PEMBELAJARAN KULIAH: Pengatur Suhu Lantai dan Aliran Udara Kamar Mandi (LM35 dan HIH-5030)

Mengetahui dan memahami penggunaan sensor thermal pada Pengatur Suhu Lantai dan Aliran Udara Kamar Mandi
Mampu menjelaskan prinsip kerja dari sensor suhu pada Pengatur Suhu Lantai dan Aliran Udara Kamar Mandi dengan sensor LM35 dan HIH-5030
Mampu mengaplikasikan sensor LM35 dan HIH-5030 pada rangkaian

Alat

1. Power Supply DC

Generator DC atau generator arus searah (DC) adalah salah satu jenis mesin listrik, dan fungsi utama mesin generator DC adalah mengubah energi mekanik menjadi listrik DC (arus searah). Proses perubahan energi menggunakan prinsip gaya gerak listrik yang diinduksi secara energi.

2. DC Voltmeter

Voltmeter DC yaitu alat ukur biasa digunakan untuk mengukur tegangan DC dengan cara mengukur beda potensial dari tegangan DC antara 2 titik suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Penambah sebuah tahanan seri atau pengali (multiplier), mengubah gerakan d’arsonval menjadi sebuah voltmeter arus searah.

Bahan

1. Relay

relay berfungsi sebagai switch yang akan menutup dan membuka, sehingga arus dapat diputus. yang dibutuhkan pada rangkaian adalah relay 5 V single pole double Trow (spdt) dan doble pole double throw (dpdt)

2. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik.

resistor yang digunakan
1. 7 buah resistor 1 kohm
2. 2 buah resistor 100 ohm
3. 1 buah resistor 6 kohm
4. 2 buah resistor 8 kohm
5. 2 buah resistor 9 kohm
6. 2 buah resistor 10 Kohm
7. 1 buah resistor 12 Kohm

3. Heater

Pemanas adalah alat yang menggunakan proses termodinamika dengan menggunakan sumber energi untuk memanaskan dengan arus ac 220V.

Pemasangan lantai yang hangat di bawah ubin. Periksa pemanasnya. Persiapan draf lantai yang hangat.

Carbon heater tape 3.5 ft length x 0.59 in width: Amazon.com: Industrial & Scientific

4. LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.

Spesifikasi teknis:

· Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

· Lineritas +10 mV/ º C.

· Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.

· Range +2 º C – 150 º C.

· Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.

· Arus yang mengalir kurang dari 60 μA.

5.LM 741

6. LM324

Jual IC AMPLIFIER QUAD OP AMP LM324N LM 324 N LM324 - Kab. Kutai Timur - OFstore | Tokopedia

7. motor dc (kipas)

motor dc (kipas) berfungsi sebagai pengatur udara masuk dan keluar Operational Amplifier Summary, Op-amp basics

8. Dioda (1n4002)

Dioda adalah komponen/part elektronik aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor yang berfungsi utama menyearahkan AC menjadi DC.

1N4002 Diode: Pinout, Details, Equivalents, Datasheet

Simbol Dioda dan Susunannya

9. Led

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED yang diguankan berwarna merah

Parts Of An Light Emitting Diode. LED. Unlike Bulbs, LEDs Do.. Royalty Free Cliparts, Vectors, And Stock Illustration. Image 24954429.

Cara mengetahui polaritas LED

10. HIH 5030

HIH-5030-001. - Honeywell - Humidity Sensor, 3 %, 3.3 V

Sensor kelembaban adalah alat ukur yang digunakan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendefinisian yang suatu kelembaban uap air yang terkandung dalam udara.Tegangan yang di keluarkan yaitu 0,02 volt per 1 RH

Spesifikasi teknis:

- Suhu Operasi -40 ° C hingga 85 ° C [-40 ° F hingga 185 ° F]

- Histeresis ± 2% RH

- Output Sinyal Tegangan analog

- Waktu Respon 5 detik 1 / e dalam udara yang bergerak lambat

- Tegangan Suplai 3.3 Vdc typ.

- Akurasi (Best Fit Straight Line) ± 3.0% RH

- Tipe Paket Pasang permukaan

- Suplai Arus 500 µA

- Stabilitas pada 50% RH + 1,2% RH

11. Op-amp

Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.

Operational Amplifier Summary, Op-amp basics

12. Transistor BC547

BC547 adalah Transistor NPN yang seringkali ditemukan dalam berbagai rangkaian elektronik, seperti untuk Amplifier dan Switch. Ini adalah Transistor yang memiliki terminal Basis, Emitor dan Colector.

