-Tujuan dari pembuatan rangkaian ini adalah untuk memenuhi tugas rangkaian UTS mata kuliah Elektronika Industri.
-Adapun fungsi dari rangkaian alarm pendeteksi
kebakaran dengan sensor suhu ini adalah sebagai alarm peringatan kebakaran
dengan mengacu kepada suhu yang
dideteksi oleh sensor suhu.
a.
Resistor
Resistor digunakan sebagai bagian
dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu
komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari
bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari
paduan resistivitas tinggi seperti nikelkromium). Karakteristik utama dari
resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan.
Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan
induktansi.
b.
Dioda
c. LED
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.
d. Sensor suhu
Thermistor PTC adalah Komponen Elektronika yang berfungsi sebagai sensor
pada rangkaian Elektronika yang berhubungan dengan Suhu (Temperature). Suhu
operasional Thermistor berbeda-beda tergantung pada Produsen Thermistor itu
sendiri, tetapi pada umumnya berkisar diantara -90°C sampai 130°C.
e. Kapasitor Terpolarisasi
Kapasitor terpolarisasi adalah yang memiliki polaritas positif dan negatif tertentu.
f. Kapasitor
Kondensator atau sering disebut
sebagai kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan
listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan
listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad dari nama Michael
Faraday.
g. Transistor Bipolar
Transistor adalah piranti aktif di mana outputnya adalah merupakan hasil perubahan dari imputnya. Dengan membandingkannya, maka akan di peroleh faktor penguat. Dengan basis bersama ( CB ) , dengan potensial UcB untuk dua jenis transistor PNP dan NPN. Untuk jenis PNP emiter positif terhadap basis sedangkan kolektornya negatif. Begitu pun sebaliknya dengan jenis NPN, emiter negatif dan kolektornya positif.
h. Timer NE555
Kaki
2 (TRIG) : Terminal Trigger (Pemicu),
digunakan untuk memicu Output menjadi “High”,
kondisi High akan terjadi apabila level tegangan pada kaki Trigger ini berubah
dari High menuju ke <1/3Vcc (Lebih kecil dari 1/3Vcc).
Kaki
3 (OUT) : Terminal Output (Keluaran) yang
memiliki 2 keadaan yaitu “Tinggi/HIgh” dan “Rendah/Low”.
Kaki
4 (RESET) : Terminal
Reset. Apabila kaki 4 digroundkan, Output IC akan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi
OFF. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi ON, Kaki 4 biasanya
diberikan sinyal “High”.
Kaki
5 (CONT) : Terminal
Control Voltage (Pengatur Tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. Secara
default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.
Kaki
6 (THRES) : Terminal
Threshold, digunakan untuk membuat Output menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada
Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau Kaki Threshold ini berubah dari Low
menuju > 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc).
Kaki
7 (DISCH) : Terminal
Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan
pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 adalah “High”.Kaki Discharge ini
biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval
pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi
pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan
dari IC555.
Kaki 8 (Vcc) : Terminal Positif sumber
tegangan DC (sekitar 4,5V atau 16V).
i.
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 positive dan negative. Untuk menggunakannya secara sederhana kita bisa memberi tegangan positive dan negative 3 - 12V.
Peristiwa kebakaran dapat terjadi ditempat umum maupun di perumahan. Penyebab kebakaran diakibatkan oleh beberapa factor, antara lain: hubung pendek jaringan listrik, kebocoran gas elpiji, dsb. Pada umumnya, kebakaran diketahui jika api sudah mulai membesar, atau dengan kata lain suhu ruangan akan semakin naik. Sistem keamanan pada bangunan dibutuhkan, hal ini dikarenakan bahaya kebakaran dating tidak mengenal waktu, sehingga pencegahan dini harus dilakukan. Oleh karena itulah dibuat rangkaian alarm pendeteksi kebakaran berikut, dengan menggunakan sensor suhu ruangan. Yang mana, jika suhu ruangan semakin naik dan meningkat dibandingkan suhu normal, maka alarm akan secara otomatis berbunyi.
