Sensor LVDT sebagai Pengaktif Alarm dan Lampu pada Rumah untuk Mencegah Kasus Pencurian
1. Hardware [ B A C K ]
Pada dasarnya 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 biasanya disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM (Ω). Sebutan “OHM” ini diambil dari nama penemunya yaitu Georg Simon Ohm yang juga merupakan seorang Fisikawan Jerman. Untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika, Resistor bekerja berdasarkan Hukum Ohm.
1. Carbon Composition Resistor (Resistor Komposisi Karbon)
Resistor jenis Carbon Composistion ini terbuat dari komposisi karbon halus yang dicampur dengan bahan isolasi bubuk sebagai pengikatnya (binder) agar mendapatkan nilai resistansi yang diinginkan. Semakin banyak bahan karbonnya semakin rendah pula nilai resistansi atau nilai hambatannya.
Nilai Resistansi yang sering ditemukan di pasaran untuk Resistor jenis Carbon Composistion Resistor ini biasanya berkisar dari 1Ω sampai 200MΩ dengan daya 1/10W sampai 2W.
2. Carbon Film Resistor (Resistor Film Karbon)
Resistor Jenis Carbon Film ini terdiri dari filem tipis karbon yang diendapkan Subtrat isolator yang dipotong berbentuk spiral. Nilai resistansinya tergantung pada proporsi karbon dan isolator. Semakin banyak bahan karbonnya semakin rendah pula nilai resistansinya. Keuntungan Carbon Film Resistor ini adalah dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah dan juga rendahnya kepekaan terhadap suhu jika dibandingkan dnegan Carbon Composition Resistor.
Nilai Resistansi Carbon Film Resistor yang tersedia di pasaran biasanya berkisar diantara 1Ω sampai 10MΩ dengan daya 1/6W hingga 5W. Karena rendahnya kepekaan terhadap suhu, Carbon Film Resistor dapat bekerja di suhu yang berkisar dari -55°C hingga 155°C.
3. Metal Film Resistor (Resistor Film Logam)
Metal Film Resistor adalah jenis Resistor yang dilapisi dengan Film logam yang tipis ke Subtrat Keramik dan dipotong berbentuk spiral. Nilai Resistansinya dipengaruhi oleh panjang, lebar dan ketebalan spiral logam.
Secara keseluruhan, Resistor jenis Metal Film ini merupakan yang terbaik diantara jenis-jenis Resistor yang ada (Carbon Composition Resistor dan Carbon Film Resistor).
b. Kapasitor
Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 ~ 1867) yang berasal dari Inggris. Namun Farad adalah satuan yang sangat besar, oleh karena itu pada umumnya Kapasitor yang digunakan dalam peralatan Elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.
Konversi Satuan Farad adalah sebagai berikut :
Kegunaan LVDT:
b. Kapasitor
Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 ~ 1867) yang berasal dari Inggris. Namun Farad adalah satuan yang sangat besar, oleh karena itu pada umumnya Kapasitor yang digunakan dalam peralatan Elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.
Konversi Satuan Farad adalah sebagai berikut :
1 Farad = 1.000.000µF (mikro Farad)
1µF = 1.000nF (nano Farad)
1µF = 1.000.000pF (piko Farad)
1nF = 1.000pF (piko Farad)
1µF = 1.000nF (nano Farad)
1µF = 1.000.000pF (piko Farad)
1nF = 1.000pF (piko Farad)
Kapasitor merupakan Komponen Elektronika yang terdiri dari 2 pelat konduktor yang pada umumnya adalah terbuat dari logam dan sebuah Isolator diantaranya sebagai pemisah. Dalam Rangkaian Elektronika, Kapasitor disingkat dengan huruf “C”.
Berdasarkan bahan Isolator dan nilainya, Kapasitor dapat dibagi menjadi 2 Jenis yaitu Kapasitor Nilai Tetap dan Kapasitor Variabel. Berikut ini adalah penjelasan singkatnya untuk masing-masing jenis Kapasitor :
1. Kapasitor Nilai Tetap
Kapasitor Nilai Tetap atau Fixed Capacitor adalah Kapasitor yang nilainya konstan atau tidak berubah-ubah.
