TOILET OTOMATIS
Rangkaian Aplikasi Toilet Otomatis
Rangkaian Aplikasi Toilet Otomatis
1. Tujuan
-
Untuk memenuhi tugas elektronika
- Untuk membuat
rangkaian aplikasi Toilet otomatis
- Untuk membuat lampu yang bisa hidup otomatis
2. alat dan bahan
alat
-Voltmeter
Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk
mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian
elektronika.- Power Supply
Power Supply berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk
menyuplai tegangan atau arus listrik.
bahan
-groundGrounding berfungsi untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.
- Power Supply
bahan
- button
- Battery
Input voltage: AC
100~240V / DC 10~30V
Output voltage: DC 1~35V
Max. input current: DC
14A
Charging current: 0.1~10A
Discharging current: 0.1~1.0A
Balance current: 1.5A/Cell
Max
Max. discharging power: 15W
Max. charging power: AC 100W / DC
250W
Jenis batre yg didukung: LiFe, Lilon, LiPo 1~6S, LiHv 1-6S, Pb 1-12S, NiMH, Cd 1-
16S
Ukuran:126x115x49mm
Berat:460gr
- LED
Output voltage: DC 1~35V
Max. input current: DC 14A
Charging current: 0.1~10A
Discharging current: 0.1~1.0A
Balance current: 1.5A/Cell Max
Max. discharging power: 15W
Max. charging power: AC 100W / DC 250W
Jenis batre yg didukung: LiFe, Lilon, LiPo 1~6S, LiHv 1-6S, Pb 1-12S, NiMH, Cd 1-16S
Ukuran:126x115x49mm
Berat:460gr- LED
* Superior weather resistance
* 5mm Round Standard Directivity
* UV Resistant Eproxy
* Forward Current (IF): 30mA
* Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
* Reverse Voltage: 5V
* Operating Temperature: -30℃ to +85℃
* Storage Temperature: - 40℃ to +100℃
* Luminous Intensity: 20mcd
• Range:10 to 80cm
• Update frequency / period:25Hz / 40ms
• Direction of the measured distance:Very directional, due to the IR LED
• Max admissible angle on flat surface:> 40°
• Power supply voltage:4.5 to 5.5V
• Noise on the analog output:< 200mV
• Mean consumption:35mA
• Peak consumption:about 200mA
- Sound Sensor
- Voltmeter DC
Fungsi : Untuk menunjukkan besar tegangan yang melaluinya
- Relay
Fungsi : Untuk melindungi komponen lainnya dari kelebihan
tegangan, memperkecil terjadinya penurunan tegangan dan mengendalikan sirkuit
tegangan tinggi dengan bantuan dari sinyal tegangan rendah
Spesifikasi : RL1 4V
- Dioda
Fungsi : menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi
menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
- Operational Amplifier
sebagai penguat dan pengindra sinyal masukkan baik DC maupun
AC juga sebagai penguat differensiasi impedansi masukkan tinggi, penguat
keluaran impedansi rendah
Output analog, sensor kelembaban relatif. Akurasi kelembaban: ± 3% RH. Pasokan 2,7 Vdc sampai 5,5 Vdc. SMD. Tertutup, dengan / tanpa filter hidrofobik
- Motor DC
Motor DC berfungsi untuk mengubah arus listrik menjadi energi gerak.
-mq2
Fungsi : Untuk mendeteksi
kebocoran gas
Spesifikasi : GAS1 MQ-2 GAS
SENSOR
- Sensor Pir
Spesifikasi :
-touch sensor
Fungsi : Untuk mendeteksi adanya
sentuhan
Spesifikasi : TOUCH1 TOUCH
SENSOR
-POT-HG
Fungsi : Sebagai pengatur dan pembagi tegangan
Spesifikasi : RV1 1k
Fungsi : Sebagai pengolahan input-input yang berupa bilangan
biner
Spesifikasi : 1
3. Dasar Teori
1. Sensor gp2d12
A. Pengertian Sensor gp2d12
Bentuk Fisik
Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
Grafik Touch Sensor
Sensor Gas merupakan sebuah alat untuk membaca
keberadaan bermacam jenis gas dalam suatu tempat, biasanya sensor ini di
gunakan dalam sebuah sistem keselamatan. Jenis alat sensor ini di gunakan untuk
membaca kebocoran gas dan menghubungkan kepada sebuah sistem pengaturan untuk
menutup segala proses yang menyebabkan atau mengalami kebocoran gas tersebut.
