Aplikasi kontrol penghangat inkubator bayi
1. Tujuan [kembali]
1. Mengetahui pengertian sensor thermocouple
2. Mengetahui prinsip kerja sensor thermocouple
3. Mengetahui aplikasi dari sensor thermocouple
4. Mendeteksi suhu pada inkubator. Untuk menjaga suhu inkubator agar tetap sama dengan suhu rahim ibu (33-35 °C), maka saat suhu di dalam inkubator dideteksi diatas 35 °C, maka kipas akan hidup sehingga suhu di dalam inkubator tetap terjaga.
2. Alat dan Bahan [kembali]
Kegunaan alat dan bahan:
a. Baterai
Sebagai sumber arus DC.
b. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
c. Op Amp
d. LED
LED dapat kita definisikan sebagai suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya.
LED (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator atau lampu indikator.
e. Transistor NPN
Fungsi transistor yang lazim dilihat pada system kontrol adalah sebagai driver atau pengendali motor DC. Motor DC akan off atau on jika kondisi transistor dalam keadaan saturasi atau cut off.
f. 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.
g. Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).
h. Gerbang logika AND dan NOT
i. Heater
Sebagai penghangat bayi ketika suhu dibawah suhu stabil.
3. Teori [kembali]
SENSOR SUHU LM35
Sensor suhu IC LM 35 merupakan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92 seperti terlihat pada gambar dibawah.
Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.
Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :
- Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
- Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
- Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
- Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
- Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
- Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
- Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
- Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :
Vout LM35 = Temperature º x 10 mV
Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :
- LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
- LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
- LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.
Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :
- Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
- Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
- Rangkaian menjadi sederhana Tidak memerlukan pengkondisian sinyal.
Grafik Temperatur/Suhu terhadap Tegangan (V).
SENSOR OPTOCOUPLER
Optocoupler adalah suatu piranti yang terdiri dari 2 bagian yaitu transmitter dan receiver, yaitu antara bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya terpisah. Biasanya optocoupler digunakan sebagai saklar elektrik, yang bekerja secara otomatis.
Optocoupler adalah suatu komponen penghubung (coupling) yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic.
Optocoupler terdiri dari dua bagian yaitu :
Optocoupler adalah suatu komponen penghubung (coupling) yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic.
Optocoupler terdiri dari dua bagian yaitu :
- Pada transmitter dibangun dari sebuah LED infra merah. Jika dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak. Cahaya yang dipancarkan oleh LED infra merah tidak terlihat oleh mata telanjang.
- Pada bagian receiver dibangun dengan dasar komponen phototransistor. Phototransistor merupakan suatu transistor yang peka terhadap tenaga cahaya. Suatu sumber cahaya menghasilkan energi panas, begitu pula dengan spektrum infra merah. Karena spekrum infra mempunyai efek panas yang lebih besar dari cahaya tampak, maka phototransistor lebih peka untuk menangkap radiasi dari sinar infra merah.
Optocoupler merupakan salah satu jenis komponen yang memanfaatkan sinar sebagai pemicu on/off-nya. Opto berarti optic dan coupler berarti pemicu. Sehingga bisa diartikan bahwa optocoupler merupakan suatu komponen yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic opto-coupler termasuk dalam sensor, dimana terdiri dari dua bagian yaitu transmitter dan receiver. Dasar rangkaian dapat ditunjukkan seperti pada gambar dibawah ini :
LED infra merah ini merupakan komponen elektronika yang memancarkan cahaya infra merah dengan konsumsi daya sangat kecil. Jika diberi prasikap maju, LED infra merah yang terdapat pada optocoupler akan mengeluarkan panjang gelombang sekitar 0,9 mikrometer.
Phototransistor memiliki sambungan kolektor–basis yang besar dengan cahaya infra merah, karena cahaya ini dapat membangkitkan pasangan lubang elektron. Dengan diberi prasikap maju, cahaya yang masuk akan menimbulkan arus pada kolektor.
Phototransistor memiliki bahan utama yaitu germanium atau silikon yang sama dengan bahan pembuat transistor. Tipe phototransistor juga sama dengan transistor pada umumnya yaitu PNP dan NPN. Perbedaan transistor dengan phototransistor hanya terletak pada rumahnya yang memungkinkan cahaya infra merah mengaktifkan daerah basis, sedangkan transistor biasa ditempatkan pada rumah logam yang tertutup.
Grafik karakteristik optocoupler :
Sensor HIH-5030
Sensor kelembaban adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendefinisian yang suatu kelembaban uap air yang terkandung dalam udara. Jenis - jenis sensor kelembaban diantaranya Cspacitive Sensors, Electrical conductivity Sensors, Thermal Conductivity Sensors, Optical Hygrometer, dan Oscillating Hygrometer.
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
SENSOR ENCOUDER
Sensor Penyandi ( Encoder ) digunakan
untuk mengubah gerakan linear atau
putaran menjadi sinyal digital, dimana sensor putaran memonitor gerakan putar dari suatu alat. Sensor ini biasanya terdiri dari 2 lapis jenis penyandi, yaitu; Pertama, Penyandi rotari tambahan ( yang mentransmisikan jumlah tertentu dari pulsa untuk masing-masing putaran ) yang akan membangkitkan gelombang kotak pada objek yang diputar. Kedua, Penyandi absolut ( yang memperlengkapi kode binary tertentu untuk masing-masing posisi sudut ) mempunyai cara kerja sang sama dengan perkecualian, lebih banyak atau lebih rapat pulsa gelombang kotak yang dihasilkan sehingga membentuk suatu pengkodean dalam susunan tertentu.
Gambar rangkaian kontrol inkubator ketika suhu dibawah 35 derajat celcius.
Gambar rangkaian kontrol inkubator ketika suhu diatas 35 derajat celcius.
Gambar Rangkaian
Video Rangkaian
5. Prinsip Kerja Rangkaian [kembali]
Ketika sensor LM35 mendeteksi suhu diabawah 35 derajat celcius maka tegangan akan dikeluarkan oleh sensor dan arus menuju ke Op amp 1 dan Op amp 2. di Op amp 1 tegangan diperkuat akan tetapi tegangan tidak sampai kepada tegangan minimum pada transistor NPN sehingga tidak ada pemicu pada arus basis dan relay diatas tidak hidup(OFF). dan pada Op amp 2 arus mengalir masuk ke sensor optocoupler dan menstabilkan tegangan lalu ke relay dan relay dibawah ON karna ada arus yang memicunya sehingga heater nya hidup. Dan Ketika sensor LM35 mendeteksi suhu besar sama dari 35 derajat celcius maka transistor NPN tdi akan terpicu pada arus basis nya karna tegangan sudah memenuhi dan membuat arus pada vcc menuju kaki kolektor transistor NPN sehingga relay diatas ON. ketika relay ON maka arus akan mengalir kepada baterai, buzzer dan menuju motor encouder sehingga encouder nya ON, encouder ini alah yang akan mengatur sudut sehingga hiduplah keempat motor DC (kipas angin). Dan pada gambar terlihar sensor kelembapan yang prnsip kerja nya berbanding lurus dengan sensor suhu LM35.
6. Link Download [kembali]
Link download rangkaian disini
Link download video tutorial disini
Link download HTML disini
Link download data sheet LM 35 disini
Link download data sheet HIH-5030 disini
Link download data sheet optocouler disini
Link download data sheet encouder disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar