rangkaian Elektronika. Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang merupakan turunan dari Henry digunakan untuk menyatakan kemampuan induktansi sebuah Induktor atau Coil. Satuan-satuan turunan dari Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan microhenry (µH). Simbol yang digunakan untuk melambangkan Induktor dalam Rangkaian Elektronika adalah huruf “L”.

Nilai Induktansi sebuah Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya adalah :

§     Jumlah Lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi Induktasinya

§     Diameter Induktor, Semakin besar diameternya semakin tinggi pula induktansinya

§     Permeabilitas Inti, yaitu bahan Inti yang digunakan seperti Udara, Besi ataupun Ferit.

§     Ukuran Panjang Induktor, semakin pendek inductor (Koil) tersebut semakin tinggi induktansinya.

Jenis-jenis Induktor (Coil)

Berdasarkan bentuk dan bahan inti-nya, Induktor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah :

§     Air Core Inductor – Menggunakan Udara sebagai Intinya

§     Iron Core Inductor – Menggunakan bahan Besi sebagai Intinya

§     Ferrite Core Inductor – Menggunakan bahan Ferit sebagai Intinya

§     Torroidal Core Inductor – Menggunakan Inti yang berbentuk O Ring (bentuk Donat)

§     Laminated Core Induction – Menggunakan Inti yang terdiri dari beberapa lapis lempengan logam yang ditempelkan secara paralel. Masing-masing lempengan logam diberikan Isolator.

§     Variable Inductor – Induktor yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan keinginan. Inti dari Variable Inductor pada umumnya terbuat dari bahan Ferit yang dapat diputar-putar.

Fungsi Induktor (Coil) dan Aplikasinya

Fungsi-fungsi Induktor atau Coil diantaranya adalah dapat menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (Filter) Frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan.

Berdasarkan Fungsi diatas, Induktor atau Coil ini pada umumnya diaplikasikan :

§     Sebagai Filter dalam Rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi

§     Transformator (Transformer)

§     Motor Listrik

§     Solenoid

§     Relay

§     Speaker

§     Microphone

  • Potensiometer


 Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.

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 LED dan motor

    b. Rangkaian Simulasi [kembali]

Prinsip kerja rangkaian simulasi[kembali]

Saat sensor flame mendeteksi adanya api atau kebakaran, maka dideteksi oleh flame sensor berarti berlogika 1. Outputnya ke R1 sebesar 10k dan tegangan terbaca sebesar 0,78 V lalu menuju ke basis transistor 2N222. Karena tegangan sebesar itu, maka transistor aktif yg membuat power supply menuju ke relay yg membuat relay berpindah dari kiri ke kanan lalu ke kaki collector lalu ke basis dan ke ground. Karena relay berpindah, baterai mengeluarkan tegangan ke buzzer sehingga hidup atau menandakan adanya kebakaran dan motor hidup sebagai pompa air. Tegangan dari baterai ini menuju ke kaki input NOR dan Decoder kaki A sehingga menampilkan angka 1 pada 7 segment.

Saat sensor vibration mendeteksi adanya getaran atau gempa, maka dideteksi oleh vibration sensor berarti berlogika 1. Outputnya ke R2 sebesar 10k dan tegangan terbaca sebesar 0,78 V lalu menuju ke basis transistor 2N222. Karena tegangan sebesar itu, maka transistor aktif yg membuat power supply menuju ke relay yg membuat relay berpindah dari kiri ke kanan lalu ke kaki collector lalu ke basis dan ke ground. Karena relay berpindah, baterai mengeluarkan tegangan ke buzzer sehingga hidup atau menandakan adanya gempa dan motor hidup sebagai pembuka pintu. Tegangan dari baterai ini menuju ke kaki input NOR dan Decoder kaki B sehingga menampilkan angka 2 pada 7 segment.

Saat sensor water mendeteksi adanya air atau banjir dengan ketinggian <55 (pada sensor water), maka dideteksi oleh water sensor. Outputnya ke induktor, kapasitor dan menghasilkan tegangan sebesar +2,46 V menuju ke R5 sebesar 1k dan tegangan terbaca sebesar 0,73 V lalu menuju ke basis transistor 2N222. Karena tegangan sebesar itu, maka transistor aktif yg membuat power supply menuju ke relay yg membuat relay berpindah dari kiri ke kanan lalu ke kaki collector lalu ke basis dan ke ground. Karena relay berpindah, baterai mengeluarkan tegangan menuju ke motor yg membuat motor hidup sebagai pompa air untuk menyedot air. Tegangan dari baterai ini menuju ke kaki input NOR dan Decoder kaki C sehingga menampilkan angka 4 pada 7 segment.

Gerbang NOR dengan prinsip kerja memiliki dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Untuk memperoleh keluaran tinggi, semua masukan harus berkeadaan rendah. Artinya NOR hanya mengenal masukan yang semua bitnya nol (rendah).

Jadi, semua kaki input NOR berlogika 0 untuk menandakan aman atau tidak ada bencana yang terjadi yang ditandai dengan LED hidup. Pada 7 segment akan menampilkan angka 0.

Berikut kondisi dari angka yg dikeluarkan 7 segment



    c. Video [kembali]




Electricity LightningElectricity Lightning