APLIKASI ARITMETIK

MOUSETRAP SMART SYSTEM



1. Tujuan
[Kembali]
  • Mengetahui pengertian Sensor Infrared, Sensor Vibration, sensor Sound dan Sensor Gas MQ-2

  • Mengetahui Simulasi rangkaian sSensor Infrared, Sensor Vibration, sensor Sound dan Sensor Gas MQ-2 dengan menggunakan aplikasi proteus

  • Mengetahui aplikasi dari arimetik

  • Mengetahui prinsip kerja Sensor Infrared, Sensor Vibration, sensor Sound dan Sensor Gas MQ-2


2. Alat dan Bahan [Kembali]

    A.Alat

        1. Motor DC

Spesifikasi


    2. Baterai

        Spesifikasi :


    3. Infrared Sensor

        Spesifikasi :



    

    4. Vibration sensor

        Spesifikasi :



    5. Gas Sensor (MQ2)
Spesifikasi :
    1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC
    2. Catu daya rangkaian : 5VDC
    3. Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
    4.  Keluaran : analog (perubahan tegangan)

    6. Sound Sensor
Spesifikasi dari Sound Sensor:

      - Tegangan kerja: DC 3.3-5V

      - Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan

      - Dimensi: 32 x 17 mm

      - Indikasi keluaran sinyal

      - Output sinyal saluran tunggal

      - Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah

      - Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara

      - Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)


2. Bahan

    1. Resistor



    2. Relay 

Spesifikasi :


    3. Transistor

Spesifikasi :


    4. Diode

Spesifikasi :


    5. Power Supply

        Spesifikasi Power supply :



    6. ground



3. Dasar Teori [Kembali]

    1. Infrared Sensor


    Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem. Pemancar pada sistem ini tediri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

    2. Vibration Sensor


    Sensor getaran adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik. Sensor ini disebut juga cassing measurement. Sensor yang digunakan adalah sensor seismic transduser, yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan percepatan.

    3. Sound Sensor
 
    Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

    4. MQ2 Sensor

Grafik Sensor:

    Gas Sensor (MQ2) adalah sensor yang berguna untuk mendeteksi kebocoran gas baik pada rumah maupun industri. Sensor ini sangat cocok untuk mendeteksi H2, LPG, CH4, CO, Alkohol, Asap atau Propane. Karena sensitivitasnya yang tinggi dan waktu respon yang cepat, pengukuran dapat dilakukan dengan cepat. Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya.

    Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. 

    Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.

    5. Baterai

    Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.

    6. Resistor

    Resistor atau hambatan yaitu salah satu komponen elektronika yang punya nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Tapi, gak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang punya resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contohnya, penggunaan kawat nikrom bisa dilihat pada elemen pemanas setrika. Kalo elemen pemanas tersebut dibuka, maka ada seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom. Satuan Resistor yaiti Ohm (Ω) yang merupakan satuan SI buat Resistansi listrik.


            Ada beberapa fungsi dari Resistor, yaitu:

    Fungsi resistor yaitu buat membatasi arus listrik yang mengalir.

   Fungsi resistor buat aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan yang sangat tinggi. Contoh, aplikasi penggunaan resistor ini yaitu DC Measuring equipment, dan reference gulators buat voltage regulator dan decoding Network.

   Fungsi resistor sebagai standart didalam verifikasi keakuratan dari suatu alat ukur resistive.

    Fungsi resistor buat pengatur tegangan output pada power supplay.

   Fungsi resistor buat aplikasi power, karena membutuhkan frekuensi respon yang baik, daya yang tinggi dan nilai yang lebih besar dari pada power wirewound resistor.

    Fungsi resistor pembagi tegangan.

             Ada beberapa karakteristik utama pada sebuah resistor, yaitu sebagai berikut

   Resistanti terhadap daya listrik yang dapat boros

   Koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi.

   Resistor bersifat resistif.

   Terbuat dari bahan karbon


    7. Transistor


    Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor BC547 bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor  atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2

Konfigurasi :

 

    8. Relay

    Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.

