sumber : terinspirasi dari gambar 3.15 pada halaman 79.
- Memahami tentang sensor tekanan udara (MPXA6115A6U) pada pengukuran tekanan udara.
- Mampu memahami rangkaian.
- Mampu menggunakan proteus dan mengaplikasikannya.
- Mengetahui komponen-komponen apa saja yang di perlukan.
A. Sensor Tekanan Udara (MPXA6115A6U)
Spesifikasi :
- Catu daya : 5VDC
- Range tekanan : 15 - 115 kPa (2,2 - 16,7 psi)
- Output : tegangan analog 0,2VDC - 4,7VDC
- Single port
- Tipe tekanan : absolute (hasil pengukuran sudah ditambahan tekanan atmosfer).
- Range tekanan : 15 - 115 kPa (2,2 - 16,7 psi)
- Output : tegangan analog 0,2VDC - 4,7VDC
- Single port
- Tipe tekanan : absolute (hasil pengukuran sudah ditambahan tekanan atmosfer).
Pada rangkaian proteus, saya menggunakan sensor MPXA6115A6U dengan tegangan 50kPa.
B. DC Motor
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
Pada rangkaian proteus, saya menggunakan DC Motor dengan tegangan 12V dan ketahanan beban 12Ohms.
C. 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.
Pada rangkaian proteus, saya menggunakan 4 resistor, dengan 2 resistor dengan resistance 10k, 1 resistor dengan resistance 3k, dan 1 resistor dengan resistance 1k. D. Ground
E. VoltMeter
Spesifikasi :
- 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).
- Ketelitian mutlak tercatat mencapai ± 0,005 persen dari pembacaan yang sudah dilakukan.
- 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).
- Resolusi untuk 1 bagian dalam 106 yaitu 1 μV bisa dibaca pada rangkuman dari masukan 1 V.
- Karakteristik masukannya yaitu tahanan masukan khas sebesar 10 MΩ dengan kapasitas masukan 40 pF.
- Kalibrasi yang standar (internal) tidak tergantung pada rangkaian ukuran yang mana telah diperoleh dari sumber referensi yang sudah stabil.
- Ada beberapa sinyal keluaran seperti perintah mencetak.
Pada rangkaian proteus, saya menggunakan 3 VoltMeter dengan load resistance 100M.
F. Operational Amplifier (Op-Amp)
Pada rangkaian proteus, saya menggunakan 2 buah komponen Op-Amp.
G. Power
Power bisa berupa baterai atau sumber listrik sesuai yang dibutuhkan.
Sensor tekanan adalah sensor untuk mengukur tekanan suatu zat. Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan. Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka semakin tinggi suhunya. Hal ini dapat menjelaskan mengapa suhu di dataran tinggi (pegunungan) lebih rendah daripada di dataran rendah, karena dataran rendah mempunyai tekanan yang lebih tinggi.
Sensor MPXA6115A6U mengintegrasikan on-chip, op amp bipolar sirkuit dan network resistor film tipis untuk memberikan sinyak output tinggi dan kompensasi suhu. Bentuk kecil faktor dan keandalan tinggi dari integrasi chip membuat tekanan ada pilihan yang logis dan ekonomis untuk perancangan sistem.
Simbol :
B. DC Motor
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.
Simbol DC Motor :
Cara Kerja DC Motor :
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
C. Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena bisa berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan resistor, arus listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).
Simbol Resistor :
Cara menghitung nilai resistor :
- Membaca Kode Warna Resistor
- Membaca Resistor SMD
- Menggunakan Multimeter Analog/Digital
Rumus :
1. Jika rangkaian seri, maka :
Grounding listrik adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde.
Simbol :
E. VoltMeter
Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik. Susunannya paralel sesuai dengan lokasi komponen yang diukur. Ada tiga lempengan tembaga yang ada di dalamnya. Semua lempengan itu terpasang pada Bakelit yang sudah terangkai dalam sebuah tabung plastik maupun kaca. Lempengan luarnya dinamakan anode, sedangkan lempengan tengahnya dinamakan katode. Ukuran tabung yang dimaksud biasanya sekitar 15 x 10 cm (tinggi x diameter).
Simbol :
Cara Menggunakan :
- Rangkai komponen yang memiliki potensial berbeda secara paralel.
- Sesuaikan rangkaian arus yang mana harus searah dengan pemasangan kutub-kutub voltmeter.
- Pastikan bahwa kutub positif dan negatif memiliki potensial yang berbeda. Dari keduanya, kutub positif memiliki potensial yang tinggi.
- Periksa kabel hitam, biru, dan merah, jika ada penyimpangan mengarah ke kiri berarti pemasangannya terbalik. Namun, hal itu tidak akan menjadi masalah untuk rangkaian arus bolak balik.
F. IC Operational Amplifier (Op-Amp)
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.
Simbol :
Karakteristik Op-Amp :
Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup.
Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :
- Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
- Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
- Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
- Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
- Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
- Karakteristik tidak berubah dengan suhu
1. Siapkan komponen-komponen yang diperlukan pada library proteus.
2. Buka software proteus, lalu masukkan dan letakkan sensor MPXA6115A6U dengan tegangan 50kPa sesuai keinginan.
3. Masukkan tombol power lalu sambungkan ke input 2 pada sensor tsb.
4. Tambahkan 2 IC Op-Amp dengan posisi yang agak berdekatan.
5. Lalu, tambahkan 4 resistor dengan resistor pertama 1k, resistor kedua 3k, dan resistor ketiga dan keempat 10k.
6. Tambahkan 3 Voltmeter seperti pada gambar.
7. Masukkan DC motor dekat dengan voltmeter kanan bawah.
8. Tambahkan 3 ground, ground yang pertama sambungkan ke sensor, dang yang ketiga sambungkan dengan DC motor.
9. Ubah tegangan DC motor menjadi 12 V. Lalu sambungkan seperti pada gambar.
b. Rangkaian Simulasi
Prinsip Kerja :
Udara masuk melalui sensor tekanan yang diteruskan ke hambatan R1 ke kaki Non inverting Amplifier. Setelah masuk, maka arus diteruskan ke hambatan R2 untuk diteruskan ke komparator. Hambatan R3 dan R4 berfungsi untuk meneruskan arus yang berasal dari R1 dan R2 . Penguatan arus yang masuk dari inverting komparator lalu masuk ke motor dan menghasilkan gerak mekanis sehingga motor bergerak. Arus yang masuk ke kaki inverting dari amplifier berfungsi untuk meneruskan arus ke ground. Sehingga arus dari motor akan diteruskan ke groud yang mana tekanan udara nya dapat terukur di voltmeter oleh sensor. Jika semakin besar tekanan udara yang masuk, maka semakin besar pula output yang dikeluarkan. Sehingga pada voltmeter ke -3 yakni yang terhubung oleh komparator yang akan masuk ke motor memiliki tekanan yang lebih besar dari voltmeter sebelumnya yang terhubung setelah R2. Semakin besar tekanan maka semakin besar output.
File HTML : Klik Disini...
File Rangkaian Proteus : Klik Disini...
File Video Rangkaian : Klik Disini...
Data Sheets :
- DC Motor : Klik Disini...
- Resistor : Klik Disini...
- IC Op-Amp : Klik Disini...
- Voltmeter : Klik Disini...
File library Sensor : Klik Disini...
Tidak ada komentar:
Posting Komentar