Sensor gas juga dapat membunyikan alarm agar di ketahui oleh pangawas yang
berada di sekitar kebocoran gas tersebut terjadi agar para pekerja yang berada
di area tersebut dapat segera mengadakan evakuasi sehingga mencegah sesuatu hal
yang lebih buruk. Alat ini
sangat penting untuk menghindari kejadian-kejadian yang
dapat mengancam nyawa pekerja maupun hewan atau tumbuhan yang berada di sekitar
area tersebut, karena beberapa jenis gas bisa sangat membahayakan.
Transistor adalah alat
semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan
penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi
semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET),
memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber
listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.
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.
11.diode dioda (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan
semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi
menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Dalam ilmu fisika dioda digunakan untuk penyeimbang arah rangkaian elektronika.
Elektronika memiliki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja
dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative
semikonduktor.
12.
led
Diode pancaran cahaya
(light-emitting diode/ LED) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang
tidak koheren ketika diberi tegangan maju. LED digunakan sebagai indikator lampu bahwa rangkaian
tersebut sudah bekerja.
13. opamp
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan
istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik.
Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan
terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang
frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga
dengan Penguat Operasional.
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.
14. logicstate
logistate adalah benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat.
15. motor
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.
16. POT
adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.
17. relay
Cara kerja relay adalah sebagai berikut :
- Saat Coil mendapatkan energi listrik (energized) akan menimbulkan gaya elektromanetik
- Gaya magnet yang ditimbulkan akan menarik plat/lengan kontak (armature) berpegas (bersifat berlawanan), sehingga menghubungkan 2 titik contact
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk
mengatur tegangan
listrik dan arus
listrik. 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:
I=V/R
Resistor digunakan
sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan
merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacammacam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi
seperti nikel-kromium).
4. Percobaan
Prosedur Percobaan
1.Untuk membuat rangkaian ini,siapkan alat dan bahan yang bersangkutan yang di ambil dari library proteus
2.Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak
3.Tepatkan posisi letaknya dengan gamba rangkaian
4.Selanjutnya,hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
5.Lalu mencoba menjalankan rangkaian,jika tidak terjadi error maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja
Prinsip kerja dan bentuk rangkaian
a.Sensor infrared diletakkn diatas pintu toilet
ketika sensor infrared mendeteksi suhu panas dan pergerakan orang yang melewati pintu toilet atau sensor berlogika 1 dan menerima power suply sebesar 5V,dari sensor akan dikeluarkan Vout sebesar 5V lalu akan diumpankan ke kaki non inverting amplifier dan diperbesar menjadi 10V yang terhitung dengan rumus vo = (1+Rf/Ri)x Vin.Setelah itu tegangan akan diumpankan ke Rf,Ri,dan Rllalulanjut ke rangkaian fixed bias,ditransistor akan terukur tegangan Vbe sebesar 0.90V yang mana telah memenuhi syarat minimun switch on yaitu 0.70V.
Setelah itu,dari Vcc dengan tegangan 10V akan diumpankan ke R2 lalu ke kaki base transistor lalu ke kaki emitor lanjut ke ground,dan juga tegangan Vcc sbesar 10V diumpankan ke R14 lalu ke relay lalu ke kaki kolektor lalu kaki emitor dan berakhir di ground.dengan adanya arus yang melewati relay maka switch akan berpindah dari kanan ke kiri dan akan menghasilkan loop dengan baterai 12V,arus pada baterai akan mengalir ke buzer sehingga buzzer akan menghasilkan bunyi.
b.Sound sensor diletakkan di dekat sensor infrared
Ketika bunyi yang dihasilkan buzzer dideteksi oleh sound sensor atau sensor berlogika 1 dan menerima power suply sebesar 5V,dari sensor akan dikeluarkan Vout terukur sebesar 5V lalu diumpankan ke rangkaian buffer lalu akan mengeluarkan output terhitung sebesar 5V (Vo=Vi) lalu diumpankan ke R17 dan rangkaian fixed bias.Lalu akan terukur tegangan Vbe sebesar 0.85V yang artinya telah melebihi batas minium switch on yaitu 0.70V.
Setelah itu dari Vcc dengan tegangan sebesar 10V akan diumpankan ke R7 lalu ke kaki base lanjut ke kaki emitor dan berakhir di ground.Dari Vcc tegangan juga akan diumpankan ke R9 lanjut ke relay lalu ke kaki kolektor dan ke kaki emitor lalu berakhir di ground.Dengan adanya arus yang melewati relay maka switch akan berpindah dari kanan ke kiri sehingga akan menghasilkan loopdengan arus dari baterai akan membuat indikator dinding toilet menjadi blur.
c.Touch sensor terletak dekat westafel
Pada kloset terdapat touch sensor yang apabila terdeteksi sentuhan atau disentuh oleh orang atau sensor berlogika 1 dan menerima power suplly sebesar 5V,dari sensor akan dikeluarkan Vout sebesar 5V lalu diumpankan ke rangkaian buffer yang akan mengeluarkan output sebesar 5V yang akan diumpankan ke R10 lalu ke rangkaian fixed bias,setelah itu akan terukur tegangan Vbe sebesar 0.81V yang mana telah melebihi batas minimum switch on yaitu 0.70V.
