Membuat Rangkaian Aplikasi transistor bipolar

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. tujuan

2. alat dan bahan

3. dasar teori

4. percobaan

5. download

Aplikasi ruangan bebas rokok 

1.Tujuan;[kembali}

• Membuat rangkaian kontrol ruangan bebas rokok menggunakan sensor flame, mq-7 dan sound sensor
• mengetahui penggunaan trnsistor bipolar pada rangkaian

2. Alat dan bahan;[kembali}

          1. Sensor Flame

Spesifikasi :

- Using LM393 comparator
- Output= Digital (D0)
- Working voltage: 3.3V to 5V
- Output format: Digital output (HIGH/LOW)
- Wavelength detection range: 760nm to 1100nm
- Detection angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum
- Lighter flame detect distance 80cm
- Adjustable sensitivity (potentiometer adjustment)
- The comparator output, the signal is clean, great driving ability, more than 15mA
- With fixed bolt hole for easy installation
- Can widely be used in Arduino DIY project.tduino
- The flame sensor is most sensitive to flame, and reacts to ordinary light, is generally used in flame alarm etc.
- The sensor and the flame should maintain a certain distance, in order to avoid high temperatures damage

    2. Sensor Sound

Spefikasi:

    Sensor suara analog ini menerjemahkan amplitudo volume akustik suara menjadi tegangan listrik untuk merasakan tingkat suara. Proses ini memerlukan beberapa sirkuit, dan menggunakan mikrokontroler bersama dengan Mikrofon untuk menghasilkan sinyal output analog.

    3. Sensor MQ-7

Spesifikasi :

1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC
2. Catu daya rangkaian : 5VDC
3. Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
4.  Keluaran : analog (perubahan tegangan)

Konfigurasi Pin :

1. Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
2. Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
3. Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.
4. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

    4. Resistor

    Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 M: (mega ohm) = 1000 K: (kilo ohm) = 106 :  (ohm)). Kebanyakan rangkaian listrik menggunakan penghantar berupa kawat tembaga, karena tembaga adalah bahan penghantar yang baik. Akan tetapi , sejumlah sambungan pada rangkaian listrik memerlukan tahanan listrik yang lebih besar oleh sebab itu perlu menggunakan tahan atau resistor.

    

    5. Transistor

Spesifikasi

• Bi-Polar NPN Transistor
• DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
• Continuous Collector current (IC) is 100mA
• Emitter Base Voltage (VBE) is 6V
• Base Current(IB) is 5mA maximum
• Available in To-92 Package

    6. Relay

Spesifikasi Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.

Konfigurasi pin Relay 

• dihubungkan ke 5V
• GND dihubungkan ke GND
• IN1/Data dihubungkan ke pin 2

    7. Ground

    8. Voltmeter

Spesifikasi :

1. Angka rangkuman masukan biasanya di mulai dari ± 1,000000 V hingga s/d ± 1000, 000 V (Metode pemilihan rangkuman dilakukan dengan cara otomatis dan indikasi beban lebih).
2. Ketelitian mutlak tercatat mencapai ± 0,005 persen dari pembacaan yang sudah dilakukan.
3. Angka stabilitas untuk jangka pendek sebesar 0,002 persen dari pembacaan (periode 24 jam). Sedangkan untuk jangka panjang sebesar 0,008 persen pembacaan (periode 6 bulan).
4. Resolusi untuk 1 bagian dalam 106 yaitu 1 μV bisa dibaca pada rangkuman dari masukan 1 V.
5. Karakteristik masukannya yaitu tahanan masukan khas sebesar 10 MΩ dengan kapasitas masukan 40 pF.
6. Kalibrasi yang standar (internal) tidak tergantung pada rangkaian ukuran yang mana telah diperoleh dari sumber referensi yang sudah stabil.
7. Ada beberapa sinyal keluaran seperti perintah mencetak.

    9. Motor DC

Spesifikasi :

• Built-in gearbox
• Vsuplai : Dc 12V
• Arus : 2 A
• Speed : 400 rpm
• Torsi : 6.5 Kg.cm
• Ratio gear : 1:21
• Dimensi body : panjang 5 cm x diameter 2,5 cm
• Dimensi shaft : panjang 1 cm x diameter 4 mm
• Berat : 0,2 Kg

    10. Battery Cell

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi  energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya. 

