aplikasi pengontrol kecepatan motor

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Teori

4. Prosedur Percobaan

5.Rangkaian dan Prinsip Kerja

6. Video 

7. Link Download

  1. tujuan  [kembali]

-Mengetahui dan memahami sensor ultrasonik dan optocoupler
-Mampu menjelaskan prinsip kerja sensor ultrasonik dan optocoupler
-Mampu mengaplikasikan sensor ultrasonik dan optocoupler pada rangkaian

2. komponen [kembali]

1) Sensor optocoupler

        

sebagai penghubung cahaya optic

 
2) Power

            
untuk menyuplai tegangan langsung kekomponen dalam casing yang membutuhkan tegangan

3) Resistor 

  

berfungsi sebagai penahan tegangan dan arus.

     
4) Op-Amp

     

berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik.
5) Transistor ( 2N1711 )

 
adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. 

6) Motor DC
      
adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah., maka secara otomatis sensor akan bekerja.

7) Led

   
fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator
8) Baterai DC

   
 sumber supply DC cadangan yang digunakan untuk supply DC pada peralatan proteksi.

9) Ground

      
berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi tegangan listrik yang timbul akibat kegagalan isolasi dari system kelistrikan atau peralatan listrik

10) Voltmeter DC

       
berfungsi sebagai pengukur tegangan

11) Sensor ultrasonic

            
mendeteksi benda atau objek di hadapan sensor

12) Logicstate
       
Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0)

13) Relay

       

digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika

14) Diode

       

yaitu komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan punya fungsi buat menghantarkan arus listrik ke satu arah, tapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya

3. teori [kembali]

1. Sensor Optocoupler

     Optocoupler juga dikenal dengan sebutan Opto-isolator, Photocoupler atau Optical Isolator. Optocoupler adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik. Pada dasarnya Optocoupler terdiri dari 2 bagian utama yaitu Transmitter yang berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dan Receiver yang berfungsi sebagai pendeteksi sumber cahaya.

Masing-masing bagian Optocoupler (Transmitter dan Receiver) tidak memiliki hubungan konduktif rangkaian secara langsung tetapi dibuat sedemikian rupa dalam satu kemasan komponen.

 2.  Sensor Ultrasonik

       Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

       Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.

3. Non Inverting Amplifier

     Rangkaian non inverting amplifier (tidak membalik), input dimasukkan ke kaki non inverting sehingga tegangan output yang dihasilkan sefasa dengan tegangan input. Untuk mencari turunan penguatan tegangan A_CL maka rangkaian dimisalkan dahulu dengan input dc positif, seperti gambar 123. 

 

Gambar 123 Rangkaian non inverting amplifier dengan input dc positif

     Dari rangkaian gambar 123 dengan syarat op-amp ideal E_d = 0 maka V_A = V_i sehingga rangkaian dapat disederhanakan untuk mencari arus I seperti gambar 124.

 

Gambar 124 Rangkaian untuk menghitung arus I

Dengan  maka dapat dicari A_CL rangkaian non inverting amplifier gambar 123, yaitu;  

 

Adapun hasil simulasi bentuk gelombang I-O seperti gambar 125 dan karakteristik I-O seperti gambar 126.

Gambar 125 Bentung gelombang tegangan output V_O dengan input V_ac

Gambar 126 Kurva karakteristik I-O 

kurva sensor optocoupler hubungan kecepatan terhadap waktu

 

kurva sensor ultrasonic hubungan antara waktu dengan jarak :  

 

4. Prosedur Percobaan [kembali]

1. Buka aplikasi proteus.
2. Pilihlah komponen yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian 
3. Rangkailah setiap komponen yang telah dipilih menjadi rangkaian 
4. Ubahlah spesifikasi komponen pada rangkaian sesuai dengan kebutuhan.
5. Jalankan simulasi rangkaian 

5. rangkaian simulasi Prinsip Kerja [kembali]

saat berlogika 0 :

saat berlogika 1  :

        Prinsip Kerja :    

        Pada saat sensor ultrasonik berlogika 1 transistor yang terhubung pada kaki trigger pada sensor ultrasonik akan menyala yang menandakan bahwa adanya suatu benda yang menghalangi sensor. Lalu setelah diterima oleh sensor ultrasonik maka tegangan akan dikeluarkan di kaki echo dan diperkuat oleh op-amp (amplifier non inverting) lalu tegangan yang dikeluarkan dari op-amp  masuk ke kaki basis pada transistor. Karena besar tegangan transistor >0,7 volt maka transistor aktif. Maka  kaki kolektor mendapat tegangan pada power supply dan tegangan pada kaki emitor akan diteruskan ke optocoupler. Pada optocoupler tegangan masuk ke pin 1 dan dikeluarkan melewati pin 2 menuju resistor dan melewati led, karena pada pin 1 aktif maka led dapat menyala. Lalu power suply R1 melewati resistor dan masuk ke pin 5 dan dikeluarkan melalui kaki pin 4 lalu di teruskan ke ground. Arus melewati resistor lalu masuk ke kaki basis trasnsistor. Karena besar tegangan transistor >0,7 volt maka transistor aktif, pada kaki emitor trasnsitor melewati diode dan relay. Karena tegangan yang dilalui relay tidak mencapai tegangan minimum untuk menghidupkan relay maka switch pada relay off, motor tidak berputar dan speaker menjadi off.

     Pada saat sensor ultrasonik berlogika 0 transistor yang terhubung pada kaki trigger pada sensor ultrasonik  tidak menyala yang menandakan bahwa tidak adanya benda yang menghalangi sensor. Maka tegangan yang dikeluarkan nol sehingga led tidak menyala. Tetapi pada power suply R1 melewati resistor dan masuk ke pin 5 dan dikeluarkan melalui kaki pin 4 lalu di teruskan ke ground. Arus melewati resistor lalu masuk ke kaki basis trasnsistor. Karena besar tegangan transistor >0,7 volt maka transistor aktif, pada kaki emitor trasnsitor melewati diode dan relay. Karena tegangan yang dilalui relay  mencapai tegangan minimum untuk menghidupkan relay maka switch pada relay menjadi on, motor  berputar dan speaker menjadi on.

6. video [kembali]

7. link download [kembali]

materi aplikasi pengontrol kecepatan motor dapat didownload disini
rangkaian pengontrol kecepatan motor dapat didownload disini
datasheet sensor optocoupler dapat didownload disini
datasheet sensor ultrasonik dapat didownload disini
video simulasi rangkaian dapat didownload disini
library sensor ultrasonik dapat didownload disini