1). Kapasitor Keramik (Ceramic Capasitor)
Kapasitor Keramik adalah Kapasitor yang Isolatornya terbuat dari Keramik dan berbentuk bulat tipis ataupun persegi empat. Kapasitor Keramik tidak memiliki arah atau polaritas, jadi dapat dipasang bolak-balik dalam rangkaian Elektronika. Pada umumnya, Nilai Kapasitor Keramik berkisar antara 1pf sampai 0.01µF.
Kapasitor yang berbentuk Chip (Chip Capasitor) umumnya terbuat dari bahan Keramik yang dikemas sangat kecil untuk memenuhi kebutuhan peralatan Elektronik yang dirancang makin kecil dan dapat dipasang oleh Mesin Produksi SMT (Surface Mount Technology) yang berkecepatan tinggi.
2). Kapasitor Polyester (Polyester Capacitor)
Kapasitor Polyester adalah kapasitor yang isolatornya terbuat dari Polyester dengan bentuk persegi empat. Kapasitor Polyester dapat dipasang terbalik dalam rangkaian Elektronika (tidak memiliki polaritas arah)
3). Kapasitor Kertas (Paper Capacitor)
Kapasitor Kertas adalah kapasitor yang isolatornya terbuat dari Kertas dan pada umumnya nilai kapasitor kertas berkisar diantara 300pf sampai 4µF. Kapasitor Kertas tidak memiliki polaritas arah atau dapat dipasang bolak balik dalam Rangkaian Elektronika.
4). Kapasitor Mika (Mica Capacitor)
Kapasitor Mika adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari bahan Mika. Nilai Kapasitor Mika pada umumnya berkisar antara 50pF sampai 0.02µF. Kapasitor Mika juga dapat dipasang bolak balik karena tidak memiliki polaritas arah.
5). Kapasitor Elektrolit (Electrolyte Capacitor)
Kapasitor Elektrolit adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari Elektrolit (Electrolyte) dan berbentuk Tabung / Silinder. Kapasitor Elektrolit atau disingkat dengan ELCO ini sering dipakai pada Rangkaian Elektronika yang memerlukan Kapasintasi (Capacitance) yang tinggi. Kapasitor Elektrolit yang memiliki Polaritas arah Positif (-) dan Negatif (-) ini menggunakan bahan Aluminium sebagai pembungkus dan sekaligus sebagai terminal Negatif-nya. Pada umumnya nilai Kapasitor Elektrolit berkisar dari 0.47µF hingga ribuan microfarad (µF). Biasanya di badan Kapasitor Elektrolit (ELCO) akan tertera Nilai Kapasitansi, Tegangan (Voltage), dan Terminal Negatif-nya. Hal yang perlu diperhatikan, Kapasitor Elektrolit dapat meledak jika polaritas (arah) pemasangannya terbalik dan melampui batas kamampuan tegangannya.
6). Kapasitor Tantalum
Kapasitor Tantalum juga memiliki Polaritas arah Positif (+) dan Negatif (-) seperti halnya Kapasitor Elektrolit dan bahan Isolatornya juga berasal dari Elektrolit. Disebut dengan Kapasitor Tantalum karena Kapasitor jenis ini memakai bahan Logam Tantalum sebagai Terminal Anodanya (+). Kapasitor Tantalum dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dibanding dengan tipe Kapasitor Elektrolit lainnya dan juga memiliki kapasintansi yang besar tetapi dapat dikemas dalam ukuran yang lebih kecil dan mungil. Oleh karena itu, Kapasitor Tantalum merupakan jenis Kapasitor yang berharga mahal. Pada umumnya dipakai pada peralatan Elektronika yang berukuran kecil seperti di Handphone dan Laptop.
2. Kapasitor Variabel
Kapasitor Variabel adalah Kapasitor yang nilai Kapasitansinya dapat diatur atau berubah-ubah.
