Aplikasi Rangkaian Pendeteksi Adanya Erupsi menggunakan Sensor LM35 (Acuan gambar 20.10 halaman 911)

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video 

Link Download

Acuan gambar

Sebelum gunung api meletus biasanya akan memancarkan erupsi terlebih dahulu, maka dari itu untuk mendeteksi adanya gunung api akan meletus dibuatlah rangkaian ini untuk mendeteksi suhu disekitar gunung api tersebut melalui erupsi yang dipancarkan.

 

1.Tujuan

Mengetahui Alat dan Bahan yang digunakan pada Sensor LM35

Membuat rangkaian aplikasi LM35

Mengetahui prinsip kerja Sensor LM35

2.Alat dan Bahan

    A. Alat

- Power

Power supply atau yang juga dikenal dengan nama catu daya merupakan sebuah rangkaian elektronika yang digunakan sebagai penyedia sumber energi listrik untuk perangkat-perangkat elektronika dalam hal ini energi listrik tegangan DC.

  - Voltmeter

Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur besaran tegangan atau beda potensial pada suatu rangkaian listrik yang dialiri arus listrik

     B. Bahan

- Resistor 220 ohm

Spesifikasi :

Resistance (Ohms)          : 220 V

Power (Watts)                     : 0,25 W, ¼ W

Tolerance                             : ± 5%

Packaging                           : Bulk

Composition                       : Carbon Film

Temperature Coefficient : 350ppm/°C

Lead Free Status               : Lead Free

RoHS Status                        : RoHs Complient

  

   - Potensio 10K

  - Sensor LM358

Spesifikasi :

• Integrated with two Op-Amps in a single package
• Wide power supply Range

1. Singe supply – 3V to 32V
2. Dual supply – ±1.5V to ±16V

• Low Supply current – 700uA
• Single supply for two op-amps enables reliable operation
• Short circuit protected outputs
• Operating ambient temperature – 0˚C to 70˚C
• Soldering pin temperature – 260 ˚C (for 10 seconds – prescribed)
• Available packages: TO-99, CDIP, DSBGA, SOIC, PDIP,  DSBGA

 Konfigurasi Pin :

Pin Number	Pin Name	Description
1	OUTPUT1	Output of Op-Amp 1
2	INPUT1-	Inverting Input of Op-Amp 1
3	INPUT1+	Non-Inverting Input of Op-Amp 1
4	VEE, GND	Ground or Negative Supply Voltage
5	INPUT2+	Non-Inverting Input of Op-Amp 2
6	INPUT2-	Inverting Input of Op-Amp 2
7	OUTPUT2	Output of Op-Amp 2
8	VCC	Positive Supply Voltage

3.Dasar Teori

Resistor

Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom.

Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.

Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor.

Namun meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan berarti tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor pasti memiliki nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam perhitungan matematis, biasanya kita abaikan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita anggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah nol.

Simbol dari resistor merupakan sebagai berikut :

Cara Menghitung Nilai Resistor

Berdasarkan bentuknya dan proses pemasangannya pada PCB, Resistor terdiri 2 bentuk yaitu bentuk Komponen Axial/Radial dan Komponen Chip. Untuk bentuk Komponen Axial/Radial, nilai resistor diwakili oleh kode warna sehingga kita harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang terkandung dalam warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya diwakili oleh Kode tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya.

 - Berdasarkan Kode Warna

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :

4 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 10⁵
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 10⁵ = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

 5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10ⁿ)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 10⁵
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 10⁵ = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.

 

Contoh-contoh perhitungan lainnya :

Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm

Untuk mempermudah menghafalkan warna di Resistor, kami memakai singkatan seperti berikut :

HI CO ME O KU JAU BI UNG A PU
(HItam, COklat, MErah, Orange, KUning. HiJAU, BIru, UNGu, Abu-abu, PUtih)

  - Berdasarkan Kode Angka

Membaca nilai Resistor yang berbentuk komponen Chip lebih mudah dari Komponen Axial, karena tidak menggunakan kode warna sebagai pengganti nilainya. Kode yang digunakan oleh Resistor yang berbentuk Komponen Chip menggunakan Kode Angka langsung jadi sangat mudah dibaca atau disebut dengan Body Code Resistor (Kode Tubuh Resistor)

Contoh :

Kode Angka yang tertulis di badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3;

Contoh cara pembacaan dan cara menghitung nilai resistor berdasarkan kode angka adalah sebagai berikut :