Spesifikasi

1. DC current gain maksimal 800

2. Arus Collector kontinu (Ic) 100mA

3. Tegangan Base-Emitter (Vbe) 6V

4. Arus Base maksimal 5mA

Common collector phototransistor circuit

Dasar Teori

A. 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. Berikut cara membaca resistor

Simbol Resistor yang Terdapat pada Rangkaian Elektronika » Skemaku.com

Kode Warna Resistor

1. Resistor dengan 4 cincin kode warna

Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

2. Resistor dengan 5 cincin kode warna

Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

3. Resistor dengan 6 cincin warna

Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut

Kode Huruf Resistor

Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :

R, berarti x1 (Ohm)

K, berarti x1000 (KOhm)

M, berarti x 1000000 (MOhm)

Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :

F, untuk toleransi 1%

G, untuk toleransi 2%

J, untuk toleransi 5%

K, untuk toleransi 10%

M, untuk toleransi 20%

B. LM741

LM741 adalah salah satu jenis IC (Integrated Circuit) Operational Amplifier (Op-Amp) yang memiliki 8 pin. IC LM741 di kemas dalam bentuk dual DIP (dual in-line package) dimana disalah satu sudutnya memiliki tanda bulatan atau strip untuk menandai arah pin atau kaki nomor 1 dari IC tersebut. Seperti kita ketahui, penomoran IC dalam kemasan DIP adalah berlawanan arah jarum jam di mulai dari pin yang terletak paling dekat dengan tanda bulat atau strip pada kemasan tersebut.

LM741 Op-amp IC Pinout, Characteristics, Equivalent IC & Datasheet

Penguat Pembalik ( Inverting amplifier )

Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan.Resistor R_f melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran taksefase sebesar 180°, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan.Ini mengurangi bati keseluruhan dari penguat dan disebut dengan umpan balik negatif.

$V_{\text{out}} = -\frac{R_{\text{f}}}{R_{\text{in}}} V_{\text{in}}\!\$

Di mana,

$Z_{\text{in}} = R_{\text{in}}\$ (karena $V_{-}\$ adalah virtual ground.
Sebuah resistor dengan nilai $R_{\text{f}} \| R_{\text{in}} \triangleq R_{\text{f}} R_{\text{in}} / (R_{\text{f}} + R_{\text{in}})$ , ditempatkan di antara masukan non-pembalik dan bumi. Walaupun tidak dibutuhkan, hal ini mengurangi galat karena arus bias masukan.

penguatan dari penguat ditentukan dari rasio antara R_f dan R_in, yaitu:

$A = -\frac{R_f}{R_{in}}$

Penguat tak pembalik (Non Inverting Amplifier )

penguat Non Inverting amplifier merupakan kebalikan dari penguat inverting,dimana Input dimasukkan pada input non inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya Rfeedback dan Rinput.

Rumus penguatan penguat non-pembalik adalah sebagai berikut:

$V_{\text{out}} = V_{\text{in}} \left( \frac{R_1 + R_2}{R_1} \right)\,$

atau dengan kata lain:

$V_{\text{out}} = V_{\text{in}} \left( 1 + \frac{R_2}{R_1} \right)\,$

Dengan demikian, penguat non-pembalik memiliki penguatan minimum bernilai 1. Karena tegangan sinyal masukan terhubung langsung dengan masukan pada penguat operasional maka impedansi masukan bernilai $Z_{\text{in}} \approx \infin$ .

C. LM35

Karakteristik Dan Bentuk Fisik Sensor Suhu LM35 ~ OTAK EINSTEIN

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain.

Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.

Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

VLM35 = Suhu* 10 mV

D. OP-amp

Op-amp adalah perangkat linier yang memiliki semua properti yang diperlukan untuk penguatan DC yang hampir ideal dan karena itu digunakan secara luas dalam pengkondisian sinyal, penyaringan atau untuk melakukan operasi matematika seperti menambah, mengurangi, integrasi, dan diferensiasi.