    11. Lampu

Lampu adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik.

          12.     Ground

         13. Dioda

3.Dasar Teori;[kembali}

1. Sensor flame

Respons terhadap nyala api yang terdeteksi bergantung pada pemasangan, tetapi dapat mencakup membunyikan alarm, menonaktifkan saluran bahan bakar (seperti propana atau saluran gas alam), dan mengaktifkan sistem pencegah kebakaran. Ketika digunakan dalam aplikasi seperti tungku industri, perannya adalah untuk memberikan konfirmasi bahwa tungku bekerja dengan benar; dalam hal ini mereka tidak melakukan tindakan langsung di luar memberi tahu operator atau sistem kontrol. Detektor api seringkali dapat merespon lebih cepat dan lebih akurat daripada detektor asap atau panas karena mekanisme yang digunakan untuk mendeteksi nyala api.

Grafik Respon Sensor:

Temperatur terus naik akibat proses perpindahan kalor melalui udeara sehingga sensor dapat menyerap kalor yang di pancarkan oleh api sehingga semakin lama api menyala semakin panas temperatur pada ruangan tersebut . dan disini semakin dekat jarak sensor dengan api maka semakin tinggi yang dibaca oleh alat ukur sensor begitu sebaliknya jika semakin jauh sensor dengan jarak api maka pembacaan oleh alat ukur maka kecil .

 2. Sensor Sound

    Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya. 

 3. Sensor MQ-7

 Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yangmudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-7 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya.

    Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.

Simbol :

  

4. percobaan;[kembali}

• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus 
  

  
  
• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.

• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian 

• Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh  

• Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, lampu dan motor akan hidup saat rangkaian dijalankan

      a.       Sebelum rangkaian dijalankan sensor berlogika 0.

       b.       Rangkaian dijalankan, sensor berlogika 1.

Video

Prinsip Kerja

 Ketika Flame Sensor berlogika 0 atau tidak mendeteksi adanya api maka tidak ada arus yang keluar dari Vout sehingga tegangan yang keluar adalah 0 Volt. Karena tegangan 0 maka transistor tidak aktif dan tidak ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay sehingga switch relay tidak bergeser dan tidak adanya arus yang mengalir sehingga output tidak menyala.

    Ketika Sensor MQ-7 berlogika 0 atau tidak mendeteksi adanya asap rokok maka tidak ada arus yang keluar dari Vout sehingga tegangan yang keluar adalah 0 Volt. Karena tegangan 0 maka transistor tidak aktif dan tidak ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay sehingga switch relay tidak bergeser dan tidak adanya arus yang mengalir sehingga output tidak menyala.

    Ketika Flame sensor belogika 1 atau mendeteksi adanya api (seperti ujung rokok yang dibakar) maka ada arus keluar dari Vout dan tegangan yang terukur sebesar 4,99 volt melewati resistor menjadi 0,82 volt karena disebabkan arus dihambat oleh resistor sehingga transistor aktif, karena transistor aktif maka ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay menuju kaki kolektor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground karena ada arus yang melewati relay maka switch relay berpindah ke kiri dan rangkaian menjadi tertutup sehingga output dapat menyala.

    Ketika MQ-7 mendeteksi adanya asap rokok maka ada arus keluar dari Vout dan tegangan yang terukur sebesar 4,99 volt melewati resistor menjadi 0,82 volt karena disebabkan arus dihambat oleh resistor sehingga transistor aktif, karena transistor aktif maka ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay menuju kaki kolektor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground karena ada arus yang melewati relay maka switch relay berpindah ke kiri dan rangkaian menjadi tertutup sehingga output dapat menyala.

    Saat mendeteksi adanya api atau asap, maka buzzer akan berbunyi lalu dideteksi oleh sound sensor yang berlogika 1 maka ada arus keluar dari Vout dan tegangan yang terukur sebesar 4,99 volt melewati resistor menjadi 0,82 volt karena disebabkan arus dihambat oleh resistor sehingga transistor aktif, karena transistor aktif maka ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay menuju kaki kolektor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground karena ada arus yang melewati relay maka switch relay berpindah ke kiri dan rangkaian menjadi tertutup sehingga motor bergerak dan membuka jendela. 

5.Download;[kembali}

gambar rangkaian

video simulasi rangkaian

simulasi rangkaian proteus

html

library proteus

datasheet