Masukkan Angka ke-1 langsung = 4
Masukkan Angka ke-2 langsung = 7
Masukkan Jumlah nol dari Angka ke 3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan 10³
Maka nilainya adalah 47.000 Ohm atau 47 kilo Ohm (47 kOhm)

 

Contoh-contoh perhitungan lainnya :

222 → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm

103 → 10 * 10³ = 10.000 Ohm atau 10 Kilo Ohm

334 → 33 * 10⁴ = 330.000 Ohm atau 330 Kilo Ohm

 

Ada juga yang memakai kode angka seperti dibawah ini :
(Tulisan R menandakan letaknya koma decimal)
4R7 = 4,7 Ohm
0R22 = 0,22 Ohm

Keterangan :

Ohm = Ω
Kilo Ohm = KΩ
Mega Ohm = MΩ
1.000 Ohm = 1 kilo Ohm (1 KΩ )
1.000.000 Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
1.000 kilo Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)

 

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 :

 

Dimana V adalah tegangan,  I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan

 

Potensiometer

Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek.

Nama "potensiometer" adalah kombinasi dari kata-kata Potensi Perbedaan dan Pengukuran, yang berasal dari masa awal pengembangan elektronik.

Saat ini, potensiometer jauh lebih kecil dan jauh lebih akurat daripada resistansi variabel besar dan seperti kebanyakan komponen elektronik, ada banyak jenis dan nama mulai dari resistor variabel, preset, trimmer, rheostat, dan tentu saja variabel potensiometer.

PRINSIP KERJA POTENSIOMETER

Potensio bekerja seperti resistor dengan semakin besar tahanan maka output (volt) semakin kecil, dan sebaliknya semakin kecil tahanan (ohm) maka output (volt) semakin besar.

Ketika digunakan sebagai potensiometer, koneksi dibuat untuk kedua ujungnya serta penghapus, seperti yang ditunjukkan. Posisi penghapus kemudian memberikan sinyal output yang sesuai (pin 2) yang akan bervariasi antara level tegangan yang diterapkan ke satu ujung trek resistif (pin 1) dan yang di sisi lain (pin 3).

FUNGSI POTENSIOMETER

Potensiometer memiliki prinsip kerja yang bisa mengubah nilai dari sebuah hambatan secara linier yang dapat mempunyai banyak fungsi seperti :

• Untuk mengatur sebuah volume mixer atau sound system.
• Untuk membagi sebuah tegangan.
• Untuk pengendali sebuah level sinyal.

JENIS-JENIS POTENSIOMETER

Potensio meter memiliki 3 jenis yang berbeda dan memiliki fungsi yang berbeda tetapi memiliki prinsip kerja yang sama, yaitu :

1.Potensiometer Putar
Potensiometer putar (tipe paling umum) memvariasikan nilai resistifnya sebagai hasil dari pergerakan sudut. Memutar kenop atau dial yang terpasang pada poros menyebabkan penyeka internal menyapu elemen resistif melengkung. 

Penggunaan potensiometer putar yang paling umum adalah pot kontrol volume. 

Potensiometer multi-putaran memungkinkan untuk rotasi poros lebih dari 360 derajat perjalanan mekanis dari satu ujung trek resistif ke yang lain. Pot multi-putaran lebih mahal, tetapi sangat stabil dengan presisi tinggi yang digunakan terutama untuk pemangkasan dan penyesuaian presisi. 

Dua potensiometer multi-putaran paling umum adalah 3-turn (1080 o ) dan 10-turn (3600 o ), tetapi pot 5-turn, 20-turn, dan 25-turn yang lebih tinggi tersedia dalam berbagai nilai ohmik.

 
2.Potensiometer slider
Potensiometer penggeser, atau pot geser, dirancang untuk mengubah nilai resistansi kontaknya dengan gerakan linier dan dengan demikian terdapat hubungan linier antara posisi kontak penggeser dan resistansi keluaran.

  Potensiometer slide terutama digunakan dalam berbagai peralatan audio profesional seperti mixer studio, fader, equalizer grafis, dan konsol kontrol nada audio yang memungkinkan pengguna untuk melihat dari posisi kenop kotak plastik atau pegangan jari pengaturan aktual slide. .

