Alarm Keamanan Brankas Rumah menggunakan PIR Sensor, Touch Sensor, dan Vibration Sensor





1. Tujuan [Kembali]

a. Mampu memahami alarm keamanan brankas menggunakan Sensor PIR, Sensor Touch, dan Sensor Vibration
b. Mampu memahami cara kerja rangkaian alarm keamanan brankas menggunakan Sensor PIR, Sensor Touch, dan Sensor Vibration
c. Mampu membuat simulasi dari rangkaian alarm keamanan brankas menggunakan Sensor PIR, Sensor Touch, dan Sensor Vibration


2. Alat dan Bahan [Kembali]

a. Alat
        
1. Power Supply
Power supply atau catu daya adalah alat listrik yang menyuplai tenaga listrik ke suatu beban listrik.

2. DC Voltmeter

Voltmeter adalah perangkat elektronik yang berfungsi untuk mengukur tegangan dalam rangkaian listrik. Voltmeter dalam rangkaian dipasang secara paralel pada dua buah titik yang diukur.

b. Bahan

1. Resistor 
Spesifikasi resistor yang digunakan: Resistor 10 kΩ dan 50 kΩ.

2. IC Op-Amp
Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:


3. Sensor PIR



Konfigurasi Pin:


Spesifikasi:

Grafik Respon:



4. Sensor Touch


Spesifikasi:


Konfigurasi Pin:


Grafik Respon:


5. Buzzer


Konfigurasi Pin:



Spesifikasi:


6. Motor DC

                                                        
Motor DC digunakan sebagai output dari rangkaian. Motor DC pada aplikasi ini digunakan untuk menutup otomatis pintu brankas.

Konfigurasi Pin:

                                                    

Spesifikasi:

                              

7. Relay

Konfigurasi Pin:



Spesifikasi:


8. Sensor Vibration SW-420


Spesifikasi:

                                             


3. Dasar Teori [Kembali]

1. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan dilambangkan dengan huruf R. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah Ohm (Ω).

Tabel Warna Resistor


Cara menghitung nilai resistansi resitor
a. Gelang 4 Warna


b. Gelang 5 Warna



2. IC Op-Amp

Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil. 

a. Buffer
Buffer bergungsi sebagai stabiliser sinyal.

Penguatan Tegangan: Av = 1.

b. Amplifier 
  • Amplifier Inverting

          Penguatan Tegangan:

  • Ampilifier Non Inverting
           Penguatan Tegangan:


c. Komparator

  • Non-Inverting Komparator
Pada Non-Inverting Comparator, tegangan input dipasang pada saluran non-inverting (+)  dan tegangan referensi pada saluran inverting (-). Pada rangkaian Non-Inverting Comparator, jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah +Vsat (mendekati tegangan +VCC). Jika Vin lebih kecil dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (mendekati tegangan -VEE).

  • Inverting Komparator
Pada Inverting Comparator  tegangan input (Vin) dihubungkan pada saluran inverting  (-) dan tegangan referensi (Vref) pada saluran non-inverting (+). Tegangan referensi dapat menggunakan sumber catu daya tegangan konstan atau rangkaian pembagi tegangan. Pada saat Vin lebih kecil dari Vref, tegangan output Vo adalah +Vsat (≈ +VCC). jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (≈ +VEE).

3. Sensor PIR

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.

Grafik Respon:

Pada grafik tersebut : (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda, (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan, (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR. Namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.

Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR. 

4. Sensor Touch


Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor).

5. Buzzer

Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.

6. Relay
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. 

Simbol relay:

                                               


7. Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
                              
                                                 

8. Sensor Vibration SW-420

Sensor Vibration adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah ke dalam sinyal listrik. Cara kerja sensor ini dengan menggunakan satu buah pelampung logam yang akan bergetar di tabung yang berisi 2 elektroda ketika sensor menerima getaran. Terdapat 2 output digital (0 dan 1) dan analog output. 

                                                

Karakteristik Sensor Vibrasi SW420
    - Tegangan operasi 3,3 V hinggan 5V DC
    - LED menunjukkan keluaran dan daya
    - Desain berbasis LM393
    - Mudah digunakan dengan mikrokontroler atau IC digital/analog normal
    - Dengan lubang baut untuk memudahkan pemasangan



4. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur Percobaan
  • Sediakan alat dan bahan yang akan digunakan.
  • Rangkailah komponen-komponen seperti rangkaian di bawah pada aplikasi proteus.
  • Hubungkan semua komponen dan atur nilai masing-masing komponen sesuai kebutuhan.
  • Jalankan simulasi rangkaian .
b. Rangkaian


c. Prinsip Kerja

        Pada saat simulasi dijalankan, sensor PIR tidak mendeteksi adanya gerakan dari pintu brankas yang dibuka (logictoggle bernilai 0) sehingga sensor tidak dapat menangkap pancaran sinar infrared pasif dari orang yang membuka brankas. Hal ini mengakibatkan tidak ada arus pada rangkaian sehingga motor dalam keadaan off. Sebaliknya, ketika sensor PIR mendeteksi adanya gerakan dari pintu brankas yang dibuka (logictoggle bernilai 1), berarti sensor dapat menangkap pancaran sinar infrared pasif dari orang yang membuka brankas sehingga arus mengalir pada rangkaian dari sensor PIR. Kemudian menuju rangkaian amplifier non inverting dan tegangan diperkuat sebesar 2 kali. Kemudian arus mengalir ke relay. Dikarenakan tegangan cukup untuk menutup relay, maka relay tertutup dan kemudian menghidupkan motor sehingga motor dapat menutup pintu brankas secara otomatis. 

        Jika Sensor touch tidak mendeteksi adanya sentuhan (logictoggle bernilai 0) pada pintu brankas, maka tidak ada yang mengalir pada rangkaian dan buzzer tetap dalam keadaan off. Sebaliknya, ketika Sensor touch mendeteksi adanya sentuhan (logictoggle bernilai 0) pada pintu brankas, maka arus mengalir pada rangkaian dari sensor touch  kemudian menuju rangkaian amplifier inverting. Pada amplifier inverting, tegangan diperkuat sebesar 2 kali.  Kemudian arus mengalir ke relay. Dikarenakan tegangan cukup untuk menutup relay, maka relay tertutup dan kemudian menghidupkan buzzer.

    Jika sensor vibration tidak mendeteksi adanya getaran pada pintu brankas  (logicstate bernilai 0) sehingga arus tidak mengalir pada rangkaian dan buzzer dalam keadaan off. Sebaliknya, jika sensor vibration mendeteksi adanya getaran (logicstate bernilai 1) maka arus akan mengalir dari sensor kemudian menuju pada rangkaian amplifier non inverting dan tegangan akan diperkuat sebesar 2 kali, kemudian arus akan mengalir menuju relay. Jika tegangan pada relay cukup, maka relay akan tertutup kemudian buzzer akan on karena ada arus yang mengalir. Selanjutnya, arus akan mengalir menuju ground untuk dinetralkan. 

d. Video Simulasi


e. Link Download
    Download HTML
    Download File Proteus
    Download Video Simulasi

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)