APLIKASI MUX DEMUX TOILET OTOMATIS

 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1.Tujuan

2.Alat dan Bahan

3.Dasar Teori

4.Langkah Percobaan

5.Gambar Rangkaian

6.Prinsip Kerja Rangkaian

7.Vidio 

8. Link Download

 

 

1. Tujuan      [kembali]

    1. Mengetahui prinsip kerja dari touch sensor dan pir sensor

    2. Dapat membuat rangkaian  sensor toilet otomatis dengan proteus

    3. Memahami prinsip kerja toilet otomatis

2. Alat dan Bahan    [kembali]       

   Alat

    1. Voltmeter DC

    Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

    2.  Battery

    Battery merupakan suatu komponen elektronika yang digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian

 

 

 

    3. Power

        Digunakan sebagai sumber tegangan.

 

    

 

Bahan

 1. Touch Sensor

Spesifikasi: 

> Konsumsi daya sangat sedikit 

> Tegangan: 2-5.5V DC (optimal 3v) 

> Dapat menggantikan fungsi tombol saklar

> Dilengkapi 4 buah lubang baut M2

> Ukuran: 24x24x7.2mm 

> Output high VOH: 0.8VCC (typical) 

>. Output low VOL: 0.3VCC (max) 

>. Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V): 8mA 

>. Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V): 4mA 

>. Waktu respon (low power mode): max 220ms 

>. Waktu respon (touch mode): max 60ms

 

Konfigurasi PIN :

 

 Grafik Touch Sensor

2. Pir Sensor

 

Sensor PIR dapat mendeteksi infrared yang berasal dari daerah sekelilingnya. Infrared passive bisa disebabkan karena suhu tubuh manusia ataupun benda lainnya, sehingga jika ada sesuatu yang mendekati sensor PIR, otomatis sensor ini akan ON atau mendeteksi adanya infrared passive. Prinsip seperti itulah yang dimanfaatkan untuk mendeteksi pergerakan manusia.  

Karakteristik sensor PIR:

1) Bekerja dengan membaca radiasi optik yang dipancarkan suatu benda dan mengubahnya dalam besaran listrik.

2) Jangkauan jarak sensor PIR 30 cm-10 m

3) Sensor PIR hanya bekerja pada beda yang dapat memiliki gelombang infrared antara 8-14 mikrometer. 

4) Menangkap energi panas denga besar suhu kira-kira 32℃

  3. IC 4052

    

    4. Transistor

    Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis (Dasar), Kolektor (Pengumpul) dan Emitor (Pemancar). Alat ini dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan dan modulasi sinyal.

     spesifikasi :

    5. Resistor

       Resistor  merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi                arus yang mengalir pada suatu rangkaian.

    spesifikasi :

    

  

 6. Rellay

    Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil.

 

 7. Motor DC

         Digunakan sebagai output dari rangkaian

 

8. Diode 

    Dioda (Diode) adalah Komponen terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk      menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

  9. Logic State

    

 10. Ground 

Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting.

 

3. Dasar Teori    [kembali]

    1. Sensor Pir

    Sensor PIR dapat mendeteksi infrared yang berasal dari daerah sekelilingnya. Infrared passive bisa disebabkan karena suhu tubuh manusia ataupun benda lainnya, sehingga jika ada sesuatu yang mendekati sensor PIR, otomatis sensor ini akan ON atau mendeteksi adanya infrared passive. Prinsip seperti itulah yang dimanfaatkan untuk mendeteksi pergerakan manusia. Sensor ini dapat dikendalikan dengan rangkaian analog, digital ataupun rangkaian terprogram berbasis microcontroler.

Karakteristik sensor PIR:

1) Bekerja dengan membaca radiasi optik yang dipancarkan suatu benda dan mengubahnya dalam besaran listrik.

2) Jangkauan jarak sensor PIR 30 cm-10 m

3) Sensor PIR hanya bekerja pada beda yang dapat memiliki gelombang infrared antara 8-14 mikrometer.

4) Menangkap energi panas denga besar suhu kira-kira 32℃

GRAFIK RESPON SENSOR PIR

Cara Kerja Sensor PIR

Sensor PIR bekerja dengan cara menangkap pancaran infra merah, kemudian pancaran infra merah yang tertangkap akan masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, sinar infra merah mengandung energi panas membuat sensor pyroelektrik dapat menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian komperator akan membandingkan sinyal yang sudah diterima dengan tegangan referensi tertentu yang berupa keluaran sinyal 1-bit. Sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1. 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya perubahan pancaran infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah. Sensor PIR hanya dapat mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Manusia memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer, panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR membuat sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detektor. Sensor PIR hanya akan mendeteksi jika object bergerak atau secara teknis saat terjadi adanya perubahan pancaran infra merah.

 2. Touch Sensor

Spesifikasi: 

> Konsumsi daya sangat sedikit 

> Tegangan: 2-5.5V DC (optimal 3v) 

> Dapat menggantikan fungsi tombol saklar

> Dilengkapi 4 buah lubang baut M2

> Ukuran: 24x24x7.2mm 

> Output high VOH: 0.8VCC (typical) 

>. Output low VOL: 0.3VCC (max) 

>. Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V): 8mA 

>. Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V): 4mA 

>. Waktu respon (low power mode): max 220ms 

>. Waktu respon (touch mode): max 60ms

 

Konfigurasi PIN :

 

 Grafik Touch Sensor

 3. Resistor

 

     Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor: Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian paralalResistor: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Rumus resistor dengan hukum ohm: R = V/I

Cara membaca kode warna resistor

 

  4. Transistor

    

   

Termasuk dalam komponen semikonduktor aktif adalah transistor, Transistor sebenarnya kepanjangan dari Transfer dan Varistor. Mengenal karakteristiknya transistor terbagi dua kategori ialah bipolar Junction Transistor (BJT) dan Unipolar Transistor. Kerja transistor pada dasarnya difungsikan sebagai saklar elektronik (Switching) dan penguat sinyal (Amplifier).