Salah satu kelemahan utama dari potensiometer slider adalah bahwa mereka memiliki slot terbuka yang panjang untuk memungkinkan roda penghapus bergerak bebas dan naik turun di sepanjang trek resistif. Slot terbuka ini membuat trek resistif di dalam rentan terhadap kontaminasi dari debu dan kotoran, atau oleh keringat dan minyak dari tangan pengguna. Penutup dan layar slotted felt dapat digunakan untuk meminimalkan efek kontaminasi trek resistif.

3.Potensiometer Preset dan Trimmer
Potensiometer preset atau trimmer adalah potensiometer tipe "set-and-forget" kecil yang memungkinkan penyesuaian yang sangat halus atau sesekali mudah dilakukan ke sirkuit, (misalnya untuk kalibrasi). Potensiometer preset putar satu putaran adalah versi mini dari resistor variabel standar yang dirancang untuk dipasang langsung pada papan sirkuit tercetak dan disesuaikan dengan menggunakan obeng berbilah kecil atau alat plastik serupa.

Secara umum, pot preset jalur karbon linier ini memiliki desain kerangka terbuka atau bentuk persegi tertutup yang setelah rangkaian disesuaikan dan pengaturan pabrik, kemudian dibiarkan pada pengaturan ini, hanya disesuaikan lagi jika beberapa perubahan terjadi pada pengaturan rangkaian.

Karena konstruksi terbuka, kerangka prasetel rentan terhadap degradasi mekanis dan listrik yang memengaruhi kinerja dan akurasi sehingga karenanya tidak cocok untuk penggunaan terus-menerus, dan karenanya, panci prasetel hanya diberi peringkat mekanis untuk beberapa ratus operasi. Namun, biaya rendah, ukuran kecil dan kesederhanaannya membuatnya populer dalam aplikasi rangkaian non-kritis.

Preset dapat disetel dari nilai minimum ke maksimum dalam satu putaran, tetapi untuk beberapa sirkuit atau peralatan, kisaran penyesuaian yang kecil ini mungkin terlalu kasar untuk memungkinkan penyesuaian yang sangat sensitif. Namun, resistor variabel multi-putaran, beroperasi dengan menggerakkan lengan penghapus menggunakan obeng kecil beberapa putaran, mulai dari 3 putaran hingga 20 putaran memungkinkan penyesuaian yang sangat baik.

Potensiometer trimmer atau "pot trim" adalah perangkat multi-putaran persegi panjang dengan trek linier yang dirancang untuk dipasang dan disolder langsung ke papan sirkuit baik melalui lubang atau sebagai permukaan-mount. Ini memberikan pemangkas baik sambungan listrik maupun pemasangan mekanis dan membungkus track di dalam wadah plastik untuk menghindari masalah debu dan kotoran selama penggunaan yang terkait dengan preset kerangka.

 

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. LM358 IC adalah penguat operasional standar yang bagus serta amatlah tepat untuk kebutuhan Anda. Bisa menangani pasokan & sumber DC 3-32V sampai  20mA per saluran. Op-amp ini amatlah tepat, apabila Kamu ingin mengoperasikan dua op-amp terpisah untuk catu daya tunggal. Ini terdapat dalam paket DIP 8-pin

Pin Konfigurasi LM358 IC

Diagram pin LM358 IC terdiri dari 8 pin, di mana

Pin-1 dan pin-8 adalah o / p dari komparator

Pin-2 dan pin-6 adalah pembalik i / id

Pin-3 dan pin-5 adalah non inverting i / id

Pin-4 adalah terminal GND

Pin-8 adalah VCC +

LM358 IC Pin Configuration

LM358 IC Pin Configuration

Fitur LM358 IC

Fitur dari LM358 IC adalah

Ini terdiri dari dua op-amp internal dan frekuensi dikompensasi untuk gain kesatuan

Gain tegangan besar adalah 100 dB

Lebar pita lebar adalah 1MHz

Jangkauan pasokan listrik yang luas termasuk pasokan listrik tunggal dan ganda

Rentang catu daya tunggal adalah dari 3V ke 32V

Jangkauan pasokan listrik ganda adalah dari + atau -1.5V ke + atau -16V

Penyaluran arus pasokan sangat rendah, yaitu 500 μA

2mV tegangan rendah i / p offset

Mode umum rentang tegangan i / p terdiri dari ground

Tegangan catu daya dan diferensial i / p tegangan serupa

ayunan tegangan o / p besar.