Penguat Pembalik ( Inverting amplifier )

$V_{\text{out}} = -\frac{R_{\text{f}}}{R_{\text{in}}} V_{\text{in}}\!\$

Di mana,

$Z_{\text{in}} = R_{\text{in}}\$ (karena $V_{-}\$ adalah virtual ground.
Sebuah resistor dengan nilai $R_{\text{f}} \| R_{\text{in}} \triangleq R_{\text{f}} R_{\text{in}} / (R_{\text{f}} + R_{\text{in}})$ , ditempatkan di antara masukan non-pembalik dan bumi. Walaupun tidak dibutuhkan, hal ini mengurangi galat karena arus bias masukan.

penguatan dari penguat ditentukan dari rasio antara R_f dan R_in, yaitu:

$A = -\frac{R_f}{R_{in}}$

E. Heater

Kabel Silikon Serat Carbon Elektrik Heater Pemanas Lantai Portable | Shopee Indonesia

Pemanas di bawah lantai Sistem pemanas Pemanas Listrik, disediakan permukaan, kasur, persegi panjang png | PNGEgg

Pemanas adalah alat yang menggunakan proses termodinamika dengan menggunakan sumber energi untuk memanaskan dengan arus ac 220V. berfungsi sebagai pemanas yang dipakai untuk kontrol suhu dalam ruangan. Istrilah pemanas radian umum dipakai untuk menyebut alat tersebut karena radiasi dipakai untuk menghasilkan suhu yang diinginkan.

Pemanas air di bawah lantai. Jenis pemanas lantai dan pemasangannya

F. LM 324

IC LM324 merupakan IC Operational Amplifier dan memiliki 14 kaki, IC ini mempunyai 4 buah op-amp yang berfungsi sebagai komparator. Komparator tegangan adalah sebuah rangkaian yang dapat dengan cermat membandingkan besar tegangan yang di hasilkan. Rangkaian ini biasanya menggunakan komparator Op-Amp sebagai piranti utama dalam sebuah rangkaian. saat Vin dalam kondisi lebih besar dari pada vref, maka output yang dihasilkan (Vout) akan berlogika 1/high. Saat Vin dalam kondisi lebih kecil dari pada Vref, maka output yang dihasilkan (Vout) akan berlogika 0/low.

Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi.

$V_{\text{out}} = \left\{\begin{matrix} V_{\text{S+}} & V_1 > V_2 \\ V_{\text{S-}} & V_1 < V_2 \end{matrix}\right.$

di mana V_s adalah tegangan catu daya dan penguat operasional beroperasi di antara + V_s dan − V_s.)

G. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

H. led

Pengertian Lampu LED | Sejarah, Fungsi, Cara Kerja, DLL - bilabil

LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

Cara kerja LED (Light Emitting Diode)

I. dioda

Dioda adalah komponen/part elektronik aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor yang berfungsi utama menyearahkan AC menjadi DC.Dioda mempunyai dua elektroda, yaitu anoda (A) dan katoda (K). Dioda bersifat hanya meluluskan satu potential/ polaritas tegangan dan menahan/tidak meluluskan potential tegangan yang lainnya.Dioda yang digunakan adalah dioda power-rectifier (1n4002) Yaitu dioda penyearah untuk keperluan power-supply (sumber daya). Dioda ini sangat umum dan paling banyak penerapannya di berbagai rangkaian elektronik. Dioda jenis ini mempunyai rating arus max.1A.

Cara Pemasangan Dioda dalam Rangkaian Elektronika

J. HIH 5030

HIH-5030-001. - Honeywell - Humidity Sensor, 3 %, 3.3 V

output= 0,02 volt X 1Rh

K. Transistor BC547

Transistor BC547 adalah negatif-positif-negatif (NPN) transistor yang digunakan untuk berbagai tujuan. Bersama dengan komponen elektronik lainnya, seperti resistor, kumparan, dan kapasitor, dapat digunakan sebagai komponen aktif untuk switch dan amplifier. Seperti semua transistor NPN lain, jenis ini memiliki terminal emitor, basis atau terminal kontrol, dan terminal kolektor. Dalam konfigurasi biasa, arus mengalir dari dasar ke emitor mengontrol arus kolektor.

Transistor BC547 BC 547 di Lapak Solid Jaya Elektronik | Bukalapak

L. LED

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 merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

Semikonduktor LED ( Light Emitting Diode ) – Kumpulan Penelitian

Prinsip Kerja dan Aplikasi Dioda LED (Light Emitting Diode) - Belajar Elektronika