LED
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang
kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat
elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran
filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh
karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah
banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.
Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)
Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)
Seperti dikatakan sebelumnya, 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)
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika
dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat
mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-)
pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas.
Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead
Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang
lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.
Sensor Suhu atau Temperature Sensors adalah
suatu komponen yang dapat mengubah besaran panas menjadi besaran listrik
sehingga dapat mendeteksi gejala perubahan suhu pada obyek tertentu. Sensor
suhu melakukan pengukuran terhadap jumlah energi panas/dingin yang dihasilkan
oleh suatu obyek sehingga memungkinkan kita untuk mengetahui atau mendeteksi
gejala perubahan-perubahan suhu tersebut dalam bentuk output Analog maupun
Digital. Sensor Suhu juga merupakan dari keluarga Transduser.
Contoh peralatan-peralatan listrik maupun
elektronik yang menggunakan Sensor Suhu diantaranya seperti Thermometer Suhu
Ruangan, Thermometer Suhu Badan, Rice Cooker, Kulkas, Air Conditioner
(Pendingin Ruangan) dan masih banyak lagi.
Jenis-jenis Sensor Suhu
(Temperature Sensors)
Saat ini, terdapat banyak jenis Sensor Suhu
dengan karakteristik yang berbeda-beda sesuai dengan aplikasinya. Berikut ini
beberapa jenis Sensor Suhu yang sering ditemukan dalam rangkaian elektronika
ataupun peralatan listrik beserta penjelasan singkatnya :
1. Termostat
(Thermostat)
Thermostat adalah jenis Sensor suhu Kontak
(Contact Temperature Sensor) yang menggunakan prinsip Electro-Mechanical.
Thermostat pada dasarnya terdiri dari dua jenis logam yang berbeda seperti
Nikel, Tembaga, Tungsten atau aluminium. Dua Jenis Logam tersebut kemudian
ditempel sehingga membentuk Bi-Metallic strip. Bi-Metallic Strip tersebut akan
bengkok jika mendapatkan suhu tertentu sehingga bergerak memutuskan atau
menyambungkan sirkuit (ON/OFF).
Thermistor adalah komponen elektronika yang
nilai resistansinya dipengaruhi oleh Suhu. Thermistor yang merupakan singkatan
dari Thermal Resistor ini pada dasarnya terdiri dari 2 jenis yaitu PTC
(Positive Temperature Coefficient) yang nilai resistansinya akan meningkat
tinggi ketika suhunya tinggi dan NTC (Negative Temperature Coefficient) yang
nilai resistansinya menurun ketika suhunya meningkat tinggi.
Thermistor yang dapat mengubah energi listrik
menjadi hambatan ini terbuat dari bahan keramik semikonduktor seperti Kobalt,
Mangan atau Nikel Oksida yang dilapisi dengan kaca.
Keuntungan dari Thermistor adalah sebagai
berikut :
- Memiliki Respon yang cepat atas perubahan suhu.
- Lebih murah dibanding dengan Sensor Suhu jenis RTD
(Resistive Temperature Detector).
- Rentang atau Range nilai resistansi yang luas berkisar
dari 2.000 Ohm hingga 10.000 Ohm.
- Memiliki sensitivitas suhu yang tinggi.
3. Resistive Temperature
Detector (RTD)
Resistive Temperature Detector atau disingkat
dengan RTD memiliki fungsi yang sama dengan Thermistor jenis PTC yaitu dapat
mengubah energi listrik menjadi hambatan listrik yang sebanding dengan
perubahan suhu. Namun Resistive Temperature Detector (RTD) lebih presisi dan
memiliki keakurasian yang lebih tinggi jika dibanding dengan Thermistor PTC.
Resistive Temperature Detector pada umumnya terbuat dari bahan Platinum
sehingga disebut juga dengan Platinum Resistance Thermometer (PRT).
Keuntungan dari Resistive Temperature Detector
(RTD)
- Rentang suhu yang luas yaitu dapat beroperasi di suhu
-200⁰C hingga +650⁰C.