1). VARCO (Variable Condensator)
VARCO (Variable Condensator) yang terbuat dari Logam dengan ukuran yang lebih besar dan pada umumnya digunakan untuk memilih Gelombang Frekuensi pada Rangkaian Radio (digabungkan dengan Spul Antena dan Spul Osilator). Nilai Kapasitansi VARCO berkisar antara 100pF sampai 500pF
2). Trimmer
Trimmer adalah jenis Kapasitor Variabel yang memiliki bentuk lebih kecil sehingga memerlukan alat seperti Obeng untuk dapat memutar Poros pengaturnya. Trimmer terdiri dari 2 pelat logam yang dipisahkan oleh selembar Mika dan juga terdapat sebuah Screw yang mengatur jarak kedua pelat logam tersebut sehingga nilai kapasitansinya menjadi berubah. Trimmer dalam Rangkaian Elektronika berfungsi untuk menepatkan pemilihan gelombang Frekuensi (Fine Tune). Nilai Kapasitansi Trimmer hanya maksimal sampai 100pF.
Pada Peralatan Elektronika, Kapasitor merupakan salah satu jenis Komponen Elektronika yang paling sering digunakan. Hal ini dikarenakan Kapasitor memiliki banyak fungsi sehingga hampir setiap Rangkaian Elektronika memerlukannya.
Dibawah ini adalah beberapa fungsi daripada Kapasitor dalam Rangkaian Elektronika :
- Sebagai Penyimpan arus atau tegangan listrik
- Sebagai Konduktor yang dapat melewatkan arus AC (Alternating Current)
- Sebagai Isolator yang menghambat arus DC (Direct Current)
- Sebagai Filter dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya)
- Sebagai Kopling
- Sebagai Pembangkit Frekuensi dalam Rangkaian Osilator
- Sebagai Penggeser Fasa
- Sebagai Pemilih Gelombang Frekuensi (Kapasitor Variabel yang digabungkan dengan Spul Antena dan Osilator)
c. Linear Variable Differential Transformer (LVDT)
LVDT adalah singkatan dari Linear Variable Differential Transformer. Ini adalah transduser induktif yang paling banyak digunakan yang mengubah gerakan linear menjadi sinyal listrik.
Gambar LVDT
Output sekunder dari transformator ini adalah diferensial sehingga disebut demikian. Ini adalah transduser induktif yang sangat akurat dibandingkan dengan transduser induktif lainnya.
Fitur Utama Konstruksi:
- Trafo terdiri dari gulungan primer P dan dua gulungan sekunder, S1 dan S2 pada bekas silinder (yang berongga di alam dan mengandung inti).
- Kedua belitan sekunder memiliki jumlah belokan yang sama, dan kami menempatkannya di kedua sisi lilitan primer
- Belitan primer terhubung ke sumber AC yang menghasilkan fluks pada celah udara dan tegangan diinduksi pada belitan sekunder.
- Inti besi lunak yang dapat dipindahkan ditempatkan di dalam yang sebelumnya dan perpindahan yang akan diukur dihubungkan ke inti besi.
- Inti besi umumnya memiliki permeabilitas tinggi yang membantu mengurangi harmonisa dan sensitivitas tinggi LVDT.
- LVDT ditempatkan di dalam rumah stainless steel karena akan memberikan perisai elektrostatik dan elektromagnetik.
- Kedua belitan sekunder dihubungkan sedemikian rupa sehingga output yang dihasilkan adalah selisih antara tegangan dua belitan.
Karena primer terhubung ke sumber AC, maka arus bolak-balik dan tegangan diproduksi di sekunder LVDT. Output dalam S1 sekunder adalah e1 dan S2 sekunder adalah e2. Jadi keluaran diferensial adalah,
Sekarang tiga kasus muncul sesuai dengan lokasi inti yang menjelaskan kerja LVDT dibahas di bawah ini sebagai:
- KASUS I Ketika inti berada pada posisi nol (tanpa perpindahan)Ketika inti berada pada posisi nol maka fluks yang menghubungkan kedua belitan sekunder sama sehingga ggl yang diinduksi sama pada kedua belitan. Jadi tanpa perpindahan, nilai output eout adalah nol karena e1 dan e2 keduanya sama. Jadi itu menunjukkan bahwa tidak ada perpindahan yang terjadi.
- KASUS II Ketika inti dipindahkan ke atas dari posisi nol (Untuk perpindahan ke atas titik referensi)Dalam hal ini fluks yang menghubungkan dengan belitan sekunder S1 lebih dibandingkan dengan fluks yang menghubungkan dengan S2. Karena e1 ini akan lebih seperti e2. Karena ini tegangan output eout positif.
