APLIKASI TRIANGLE WAVE(SENSOR PIR, TOUCH DAN VIBRATION)

April 19, 2022

APLIKASI TRIANGLE WAVE(SENSOR PIR, TOUCH DAN VIBRATION)

[Menuju Akhir]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Prinsip Kerja Rangkaian

5. Gambar Rangkaian

6. Video dan Simulasi

7. Link Download

ALARM ANTI MALING

1.Tujuan[Kembali]

Mengetahui prinsip kerja dari sebuah triangle wave generator
Mampu menentukan parameter yang mempengaruhi sinyal output triangle wave generator
Memenuhi tugas dalam matakuliah elektronika
Memahami Rangkaian Triangle Generator
Mencegah Terjadinya Tindak Kejahatan Akibat Pencurian
Memahami Prinsip Kerja Sensor Getaran, Sensor Sentuh , dan Sensor PIR

2.Alat dan Bahan[Kembali]

OPERATIONAL AMPLIFIER

Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut dengan op-amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat audio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analog lainnya.

GROUND

Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.

CAPACITOR POLAR

Kapasitor atau kondensator oleh ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867) pada hakikatnya adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/ muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan listrik yang dibentuk oleh permukaan (piringan atau kepingan) yang berhubungan yang dipisahkan oleh suatu penyekat.

Touch Sensor

Touch Sensor

Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.

Grafik Touch Sensor

Sensor PIR

Sensor PIR atau Passive Infra Red adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek. Sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek dan karena semua objek memancarkan energi radiasi, sebagai contoh ketika terdeteksi sebuah gerakan dari sumber infra merah dengan suhu tertentu yaitu manusia mencoba melewati sumber infra merah yang lain misal dinding, maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.

Sensor PIR

Grafik Sensor PIR

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.

Konfigurasi Pin Sensor Vibration SW420 :

Spesifikasi sensor

Grafik Respon Sensor Vibration SW420:

Grafik Sensor

Resistor

Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm.

Spesifikasi dari Resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan ke dalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu.

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Bila kita menginginkan arus yang besar maka kita pasang resistor yang nilai resistansinya kecil, mendekati nol atau sama dengan nol atau tidak dipasang sama sekali dengan demikian arus tidak lagi dibatasi. Resistor berfungsi sebagai Penghambat arus listrik, Sebagai tahanan arus listrik agar listrik yang melewati resistor di hambat melalui karbon yang berada di dalam tubuh resistor menjadi di perkecil apabila resistansinya besar, Sebagai tahanan arus listrik agar listrik yang melewati resistor di hambat melalui karbon yang berada di dalam tubuh resistor menjadi di perkecil apabila resistansinya besar.

Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input (Masukan) Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output (keluaran) dari Kolektor.

Transistor NPN

Relay

Relay berfungsi mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan menggunakan bantuan signal tegangan rendah. Menjalankan logic function atau fungsi logika. Memberikan time delay function atau fungsi penundaan waktu.

Relay

Logicstate

Gerbang logika atau logic gate adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

Logicstate

Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat mengubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

Baterai

Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya.

Potensiometer

Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm. Juga bisa digunakan sebagai indikasi suara. Buzzer adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser. Sederhananya buzzer mempunyai 2 buah kaki yaitu positif dan negatif. Untuk menggunakannya secara sederhana kita bisa memberi tegangan positif dan negatif 3 - 12V.

Buzzer

3. Dasar Teori [Kembali]

Triangle Wave Generator

Triangle Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga umumnya terdiri dari 2 bagian utama. Bagian utama tersebut adalah rangkaian Non-Inverting schmitt triger oleh A1 dan rangkaian integrator yang dibangun oleh A2. Output rangkaian NonInverting schmitt triger pada Triangle Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga ini berupa gelombang kotak yang digunakan untuk driver rangkaian integratorA2.

Rangkaian integrator yang diberi input gelombang kotak akan memberikan output berupa gelombang segitiga dan digunakan untuk umpan balik (feedback ke rangkaian Non-Inverting schmitt triger A1 pada rangkaian Triangular Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga ini sehingga rangkaian NonInverting schmitt triger A1 akan memberikan input ke integrator lagi dan hal ini berulang terus

EXAMPLE

1. Pada rangkaian gelombang segitiga di atas terdapat waktu naik (tR) dan waktu turun (tF) dimana waktu naik 2ms dan waktu turun 2ms.tentukan frekuensi keluaran tersebut.