- Lebih linier jika dibanding dengan Thermistor dan
Thermocouple
- Lebih presisi, akurasi dan stabil.
4. Thermocouple
(Termokopel)
Thermocouple adalah salah satu jenis sensor suhu
yang paling sering digunakan, hal ini dikarenakan rentang suhu operasional
Thermocouple yang luas yaitu berkisar -200°C hingga lebih dari 2000°C dengan
harga yang relatif rendah. Thermocouple pada dasarnya adalah sensor suhu Thermo-Electric
yang terdiri dari dua persimpangan (junction) logam yang berbeda. Salah satu
Logam di Thermocouple dijaga di suhu yang tetap (konstan) yang berfungsi
sebagai junction referensi sedangkan satunya lagi dikenakan suhu panas yang
akan dideteksi. Dengan adanya perbedaan suhu di dua persimpangan tersebut,
rangkaian akan menghasilkan tegangan listrik tertentu yang nilainya
sebanding dengan suhu sumber panas.
Keuntungan Thermocouple adalah sebagai berikut :
- Memiliki rentang suhu yang luas
- Tahan terhadap goncangan dan getaran
- Memberikan respon langsung terhadap perubahan suhu.
Selain jenis-jenis Sensor suhu diatas, Sensor
Suhu atau Temperature Sensor juga dapat dibedakan menjadi dua jenis utama
berdasarkan Hubungan fisik Sensor suhu dengan Obyek yang akan dirasakan
suhunya. Berikut ini adalah 2 jenis utama tersebut.
Contact Temperature
Sensor
Sensor Suhu jenis contact adalah Sensor suhu
yang memerlukan kontak (hubungan) Fisik dengan objek yang akan dirasakan
perubahan suhunya. Sensor suhu jenis ini dapat digunakan untuk memantau suhu
benda padat, cair maupun gas.
Non-Contact Temperature
Sensor
Sensor Suhu jenis Non-Contact adalah Sensor suhu
yang dapat mendeteksi perubahan suhu dengan menggunakan konveksi dan radiasi
sehingga tidak memerlukan kontak fisik langsung dengan obyek yang akan diukur
atau dideteksi suhunya.
Pada rangkaian ini digunakan timer NE555 dan sensor suhu untuk mendeteksi suhu yang tinggi. Prinsip kerja dari sensor suhu ini adalah apabila suhu disekitar sensor tinggi maka resistansi yang ada pada sensor akan kecil. Sedangkan apabila suhu rendah maka resistansi akan tinggi. Jika resistansi dari sensor kecil, maka tegangan supply akan dapat mengalir melewati sensor dan mengaktifkan transistor.
Timer NE555 sebagai pengatur frekuensi dari audio. Output
(pin 3) dari NE555 akan memicu basis transistor T3 , yang menggerakkan sounder
untuk menghasilkan suara alarm. Frekuensi NE555 tergantung pada nilai-nilai
resistensi R5 dan R6 dan kapasitansi sensor suhu C2. Ketika suhu menjadi panas,
akan memberikan resistansi rendah sehingga tegangan supply dapat mengalir ke
basis transistor T1 melalui dioda D2 dan R7.
Kapasitor C1 akan terisi tegangan positif sehingga akan meningkatkan waktu pada
saat alarm menyala. Semakin besar nilai C1, semakin besar bias positif
diterapkan pada basis transistor T1 (BC548). Kolektor T1 digabungkan ke dasar
transistor T2, T2 transistor memberikan tegangan positif untuk pin 4 (reset)
dari timer (NE555). Resistor R4 akan membuat IC1 NE555 terus aktif meskipun
tidak ada tegangan positif yang mengalir.
Rangkaian :
Video pembuatan rangkaian : Klik Disini
Datasheet resistor : Klik disini
Datasheet dioda : Klik disini
Datasheet LED : Klik disini
Datasheet kapasitor : Klik disini
Datasheet transistor : Klik disini
Datasheet thermistor : Klik disini
Datasheet IC NE555 : Klik disini
Datasheet buzzer : Klik disini
html blog : Klik disini
Tag
Tidak ada komentar:
Posting Komentar