SMART SMOKING ROOM

Tujuan

Mengetahui dan memahami penggunaan dari sensor LM35, HIH-5030 dan MQ2
Mampu menjelaskan prinsip kerja dari sensor LM35, HIH-5030 dan MQ2 pada sistem sirkulasi pada smoking room
Mampu mengaplikasikan LM35, HIH-5030 dan MQ2 pada sistem sirkulasi pada smoking room

Alat dan Bahan

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 dan relay doble chanel 5 V.

 

 

2. Resistor

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

• •     1 buah resistor 560kohm
  •     2 buah resistor 1kohm
  •     1 buah resistor 8kohm
  •     2 buah resistor 9kohm
  •     2 buah resistor 10kohm
  •     1 buah resistor 100kohm

3.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.

 

 

 

4.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

 

 

 

 

5. Dioda(1n4002)

Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.

    

 

 

6. Motor

 

7. LM324

 

 

8. sensor gas (mq-2)

9. LM358N

 

10. Potensiometer

 

 

 11. LM 741

 

 12.HIH-5030

 

 13. Buzzer

   

 

 

 

 

 

 

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

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. 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.

 

  

C. LM35

    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. 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. 

 

E. 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

 

 

F. 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.

Prinsip kerjanya, Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

 

G. LM358

LM358 IC adalah kekuatan besar, rendah serta gampang dipakai dual channel op-amp IC. Ini dirancang serta diperkenalkan oleh semikonduktor nasional. Ini terdiri dari dua kompensasi internal, gain tinggi, op-amp independen. IC ini dirancang untuk khusus beroperasi dari catu daya tunggal melewati beberapa tegangan. IC LM358 terdapat dalam paket berkapasitas chip serta software op amp ini tergolong rangkaian op-amp konvensional, blok penguatan DC, serta amplifier transduser.

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

• 

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

 

I. Sensor MQ-2

Merupakan Sensor gas yang  terdiri dari 2 bagian, yaitu sensor elektrokimia dan sebuah pemanas (internal heater) didalamnya. Sensor ini dapat mendeteksi berbagai tipe gas, dan akan lebih sensitif untuk jenis gas tertentu, tergantung jenis sensor yang terpasang. Semua sensor gas tipe ini harus dikalibrasi dengan mengukurnya pada udara / gas yang telah diketahui konsentrasinya.

 

 

  J. Motor listrik (KIPAS)

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion) dengan menggunakan arus searah(DC).Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

K. LED

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)

 K. 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.

 

 

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.

Di mana,

• (karena adalah  virtual ground.
• Sebuah resistor dengan nilai , 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:

  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:

atau dengan kata lain:

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 .

 

L. 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.

• 

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

 

M. HIH-5030

 

 

     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

output= 0,02 volt X 1Rh 

 

 

Percobaan

A. Prosedur Percobaan

 

 1. Persiapkan alat dan bahan

 2. Perhatikan datasheet pada setiap komponen rangkaian

 3. Rangkailah LM35, resistor, dioda, relay, suplay dc, lm358, transistor BC547, LED, Buzzer, motor dc,MQ-2, hih-5030,potensio, logic state dan ground

 4. lalu coba simulasikan apakah lm35, hih-5030 dan mq 2  tersebut dapat menghasilan output yang diinginkan, sehingga dapat mengaktifkan relay dan output berupa LED, Buzzer, dan motor dc dapat menyala.

 

B. Rangkaian simulasi

 

 

rangkaian dihubungkan dengan suplay 5V, apabila sensor LM35 mendeteksi suhu didalam ruangan besar dari 26 derajat celcius, maka sensor tersebut akan mengeluarkan tegangan sebesar 0,26V melalui kaki vout yang diteruskan ke kaki non inverting(+) yang akan dikuatkan sebesar 10 kali dan dikeluaran melalui output opamp sebesar 2,6 V. lalu dihubungkan pada kaki positif komparator dimana apabila tegangan pada input yang masuk pada kaki positif lebih besar dari kaki negatif maka komparator akan mengeluarkan output, dan apabila sebaliknya maka komparator tidak akan mengeluarkan output. apabila comparator mengeluarkan output yang mendekati tegangan suplay yang akan diteruskan ke resistor 2kohm yang dihubungkan ke transistor bc 547, apabila tegangan pada basis besar dari 0,7 maka transistor akan mengalirkan arus dari collector ke emitor, sehingga arus dari suplay melewati relay dan masuk ke collector lalu keluar diemitor dan menuju ground, sehingga relay bergeser ke kiri dan arus dari suplay terhubung ke kipas dan buzzer menuju ground, sehingga kipas dan buzzer menyala.