Fungsi Relay

Seperti yang telah di jelaskan tadi bahwa relay memiliki fungsi sebagai saklar elektrik, namun jika di aplikasikan ke dalam rangkaian elektronika, relay memiliki beberapa fungsi yang cukup unik. Berikut beberapa fungsi saat di aplikasikan ke dalam sebuah rangkaian elektronika.

1. Mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan menggunakan bantuan signal tegangan rendah.

2.   Menjalankan logic function atau fungsi logika.

3.   Memberikan time delay function atau fungsi penundaan waktu.

4.  Melindungi motor atau komponen lainnya dari korsleting atau kelebihan tegangan.

Cara Kerja Relay

Setelah mengetahui pengertian serta fungsi dari relay, anda juga harus mengetahui cara kerja atau prinsip kerja dari relay. Namun sebelumnya anda perlu mengetahui bahwa pada sebuah relay terdapat 4 bagian penting yaitu electromagnet (coil), Armature, Switch Contact Point (saklar) dan spring. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar di bawah ini


Konfigurasi :


    9. Motor Listrik DC
    Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. 
 
Konfigurasi 

 


    10. Baterai
    Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik

    11. Diode
    Diode adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya

Konfigurasi :

 


    12. Power Supply
    Power Supply adalah salah satu perangkat yang berperan untuk memberikan suplai daya. 
 
Konfigurasi Power Supply

 



4. Prosedur Percobaan
 [Kembali]

1) Buka softwear proteus

2) Siapkan komponen-komponen yang akan digunakan

3) Rangkai komponen tersebut seperti gambar dibawah pada softwear proteus

4) Hubungkan tiap komponen dan atur nilai masing-masing komponen sesuai kebutuhan

5) Jalankan rangkaian

5. Rangkaian Simulasi [Kembali]



    Prinsip Kerja :

Ketika sensor infrared aktif (berlogika 1) dan akan terdeteksi tikus yang berada didalam perangkap maka pintu perangkap akan otomatis tertutup. Dan motor untuk tuas penutup pintu akan bergerak dan tikus akan terkunci didalam perangkap dan sensor vibration akan aktif.

Ketika tikus bergerak gerak didalam perangkap karena sudah terkunci maka sensor vibration akan aktif (berlogika 1) maka motor untuk melepas jaring penangkap tikus akan bergerak. Dimana didalam perangkap terdapat jaring yang akan terlempar untuk menangkap tikus. Kemudian saat tikus sudah tertangkap jaring maka tikus akan bersuara dan akan mengaktifkan sensor sound.

Ketika tikus bersuara setelah tertangkap jaring maka sensor sound akan aktif (berlogika 1) maka motor untuk semprotan gas beracun akan bergerak. Jadi ketika tikus didalam jaring dan mengeluarkan suara maka tikus akan langsung terkena semprotan gas beracun. Ketika semprotan gas beracun keluar maka akan terdeteksi oleh sensor gas mq-2 dan akan mengaktifkan sensor gas mq-2.

Ketika sensor mq-2 mendeteksi adanya gas beracun maka sensor mq-2 akan aktif (berlogika 1) dan alarm akan berbunyi.

    Pada rangkaian menggunakan rangkaian full adder. Dimana keempat sensor terhubung dengan IC 4008. Pada tabel kebenarannya, untuk full adder sendiri ialah penjumlahan (summing). Ketika menjalankan 1 atau beberapa sensor maka rangkaian akan tetap berjalan. 
Dimana pin A1 terhubung ke output sensor infrared.
Pin A2 terhubung ke output sensor vibration.
Pin A3 terhubung ke output sensor sound.
Dan pin A4 terhubung ke output sensor gas MQ-2.
Untuk pin B1, pin B2, pin B3, pin B4, dan Cl terhubung ke ground.

Untuk truth tabel :
Jika A1 nya 0 dan B1 juga 0 (terhubung ke ground) maka ketika input 0 0 maka hasil sum nya adalah 0, maka output yg dikeluarkan pada S1 nya nya adalah 0.

Jika A1 nya 1 dan B1 juga 0 (terhubung ke ground) maka ketika input 1 0 maka hasil sum nya adalah 1, maka output yg dikeluarkan pada S1 nya nya adalah 1.