2. Pada rangkaian gelombang segitiga diatas tentukan nilai C1 jika diketahuiR1= 10, R2= 10 ohm,R3= 5 ohm dan frekuensi keluarannya 100Hz.

100 = 1/4xC1x10 X 10/5

C1 = 5mF

3.Sebuah gelombang segitiga dengan tegangan 25 V memiliki arus 5A.Arus ini melewati hambatan R2=15 ohm dan R3=30 ohm. kapasitornya bernilai 5 F.tentukanlah frekuensi gelombang segitiga berikut.

R1 = V/I

= 25 V/5A

= 5 ohm

F= 1/4x5x5 X 15/30

F = 5mHz

PROBLEM

1. Pada sebuah gelombang segitiga memiliki nilai resistor R1= 10 Ω,R2=15 Ω,dan R3= 20 Ω.Gelombang tersebut memiliki nilai –Vsat 25 V dan +Vsat 30 V.Tentukanlah tegangan ambang antar puncak gelombang tersebut.

+ Vt = -Vsat/R3/R2

= -25V/20/25

= -18,8 V

-Vt = +Vsat/R3/R2

= 30V/20/25

= 22,55 V

Tegangan ambang antar puncak adalah

VH = (+Vt) - (-Vt)

= -18,8 -22.55

= -41,35 V

2.diketahui sebuah gelombang pembangkit segitiga memiliki kapasitor 5 F dan R1 sebesar 1 ohm.

tegangan ambang terukur adalah sebesar 10 V dan -Vsat sama dengan +Vsat yaitu -2V dan +2V

tentukanlah satu siklus periode gelombang tersebut.

tR = 10V/-2V X (1x5)

= -25 s

tF = 10V/2V X (1x5)

= 25 s

jadi satu siklus periode

T= tR + tF

= 25 + 25

= 50 s

4. Prinsip Kerja Rangkaian [Kembali]

   Pada saat tegangan sumber pertama kali diberikan pada rangkaian oscilator gelombang segitiga diatas output rangkaian schmitt trigger akan berada pada kondisi jenuh positif atau negatif.Apabila di asumsikan kondisi output pada output schmitt trigger adalah jenuh positif maka arus listrik mengalir menuju kapasitor C melalui resistor R1 ketika titik A jenuh positif tersebut.Ketika muatan listrik mulai menyimpan di kapacitor,tegangan dari kedua sisi dari kapasitor mulai naik karena jalaur input inverting dari IC2 adalah sekitar 0V,tegangan integrator (titik B) turun secara bertahap.
   Tegangan pada titik C juga turun ketika tegangan dari titik B mulai turun.(prresentase penurunan tergantung pada rasio resistor R2 dan R3). ketika tegangan di titik C turun dibawah 0 V,tenganggan input di titik A schmit trigger berubah keminus dengan cepat. Agar tegangan di titik C turun menjadi 0V dibutuhkan nilai R2>R3.Kemudian aliran arus reverse dari kapasitor C ke titik A melalui R1 resistor. Dengan kondidi ini pada titik B naik secara bertahap. ketika tegangan di titik C melebihi 0V,output titik A schmitt berubah menjadi positif dengan cepat sehingga membuat perubahan pada titik B ke arah negative.
   Proses diatas berulang terus sehingga membentuk sinyal output gelombang segitiga pad titik B (output 1) dan gelombang kotak pada titik A (output 2) pada rangakaian ocilator gelombang segitiga diatas.
     Pada dasarnya rangkaian ini akan bekerja ketika mendeteksi adanya pergerakan, sentuhan, dan getaran di sekitarnya, ketika sensor mendeteksi adanya salah satu dari 3 variabel tersebut, maka sensor akan berlogika satu dan akan diumpankan menuju resistor lalu diumpankan menuju Op-Amp yang kemudian diumpankan lagi menuju resistor lainnya dan transistor, setelah transistor aktif maka power akan aktif dan akan mengumpankan arus dan tegangan dan relay yang kemudian diumpankan menuju ground. Karena relay aktif maka switch akan bergeser ke kiri dan menghubungkan output yang menyebabkan lampu dan buzzer menjadi aktif.