Aplikasi LM358 IC

LM358 IC berbasis Sensor Sirkuit Gelap

Rangkaian IC LM358 sensor gelap ini digunakan untuk menguji resistor yang tergantung cahaya, dioda foto dan transistor foto. Tapi, Anda perlu mengubah dioda foto dan transistor foto sebagai pengganti LDR. Rangkaian sensor gelap menggunakan LDR dan LM358 IC ditunjukkan di bawah ini. The komponen yang diperlukan untuk membangun sirkuit berikut ini LDR, LM358 IC, baterai 9V, resistor R1-330R, R2-1K, R3-10K, variabel resistor VR1-10K, transistor Q1-C547.

Sirkuit Sensor Gelap

Dalam rangkaian sensor gelap sederhana berikut. Jika Anda menghentikan cahaya jatuh pada resistor tergantung cahaya, maka segera LM358 IC menyalakan LED .

Ketika fotodioda ditempatkan di tempat LDR, maka ia segera bekerja. Tergantung pada tingkat cahaya di kamar Anda, Anda perlu menyesuaikan resistor variabel untuk menyesuaikan sensitivitas sirkuit.

Ketika sebuah transistor foto ditempatkan di tempat LDR, maka ia langsung berfungsi. Tergantung pada tingkat cahaya di kamar Anda, Anda perlu menyesuaikan resistor variabel untuk menyesuaikan sensitivitas sirkuit.

LM358 IC berbasis Shock Alarm Circuit

Sirkuit berikut adalah sirkuit alarm kejutan yang digunakan dari rumah ke mobil. Aplikasi utama dari sirkuit ini adalah mobil sebagai alarm anti pencurian. Di sirkuit ini, karena sensor kejut sensor piezoelektrik digunakan, yang harus diperbaiki pada pintu yang harus Anda jaga. Di sini, LM358 terhubung sebagai pemicu Schmitt pembalik. Tegangan ambang sirkuit dapat diatur oleh port1. Resistor R1 digunakan sebagai resistor umpan balik.

Baterai 3 volt digunakan sebagai catu daya di sirkuit di atas.

Sambungkan sensor dengan hati-hati ke permukaan, di mana pun Anda mengaturnya.

Itu selalu yang terbaik untuk mengatur sensor dekat ke pegangan tangan pintu

Mengatur resistor R2 untuk mendapatkan sensitivitas yang diperlukan.

Rancang sirkuit menggunakan komponen yang diperlukan pada papan bersama atau papan sirkuit cetak berkualitas baik .

Keuntungan dari LM358 IC

• Dua penguat operasional dikompensasikan secara internal

• Dua op amp op yang diimbangi secara internal

• Menghilangkan kebutuhan pasokan ganda

• Memungkinkan penginderaan langsung dekat dengan GND & VOUT

• Cocok sekali dengan semua metode logika

• Daya mengalir sesuai untuk pengoperasian baterai

4.Percobaan

 A. Prosedur Percobaan

1. Siapkan Alat dan Bahan yang akan digunakan dengan memilih dan mengambil dari library proteus.

2. Letakkan semua alat dan bahan yang telah diambil ke dalam rangkaian 

3. Hubungkan rangkaian tersebut dengan benar

4. Jika telah dihubungkan dengan baik dan benar cobalah rangkaian tersebut

5. Apabila berhasil maka kipas dc akan berputar

  B. Rangkaian Simulasi

 

Foto Rangkaian

    Prinsip Kerja

Tegangan Vcc menyuplai sensor, potensiometer, komparator, fungsi NOT, dan motor.  Tegangan Vout sensor yang dimasukkan ke input komparator. Selanjutnya input komparator dibandingkan dengan tegangan referensi yang diatur menggunakan potensiometer. Besarnya Vout sensor sama dengan temperatur yang dideteksi, misalkan ketika suhu 25°C maka tegangan sensor adalah 0.25 V. Rangkaian pembanding digunakan untuk membandingkan antara Vout sensor dan Vref. Jika Vout lebih kecil dari Vref maka keluaran dari komparator adalah high atau sama dengan Vcc. Sebaliknya jika Vout sama atau lebih besar dari Vref maka keluaran komparator adalah sama dengan low atau sama dengan ground. Fungsi NOT dibangun dengan menggunakan gerbang logika NAND. Transistor berfungsi sebagai switch yang akan mengaktifkan kipas angin apabila mendapatkan tegangan high dari fungsi NOT atau gerbang NAND.

 

5.Video

Link Download

Dwonload HTML download disini

Download Video download disini

Download Datasheet download disini

Download Rangkaian download disini