Mendeteksi Kecepatan dan Waktu Suatu Kendaraan
a. Memenuhi tugas UTS mata kuliah kimia
b. Mengetahui cara kerja sensor accelerometer
c. Mengaplikasikan sensor accelerometer dalam kehidupan sehari-hari
2. Alat dan Bahan [Back]
1. Sensor Inframerah
2. Resistor
Sensor Inframerah
Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem. Pemancar pada sistem ini tediri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
Sensor Inframerah
Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier).
Bentuk dan Konfigurasi Pin IR Detector Photomodules TSOP
Bentuk dan Konfigurasi Pin IR Detector Photomodules TSOP
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.
3. Sensor Vibration
Sensor Vibration
Sensor getaran adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik.
4. Op Amp non inverting
Op Amp non inverting
Penguat Non Inverting adalah suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkaan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa dengan sinyal inputannya. Pada dasarnya penguat non inverting digunakan sebagai pengkondisi sinyal inputan sensor yang terlalu kecil sehingga dibutuhkan penguatan untuk diproses. intinya penguat non inverting ke balikkan dari penguat inverting.
5. Motor DC
Motor DC
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu.
6. Timer
Timer
Timer atau kepanjanganya Time Delay Relay adalah sebuah komponen elektronik yang dibuat untuk menunda waktu yang bisa disetting sesuai range timer tersebut, dengan memutus sebuah kontak relay yang biasanya digunakan untuk memutus atau menyalakan sebuah rangkaian kontrol.
3. Dasar Teori [Back]
Accelerometer adalah sebuah sensor tranduser yang berfungsi untuk mendeteksi, mengukur perubahan percepatan, orientasi object, dan mengukur getaran, atau bisa juga untuk mengukur percepatan akibat pengaruh gaya gravitasi.
Sebuah accelerometer juga dapat digunakan untuk mengukur getaran yang terjadi pada kendaraan, bangunan, mesin, jarak yang dinamis, dan kecepatan dengan ataupun tanpa pengaruh dari gaya gravitasi.
Prinsip kerja dari accelerometer ini berdasarkan prinsip Fisika bahwa apabila suatu konduktor digerakkan melalui suatu medan magnet, atau jika suatu medan magnet digerakkan melalui suatu konduktor, maka akan timbul suatu tegangan induksi pada konduktor tersebut.
Sebuah accelerometer yang diletakan di permukaan Bumi dapat mendeteksi percepatan 1g (ukuran percepatan gravitasi Bumi) pada titik vertikalnya, untuk percepatan yang dikarenakan oleh pergerakan horizontal maka accelerometer akan mengukur percepatannya secara langsung ketika bergerak secara horizontal.
Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem. Pemancar pada sistem ini tediri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
Prinsip kerja Infrared
Sensor Vibration
Sensor Vibration
Sensor getaran adalah suatu perangkat atau device yang mengubah besaran fisis berupa getaran menjadi besaran elektrik yang bisa berupa tegangan maupun arus. Pada umumnya getaran ini diubah menjadi arus karena pertimbangan bahwa jarak antara sensor dengan kontroler tidaklah sangat dekat, ada kemungkinan jaraknya jauh. Bila getaran tersebut diubah menjadi arus, maka arus yang dihasilkan sensor dengan arus yang diterima kontroler akan sama besarnya. Hal ini tentunya akan berbeda jika getaran diubah menjadi tegangan.Tegangan yang dihasilkan sensor akan tidak sama dengan tegangan yang diterima kontroler sebagai akibat dari adanya losses.
Sensor getaran mempunyai peranan yang sangat penting dalam berbagai penerapan, seperti alat untuk pendeteksi gempa bumi, analisa kerja mesin, analisa struktur bangunan gedung bertingkat, pengeboran tambang minyak, analisa kekuatan getaran jembatan, dan lain sebagainya yang tentunya segala penerapan yang berhubungan dengan getaran.
Macam-macam sensor getar adalah sensor geophone, piezoelectrik, akselerometer, sensor UGN 3503 dan lain sebagiannya.
Transistor NPN, arus akan mengalir dari kolektor ke emitor jika basisnya dihubungkan ke ground (negatif). Arus yang mengalir dari basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor.
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
Grafik Kecepatan terhadap Waktu
Bentuk grafik hubungan antara kecepatan dan waktu adalah seperti persamaan garis lurus. Grafik tersebut memiliki kemiringan (gradien) tertentu. Coba sobat amati grafik di atas. Grafik hubungan V dan t jika kecepatan awal(Vo) adalah nol ditunjukkan oleh grafik a dan jika kecepatannya adalah Vo maka grafiknya seperti tampak pada grafik b.
Grafik KecepatanDari grafik di atas bisa sobat amati adanya kemiringan (gradien garis). Pada prinsipnya rumus kecepatan pada GLBB Vt = Vo + at sama seperti rumus pada persamaan garis lurus y = mx + c. Vt dianalogikan dengan y, c dianalogikan dengan kecepatan awal Vo, dan mx dianalogikan dengan at. Besarnya percepatan a akan sama dengan kemiringan garis (gradien). Rumusnyaa = tan θJadi, pada gerak lurus berubah beraturan kemiringan grafik hubungan v dengan t adalah sama dengan percepatan yang terjadi pada gerak tersebut. Semakin curam grafik tersebut maka semakin besar percepatannya. Dengan melihat ilustrasi di bawah ini sobat bisa tahu bahwa grafik a yang lebih curam punya percepatan yang lebih besar dari grafik b yang bentuknya lebih landai punya percepatan yang lebih kecil.