Jenis Transistor :

1.      Bipolar Junction Transistor (BJT)

Bi artinya dua dan Polar asal kata dari polarity yang artinya polaritas, dengan kata lain bipolar junction transistor (BJT) adalah jenis Transistor yang memiliki dua polaritas yaitu hole (lubang) atau elektron sebagai carier (pembawa) untuk menghantarkan arus listrik. Prinsip dasar konstruksinya disusun seperti dari dua buah dioda yang disambungkan pada kutub yang sama yaitu Anoda dengan anoda sehingga menghasilkan transistor jenis NPN atau Katoda dengan katoda yang menjadi transistor jenis PNP. 

 2. Unipolar Junction Transistor (UJT)

Pada transistor UJT hanya satu polaritas saja yang dijadikan carier/pembawa muatan arus listrik, yaitu elektron saja atau hole/lubangnya saja, tergantung dari jenis transistor UJT tersebut. Karena prinsip kerjanya transistor ini berdasarkan dari efek medan listrik, maka transistor UJT lebih dikenal dengan nama FET (Field Efect Transistor) atau Transistor efek medan.

        Rumus :

5. Rellay 

    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.

 

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring 
   

                                                               
                                         

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

- Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)

- Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

Diode

    Dioda adalah komponen elektronik yang mempunyai dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda. Anoda untuk polaritas positif dan katoda untuk polaritas negatif. Di dalam dioda terdapat junction (pertemuan) dimana semikonduktor type-p dan semi konduktor type-n bertemu.

 

Secara umum, jika diuraikan maka fungsi-fungsi diode adalah sebagai berikut:

1. Penyearah, contoh : dioda bridge

2. Penstabil tegangan (voltage regulator), yaitu dioda zener

3. Pengaman /sekering

4. Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas/membuang level sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.

5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen dc kepada suatu sinyal ac

6. dll
   

                                    

 

Prinsip kerja dioda

    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.

                                       

 

  4. Langkah Percobaan    [kembali]

    1. Siapkan komponen yang akan digunakan

    2. Posisikan komponen sesuai pada gambar

    3. Rangkai semua komponen dengan benar dan tepat

    4. Untuk sensor jangan lupa memasukkan code hex, agar sensor dapat berfungsi

    5. tekan tombol play untuk menjalankan rangkaian

 

  5. Gambar Rangkaian    [kembali]

ketika tidak ada orang didalam

ketika ada orang didalam

  6. Prinsip Kerja Rangkaian    [kembali]

Pada rangkaian toilet otomatis ini kami menggunakan sensor touch dan sensor pir, serta ic 4052 demuxtiplexer. 

Ketika sensor PIR mendeteksi adanya seseorang di dekat toilet maka sensor akan berlogika 1 dan output dari sensor akan berlogika 1. Selanjutnya arus akan nengalir ke pin X1  dimana output dari ic 4052 diteruskan ke kaki basis transistor, sehingga menyebabkan transistor aktif. Adanya arus yg mengalir ke power supply mengalir ke relay sehingga telay aktif switch berpindah dari kanan ke kiri lalu ke kaki kolektor lalu ke emitter lalu ke ground. Arus pada batrai akan mengalir ke motor dimana motor berfungsi sebagai exhaust fan untuk mengeluarkan udara panas pada toilet. 

Selanjutnya untuk touch sensor pada kondisi pertama, berfungsi sebagai mengunci pintu. Ketika pintu belum terkunci maka sensor akan belogika 0 sehingga output bernilai 0. Lalu diumpankan ke pin Y1. Lalu output dari ic pada pin Y diteruskan ke resistor lalu ke kaki basis transistor sehingga menyebabkan transistor, pada transistor tidak ada arus yang mengalir sehingga transistor tidak aktif dan tidak adanya arus yg mengalir dari power supply sehingga relay tidak berpindah yang membentuk loop tertutup dengan 2 buah led . Dimana led terbagi 2 yaitu diluar dan di dalam toilet. Pada indikator dalam jika D3 hidup maka pintu belum dikunci sehingga orang di dalam toilet dapat mengunci pintu. Dan pada indikator luar maka ada led yang berwarna hijau yang berarti tidak ada orang didalam.

Kondisi ke 2 , ketika pintu sudah terkunci pin pada sensor berlogika 1,  sehingga output berlogika 1 dilanjutkan ke ic 4052, output pada Y sehingga terbaca tegangan 0,78 V sehingga transistor aktif. Adanya arus yg mengalir dari power supply ke relay sehingga relay aktif lalu ke kaki kolektor lalu ke emitter lalu ke ground. Sehingga membentuk loop tertutup dan ada arus yg mengalir dari batrai. Sehingga pada indikator dalam led hijau akan aktif yang menandskan pintu sudah dikunci. Dan pada indikator luarnya led merah akan aktif yang menandakan adanya orang sedang di dalam toilet sehingga orang di luar akan tau jika di dalam ada orang.

        

  7. Vidio    [kembali]

  8. Link Download    [kembali]

       Download HTML <disini>

       Download Rangkaian <disini>

       Download Vidio <disini>

       Download Data Sheet Touch Sensor <disini>

       Download Data Sheet PIR Sensor <disini>

       Download Data Sheet Resistor <disini> 

       Download Data Sheet Transistor <disini> 

       Download Data Sheet Rellay <disini>

       Download Data Sheet IC4052 <disini>