Percobaan

A. Prosedur Percobaan

1. persiapkan alat dan bahan
2. perhatikan datasheet pada setiap komponen rangkain
3. rangkailah sensor lm35 dengan menghubungkan kaki 1 ke vcc, kaki 3 ke ground, dan kaki Vout dihubungkan dengan rangkain penguat non inverting dengan penguatan 10x, lalu dihubungkan pada pin (+) comparator lalu atur tegangan pembanding pada kaki (-)comparator, lalu dihubungkan dengan resistor dan basis transistor bc 547,hubungkan suplay ke relay yang diparalelkan dengan dioda, lalu dihubungkan dengan kaki collector transistor, lalu emitor dihubungkan ke ground
4. untuk suplay dihubungkan pada com relay dan untuk heater dan led diparalelkan lalu dihubungkan ke kaki nc relay dan ke ground
5. rangkailah sensor HiH-5030 dengan menghubungkan V+ ke power, V- ke ground, dan out ke rangkaian inverting dengan penguatan sebesar 0,7x lalu dihubungkan ke rangkaian inverting dengan penguatan 1x sehingga tegangan menjadi +, output dihubungkan dengan resistor 1k dan basis transistor, lalu hubungkan suplay dengan relay yang di paralelkan dengan dioda dan dihubungkan dengan collector transistor, emitor transistor dihubungkan dengan ground
6. untuk suplay dihubungakan dengan com relay, lalu untuk kipas dihubungkan ke no relay, dan diparalelkan dengan led, dan terhubung ke ground
7. pastikan rangkaian berjalan dengan kondisi yang diinginkan

B. Rangkaian simulasi

heater dalam kondisi on, apabila sensor lm35 mendeteksi bahwa suhu disekitar memiliki suhu kecil dari pada 23 derajat celcius, maka tegangan yang dikeluarkan oleh lm35 kecil dari 0,23 V. Dan saat dimasukan pada penguat non inverting maka tegangan akan diperkuat 10x, sehingga nilai output yang dikeluarkan penguat apabila sensor lm35 mendeteksi bahwa bahwa suhu kecil dari 23 derajat celcius adalah kecil dari 2,3 V. lalu dihubungkan pada komparator atau pembanding tegangan. Apabila input pada kaki positif lebih kecil dari pada kaki negatif maka komparator tidak mengeluarkan output, sehingga tidak ada arus yang mengalir pada relay.sehingga relay dalam keadaan off atau pada posisi dikiri, sehingga suplay terhubung ke heater dan ke ground, sehingga heater dan LED merah menyala.

heater dalam kondisi off, apabila sensor lm35 mendeteksi bahwa suhu disekitar memiliki suhu besar sama dari pada 23 derajat celcius, maka tegangan yang dikeluarkan oleh lm35 besar sama dari 0,23 V. Dan saat dimasukan pada penguat non inverting maka tegangan akan diperkuat 10x, sehingga nilai output yang dikeluarkan penguat apabila sensor lm35 mendeteksi bahwa bahwa suhu besar dari 23 derajat celcius adalah besar sama 2,3 V. lalu dihubungkan pada komparator atau pembanding tegangan. Apabila input pada kaki positif lebih besar dari pada input pada kaki negatif maka komparator tersebut akan mengeluarkan output, sehingga arus mengalir pada relay, dan relay pun bergeser ke kiri, sehingga suplay tidak terhubung ke heater dan ke ground, sehingga heater dan LED merah tidak menyala.

apabila sensor hih-5030 mendeteksi bahwa kelembaban di dalam kamar mandi (0-20) maka sensor akan mengeluarkan output tegangan yang rendah yang dihubungkan dengan op-amp inverting sehingga nilai teganganya (-), lalu dihubungkan lagi dengan op-amp inverting agaro outputnya bernilai (+), lalu dihubungkan dengan resistor yang dihubungkan pada basis transistor, karna tegangan yang diterima pada basis kurang dari 0,7 sehingga transistor dalam keaddan off, dan arus dari suplay yang melewati relay dan masuk ke collector transitor tidak terhubung ke ground karna transitor off, sehingga relay tetap pada posisi off, atau di kanan. sehingga kipas dan led tidak menyala

apabila sensor hih-5030 mendeteksi bahwa kelembaban di dalam kamar mandi besar dari 35 maka sensor akan mengeluarkan output tegangan yang sebesar 0,7 yang dihubungkan dengan op-amp inverting sehingga nilai teganganya (-), lalu dihubungkan lagi dengan op-amp inverting agaro outputnya bernilai (+), lalu dihubungkan dengan resistor yang dihubungkan pada basis transistor, karna tegangan yang diterima pada basis mendekati dari 0,7 sehingga transistor dalam keaddan on, dan arus dari suplay yang melewati relay dan masuk ke collector transitor dan keluar dari emitor dan terhubung ke ground karna transitor on, sehingga relay tetap pada posisi on, atau di kiri. sehingga kipas dan led menyala

C. Vidio

D. Download file

PEMBELAJARAN KULIAH

Pengatur Suhu Lantai dan Aliran Udara Kamar Mandi (LM35 dan HIH-5030)

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Arsip Blog