Setelah itu dari Vcc dengan tegangan 10V akan diumpankan ke R15 lalu ke kaki base lanjut ke kaki emitor dan berakhir di ground.Dari Vcc,tegangan juga akan diumpankan ke relay lau ke kaki kolektor lanjut ke kaki emitor dan berakhir di ground.Karena adanya arus yang mengalir pada relay maka switch akan berpindah dari kanan ke kiri yang mana akan menghasilkan loop dengan baterai 9V yang akan memberikan arus untuk mengaktifkan indikator sensor, maka otomatis akan mengeluarkan air atau
membersihkan kloset tersebut.
d.Sensor jarak Pada wastafel
e.Sensor gas (mq2) pada dinding
apabila sensor mendeteksi gas metana atau sensor berlogika 1 dan menerima power suplly sebesar 5V,sensor akan mengeluarkan Vout sebesar 5V yang akan diumpankan ke rangkaian non inverting amplifier yang akan menghasilkan output terhitung sebesar 10V ((1+Rf/Ri)Vin).Tegangan tersebut lalu diumpankan ke Rf,Ri,dan R1 lalu ke rangkaian self bias.Lalu akan terukur tegangan Vbe sebesar 0,80V yang mana telah melebihi batas minimun transistor aktif atau switch on yaitu 0,7oV.
Setelah itu dari Vcc dengan tegangan sebesar 12V akan diumpankan ke relay lalu ke kaki kolektor lanjut ke kaki emitor lalu ke R22 dan berakhir di ground.Dengan adanya arus yang melewati relay maka switch akan berpindah dari kiri ke kanan sehingga menghasilkan loop dengan baterai 9V,arus dari baterai akan mengaktifkan motor yang akan mengakibatkan ventilasi akan terbuka secara otomatis agar gas keluar dari toilet.
f.sensor kelembaban terdapat pada dinding
apabila sensor tersebut mendeteksi kelmbaban udara tinggi (on < 55 < off) tegangan sebesar +5V akan masuk ke sensor. Sehingga tegangan diumpankan ke kaki non inverting op-amp. Tegangan yang terbaca pada kaki non inverting op-amp sebesar +2.50V. Rangkaian yang dipakai adalah rangkaian detector non inverting dimana terdapat tegangan referensi(Vref) dan tegangan input(Vin) untuk menentukan Voutputnya. Rumus mencari Vref = Persentase potensiometer dikali sumber tegangan potensiometer sebesar +5V. Jika persentase pada potensiometernya 40% makan Vref = 2V. Terdapat 2 kondisi., yang mana di saat Vin > Vref maka dari detector yang keluar adalah Vs += 12V. Sedangkan saat Vref>vin maka dari detector yang keluar adalah Vs = -12V. Rumus Vout = AOL (V1-V2). Diketahui Aol untuk Op amp 741 sebesdar 200.000. Vout yang didapat terlalu besar sehingga berlaku Vout = Vs-2. Vs nya +12V-2 = +10V. Hampir mendekati +10,5V pada rangkaian. Lalu tegangan diumpankan ke R21 sebesar 10kohm menuju ke kaki basis transistor. Dapat dilihat, terukur VBE atau tegangan pada kaki basis transistor sebesar 0,72V, ini sudah memenuhi syarat sebuah transistor aktiv yaknik harus > 0,7 V. Karena transistor telah aktiv maka tegangan dari sumber Vcc sebesar +15V akan diumpankan menuju R623 lalu ke kaki base lanjut ke kaki emitor lalu ke R24 dan berakhir di ground.Dari Vcc tegangan 12V juga diumpankan ke relay lalu ke kolektor, emitor lanjut ke R24 dan berakhir di ground. Karena transistor aktiv makan relay juga aktiv dan switch akan berpindah dari kanan ke kiri. lalu arus mengalir menuju batrai sebesar 12V yang akan menggerakkan motor. Dengan geraknya motor tadi maka ventilasi akan otomatis terbuka agar kelembaban udara berkurang.
Sebelum Infrared sensor dan sound sensor hidup
Sesudah Infrared sensor dan sound sensor hidup
Gambar Rangkaian
video download disini
rangkaian download disini
datasheet sensor jarak download disini
datasheet touch sensor download disini
datasheet sensor kelembaban download disini
datasheet sensor mq-2 download disini
Komentar
Posting Komentar