- KASUS III Ketika inti dipindahkan ke bawah dari posisi Null (untuk perpindahan ke bawah dari titik referensi). Dalam hal ini besarnya e2 akan lebih banyak dari pada e1. Karena output eout ini akan negatif dan menunjukkan output ke bawah dari titik referensi
Output VS Core Displacement Kurva linear menunjukkan bahwa tegangan output bervariasi secara linear dengan perpindahan core.
Beberapa poin penting tentang besarnya dan tanda tegangan yang diinduksi dalam LVDT:
- Jumlah perubahan tegangan baik negatif atau positif sebanding dengan jumlah gerakan inti dan menunjukkan jumlah gerakan linier.
- Dengan memperhatikan tegangan output, naik atau turunnya arah gerakan dapat ditentukan
- Tegangan keluaran dari LVDT adalah fungsi linear dari perpindahan inti.
Keuntungan LVDT:
- Jangkauan jauh - LVDTs memiliki jangkauan yang sangat tinggi untuk pengukuran perpindahan. Mereka dapat digunakan untuk pengukuran perpindahan mulai dari 1,25 mm hingga 250 mm
- Tanpa Kehilangan Gesekan - Saat inti bergerak di dalam bekas berlubang sehingga tidak ada kehilangan input perpindahan sebagai kehilangan gesekan sehingga menjadikan LVDT sebagai perangkat yang sangat akurat.
- Input Tinggi dan Sensitivitas Tinggi - Output LVDT sangat tinggi sehingga tidak perlu amplifikasi apa pun. Transduser memiliki sensitivitas tinggi yang biasanya sekitar 40V / mm.
- Histeresis Rendah - LVDT menunjukkan histeresis rendah dan karenanya pengulangan sangat baik dalam semua kondisi
- Konsumsi Daya Rendah - Daya sekitar 1W yang sangat dibandingkan dengan transduser lainnya.
- Konversi Langsung ke Sinyal Listrik - Mereka mengubah perpindahan linear ke tegangan listrik yang mudah diproses
Kekurangan LVDT:
- LVDT sensitif terhadap medan magnet liar sehingga selalu membutuhkan pengaturan untuk melindunginya dari medan magnet liar.
- LVDT dipengaruhi oleh getaran dan suhu.
Gambar Grafik LVDT
Kegunaan LVDT:
- Kita menggunakan LVDT dalam aplikasi di mana perpindahan yang akan diukur berkisar dari sebagian kecil mm hingga beberapa cm. LVDT yang bertindak sebagai transduser utama mengubah perpindahan ke sinyal listrik secara langsung.
- LVDT juga dapat bertindak sebagai transduser sekunder. Misalnya. tabung Bourbon yang bertindak sebagai transduser primer dan mengubah tekanan menjadi perpindahan linier dan kemudian LVDT mengubah perpindahan ini menjadi sinyal listrik yang setelah dikalibrasi memberikan pembacaan tekanan fluida.
d. Dioda
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. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.
Gambar Dioda
Berdasarkan Fungsi Dioda, Dioda dapat dibagi menjadi beberapa Jenis, diantaranya adalah :
- Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
- Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
- Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
- Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya
- Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali
Gambar dibawah ini menunjukan bahwa Dioda merupakan komponen Elektronika aktif yang terdiri dari 2 tipe bahan yaitu bahan tipe-p dan tipe-n :
Untuk dapat memperjelas prinsip kerja Dioda dalam menghantarkan dan menghambat aliran arus listrik, dibawah ini adalah rangkaian dasar contoh pemasangan dan penggunaan Dioda dalam sebuah rangkaian Elektronika.
f. Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
2. Tujuan [ B A C K ]
Rangkaian ini bertujuan sebagai pengaktif alarm dan lampu pada rumah untu mencegah kasus pencurian. Bisa diletakkan di pintu rumah, ketika terjadi pergeseran pada pintu rumah maka akan terjadi perubahan tegangan pada LVDT dan akan membangkitkan tegangan pada transistor sehingga alarm aktif dan lampu menyala.
4. Link Download [ B A C K ]
File html Download
Tidak ada komentar:
Posting Komentar