rangkaian dihubungkan dengan suplay 5V, apabila sensor LM35 mendeteksi suhu didalam ruangan kecil dari 26 derajat celcius, maka sensor tersebut akan mengeluarkan tegangan yang lebih kecil dari 0,26V melalui kaki vout yang diteruskan ke kaki non inverting(+) yang akan dikuatkan sebesar 10 kali dan dikeluaran melalui output opamp yang outputnya kecil 2,6 V. lalu dihubungkan pada kaki positif komparator dimana apabila tegangan pada input yang masuk pada kaki positif lebih kecil dari kaki negatif maka komparator tidak akan mengeluarkan output atau bernilai low, apabila comparator tidak mengeluarkan output yang mendekati tegangan suplay yang akan diteruskan ke resistor 2kohm yang dihubungkan ke transistor bc 547, karna tegangan pada basis kecil dari 0,7 maka transistor tidak akan mengalirkan arus dari collector ke emitor, sehingga arus dari suplay melewati relay dan masuk ke collector namun tidak terhubung ke emitor dan menuju ground, sehingga relay tetap dikanan dan arus dari suplay tidak terhubung ke kipas dan buzzer menuju ground, sehingga kipas dan buzzer dalam kondisi off.

apabila sensor mq 2 mendeteksi adanya asap(testpin bernilai 1) maka sensor tersebut akan mengeluarkan output 5v yang dihubungkan pada resistor 10 k dan 100k, resitor 100k dihubungkan ke ground dan 10k dihubungkan ke transistor, apabila teganganya besar dari 0,7 maka transitor dalam kondisi on sehingga arus dari suplay menuju resistor r3 dan menuju collector q1 dan keluar dari emitor q1, sehingga arus dari suplay lansung menuju ke ground, sehingga tegangan pada kaki  negatif q1 lebih kecil dari dari tegangan pada kaki positif, sehingga comparator akan mengeluarkan output sebesar tegangan sumber, sehingga ada arus yang melewati r5 dan menuju basis q2, karna tegangannya besar dari 0,7 maka transistor akan melewatkan arus dari collector ke emitor, sehingga arus dari suplay menuju relay dan masuk ke q2 dan menuju ground, sehingga relay bergeser ke kiri dan suplay mengalirkan arus ke kipas sirkulasi dan ke ground, sehingga kipas hidup dan karna relay begeser ke kiri maka suplay kipas dari pendingin akan terputus dan kipas dalam kondisi off.

apabila sensor mq 2 mendeteksi tidak adanya asap(testpin bernilai 0) maka sensor tersebut tidak akan mengeluarkan output, yang dihubungkan pada resistor 10 k dan 100k, resitor 100k dihubungkan ke ground dan 10k dihubungkan ke transistor, karna tegnganya kecil dari 0,7 maka transitor dalam kondisi off sehingga arus dari suplay menuju resistor r3 dan masuk ke basis Q2 sehingga tegangan pada kaki  negatif q1 lebih besar dari tegangan pada kaki positif, sehingga comparator tidak akan mengeluarkan output atau outputnya dalam kondisi low, sehingga tidak ada arus yang melewati r5 dan menuju basis q2, karna tegangannya kecil dari 0,7 maka transistor tidak akan melewatkan arus dari collector ke emitor, sehingga arus dari suplay menuju relay dan masuk dari collector q2 namun tidak terhubung ke emitor dan ground, sehingga relay tetap dikanan dan suplay terputus dan tidak mengalirkan arus ke kipas sirkulasi dan ke ground, sehingga kipas off, karna relay tetap dikanan maka suplay kipas dari pendingin akan terhubug dan mengalirkan arus, sehingga kipas akan on.

 

apabila sensor kelembaban mendeteksi kelembaban tinggi atau diatas 30 maka sensor tersebut akan akan mengeluarkan tegangan yang dihubungkan ke r2 dan kaki inverting opamp sehingga outputya mengecil dan menjadi negatif dan dihubungkan dengan r6 dan diteruskan ke kaki inverting opamp kedua sehingga outputnya positif dan dihubungkan ke resistor 100 ohm dan basis bc547, apabila tegangan pada basis besar dari 0,7 maka transistor akan mengalirkan arus dari collector ke emitor sehingga arus dari suplay melewati relay masuk ke collecttor dan keluar dari emitor dan terhubung ke ground, karna adanya arus yang melewati relay maka relay bergeser ke kiri sehingga suplay mengalirkan arus ke kipas dan dan suplay pompa air terputus, sehingga an kipas menyala dan pompa air off. 

apabila sensor kelembaban mendeteksi kelembaban tinggi atau diatas 30 maka sensor tersebut akan akan mengeluarkan tegangan yang dihubungkan ke r2 dan kaki inverting opamp sehingga outputya mengecil dan menjadi negatif dan dihubungkan dengan r6 dan diteruskan ke kaki inverting opamp kedua sehingga outputnya positif dan dihubungkan ke resistor 100 ohm dan basis bc547, apabila tegangan pada basis kecil dari 0,7 maka transistor tidak akan mengalirkan arus dari collector ke emitor sehingga arus dari suplay melewati relay masuk ke collecttor dan tidak terhubung ke emitor dan ke ground, karna tidak adanya arus yang melewati relay maka relay bergeser ke kiri sehingga suplay mengalirkan arus ke pompa air dan dan suplay kipas terputus, sehingga an pompa air menyala dan kipas off.
 

 

C. Vidio

 

 

 

D. Download file