Grafik Kecepatan per waktu
Grafik dan tabel sensor infrared
Tabel
4. Percobaan [Back]
a. Prosedur Percobaan
1. Susunlah semua komponen yang digunakan sesuai dengan gambar berikut ini,
2. Hubungkan semua komponen sesuai dengan gambar berikut ini,
3. Jalankan rangkaian dengan cara menekan tombol play
b. Gambar Rangkaian [Back]
Pengukur percepatan dengan sensor inframerahKondisi saat inframerah dan vibration tidak mendeteksi atau berlogika 0
Kondisi saat inframerah mendeteksi atau berlogika 1 dan vibration tidak mendeteksi atau berlogika 0
Kondisi saat inframerah dan vibration mendeteksi atau berlogika 1
c. Prinsip Rangkaian [Back]Pada saat mobil melewati pengukur percepatan sensor inframerah akan mendeteksi adanya hambatan atau terhalang oleh suatu benda, pada kondisi ini akan memberikan logika '1'. Oleh karenanya mengeluarkan tegangan 5V sehingga arus mengalir masuk ke dalam kaki inverting op amp, tegangan akan diperkuat 10 kali, lalu arus akan menuju ke pengukur kecepatan(Motor DC) dan timer(LED) sehingga motor dan timer akan hidup. Ketika Mobil melewati vibration prinsipnya sama dengan bagaimana inframerah bekerja, namun mengalirkan arus yang berlawanan kepada pengukur kecepatan (motor DC) dan Timer yang menyebabkan aliran arus menjadi 0 sehingga pengukur kecepatan dan timer akan mati.Kecepatan dan waktu yang tercatat terakhir kalinya akan dibuatkan grafik seperti yang dijelaskan pada teori di atas, lalu bisa diketahui percepatan dengan rumus a = tan θ, θ merupakan sudut yang terbentuk akibat grafik hubungan kecepatan dengan waktu.
5. Video Simulasi [Back]
6. Link Download [Back]
Download video simulasi Di SiniDownload file rangkaian Di SiniDownload Library Sensor Infrared Di SiniDownload Library Sensor Vibration Di SiniDownload datasheet sensor Di SiniDownload HTML Di Sini
Bentuk grafik hubungan antara kecepatan dan waktu adalah seperti persamaan garis lurus. Grafik tersebut memiliki kemiringan (gradien) tertentu. Coba sobat amati grafik di atas. Grafik hubungan V dan t jika kecepatan awal(Vo) adalah nol ditunjukkan oleh grafik a dan jika kecepatannya adalah Vo maka grafiknya seperti tampak pada grafik b.
Grafik Kecepatan
Dari grafik di atas bisa sobat amati adanya kemiringan (gradien garis). Pada prinsipnya rumus kecepatan pada GLBB Vt = Vo + at sama seperti rumus pada persamaan garis lurus y = mx + c. Vt dianalogikan dengan y, c dianalogikan dengan kecepatan awal Vo, dan mx dianalogikan dengan at. Besarnya percepatan a akan sama dengan kemiringan garis (gradien). Rumusnya
a = tan θ
Jadi, pada gerak lurus berubah beraturan kemiringan grafik hubungan v dengan t adalah sama dengan percepatan yang terjadi pada gerak tersebut. Semakin curam grafik tersebut maka semakin besar percepatannya. Dengan melihat ilustrasi di bawah ini sobat bisa tahu bahwa grafik a yang lebih curam punya percepatan yang lebih besar dari grafik b yang bentuknya lebih landai punya percepatan yang lebih kecil.
Grafik Kecepatan per waktu
Grafik dan tabel sensor infrared
Tabel
4. Percobaan [Back]
a. Prosedur Percobaan
1. Susunlah semua komponen yang digunakan sesuai dengan gambar berikut ini,
2. Hubungkan semua komponen sesuai dengan gambar berikut ini,
3. Jalankan rangkaian dengan cara menekan tombol play
b. Gambar Rangkaian [Back]
Pengukur percepatan dengan sensor inframerah
Kondisi saat inframerah dan vibration tidak mendeteksi atau berlogika 0
Kondisi saat inframerah mendeteksi atau berlogika 1 dan vibration tidak mendeteksi atau berlogika 0
Kondisi saat inframerah dan vibration mendeteksi atau berlogika 1
c. Prinsip Rangkaian [Back]
Pada saat mobil melewati pengukur percepatan sensor inframerah akan mendeteksi adanya hambatan atau terhalang oleh suatu benda, pada kondisi ini akan memberikan logika '1'. Oleh karenanya mengeluarkan tegangan 5V sehingga arus mengalir masuk ke dalam kaki inverting op amp, tegangan akan diperkuat 10 kali, lalu arus akan menuju ke pengukur kecepatan(Motor DC) dan timer(LED) sehingga motor dan timer akan hidup.
Ketika Mobil melewati vibration prinsipnya sama dengan bagaimana inframerah bekerja, namun mengalirkan arus yang berlawanan kepada pengukur kecepatan (motor DC) dan Timer yang menyebabkan aliran arus menjadi 0 sehingga pengukur kecepatan dan timer akan mati.
Kecepatan dan waktu yang tercatat terakhir kalinya akan dibuatkan grafik seperti yang dijelaskan pada teori di atas, lalu bisa diketahui percepatan dengan rumus a = tan θ, θ merupakan sudut yang terbentuk akibat grafik hubungan kecepatan dengan waktu.
5. Video Simulasi [Back]
6. Link Download [Back]
Download video simulasi Di Sini
Download file rangkaian Di Sini
Download Library Sensor Infrared Di Sini
Download Library Sensor Vibration Di Sini
Download datasheet sensor Di Sini
Download HTML Di Sini
No comments:
Post a Comment