Jika A1 nya 1 dan B1 juga 1 (terhubung ke ground) maka ketika input 1 1 maka hasil sum nya adalah 0, maka output yg dikeluarkan pada S1 nya nya adalah 0.


Ketika tikus masuk pintu jebakan maka sensor infrared akan  aktif dikarenakan panas tubuh yang dihasilkan tikus yang akan menimbulkan tegangan sebesar 4,62 V setelah itu masuk menuju resistor 220 ohm dan tegangan output menjadi 0,76 V di kaki basis transistor sehingga transistor aktif, sehingga arus akan mengalir dari tegangan supplay DC di collevtor ke emitor dan ke ground, Karena adanya arus mengalir di relay maka relay akan aktif dan batterai akan menyuplai tegangan ke motor yang membuat pintu tertutup. karena tikus menginjak logam pada vibration sensor, vibration sensor akan aktif dan berlogika 1, dan menghasilkan tegangan sebesar 5V, setelah itu menuju Op-Amp dan tegangan diperkuat menjadi 10V, lalu arus masuk menuju resistor 10k ohm dan tegangan output menjadi 0,76 V di kaki basis transistor sehingga transistor aktif, sehingga arus akan mengalir dari tegangan supplay 6V di collector ke emitor dan ke ground, Karena adanya arus mengalir di relay maka relay akan aktif dan batterai akan menyuplai tegangan ke motor yang membuat jaring penangkap tikus dilepaskan ke tikus tersebut. Karena tikus masuk ke dalam perangkap jaring, maka akan timbul getaran ketika tikus telah masuk perangkap. Karena tikus di dalam perangkap jaring berbunyi atau mengeluarkan suara berusaha untuk keluar, sehingga sound sensor aktif berlogika 1. sound sensor  menghasilkan tegangan  sebesar 5V, setelah itu menuju menuju Op-Amp dan tegangan diperkuat menjadi 10V,  lalu arus masuk menuju resistor 10k ohm dan tegangan output menjadi 0,76 V di kaki basis transistor sehingga transistor aktif, sehingga tegangan 0,76V mengalir ke colecctor menuju ke emitor dan menuju ke ground. Karena adanya tegangan di colector  membuat relay aktif, dan saklar bergerak ke kiri. Sehingga motor mendapatkan suplay tegangan dari batterai, dan gas keluar untuk membunuh tikus, sehingga MQ2 aktif. Selanjutnya sensor MQ2 mendeteksi asap tersebut sehingga sensor MQ2 berlogika 1, sensor MQ2 menghasilkan tegangan  sebesar 5V, setelah itu menuju Op-Amp dan tegangan diperkuat menjadi 10V,  lalu arus masuk menuju resistor 10k ohm dan tegangan output menjadi 0,76 V di kaki basis transistor sehingga transistor aktif, sehingga tegangan 0,76V mengalir ke colecctor menuju ke emitor dan menuju ke ground. Karena adanya tegangan di colector  membuat relay aktif, dan saklar bergerak ke kiri. Sehingga motor mendapatkan suplay tegangan dari batterai, lalu speaker akan aktif sebagai penanda bahwa jebakan tikus telah berhasil 


6. Video [Kembali]
    
    Video merangkai rangkaian :


    Video Penjelasan :


7. Link Download [Kembali]

Download Rangkaian disini
Download HTML disini
Download Video Rangkaian disini 
Datasheet Vibration Sensor disini
Datasheet Infrared Sensor disini
Datasheet Sound Sensor disini
Datasheet MQ2 Sensor disini
Datasheet Battery disini
Datasheet Diode disini
Datasheet Ground disini
Datasheet Motor DC  disini
Datasheet Opamp disini
Datasheet power supply disini
Datasheet relay disini
Datasheet  resistor disini
Datasheet transistor disini


Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Bahan Presentasi Untuk Matakuliah Sistem Digital 2023 OLEH: Fadhila Amanda 2110952031 Dosen Pengampu: Dr. Darwison,MT Referensi: a. Anil K. ...