Sun Tracker

Sun Tracker

[Menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan.

2. Alat dan bahan.

3. Dasar teori.

4. Percobaan.

5. Rangkaian dan Prinsip Kerja.

6. Video

7. Link Download.

1.Tujuan.[kembali]
- Memahami dan merangkai rangkaian Sun Tracker menggunakan proteus.

- Mengetahui fungsi komponen yang di gunakan

- Mengetahui prinsip kerja LM35

- Mengetahui prinsip kerja sensor cahaya (LDR)

- Mengetahui prinsip kerja sensor hujan

2.Alat dan bahan.[kembali]

ALAT

instrument

1)Multimeter

Multimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

 

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Multimeter

Generator Daya

1) Baterai

 

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.

Spesifikasi dan Pinout Baterai

•  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

    

2) Power Suply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :

Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

BAHAN

      1. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). 

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi

·         3) Dioda

Spesifikasi

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.

4) Transistor

Merupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor DC dan output lainnya.

Spesifikasi :

•  Bi-Polar Transistor
•  DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
•  Continuous Collector current (IC) is 100mA
•  Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
•  Base Current(IB) is 5mA maximum

5) Op Amp - LM741

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.

 

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

   9. LM35

komponen input

1)Rain Sensor

Pin Configuration of Rain Sensor:

S.No:	Name	Function
1	VCC	Connects supply voltage- 5V
2	GND	Connected to ground
3	D0	Digital pin to get digital output
4	A0	Analog pin  to get analog output

2)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) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

Pinout

·        

333)Sensor LDR

Beberapa karakteristik yang terdapat pada sensor LDR antara lain adalah :

•  Tegangan maksimum (DC) :  150 V
•  Konsumsi Arus Maksimum :  100 mW
•  Tingkatan Resistansi / Tahanan : 10 Ohm hingga 100k Ohm
•  Puncak Spektral :  540 nm (ukuran gelombang cahaya)
•  Waktu Respon Sensor : 20ms – 30 ms
•  Suhu Operasi :  -30o Celcius  –  70o Celcius

Komponen Output

1) Relay

 

Spesifikasi 

Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.

•  Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
•  GND dihubungkan ke GND
•  IN1/Data dihubungkan ke pin 2
• Pinout
  

   

2)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.

Spesifikasi

Pinout

Grafik Respons:

3) Ground

Sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu. Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.

3.Dasar Teori : [Kembali]

Sun Tracker/Pelacak cahaya matahari

    Pelacak mengarahkan panel surya atau modul ke arah matahari. Perangkat ini mengubah orientasi mereka sepanjang hari untuk mengikuti jalur matahari untuk memaksimalkan penangkapan energi. Pelacak surya sumbu tunggal berputar pada satu sumbu bergerak bolak-balik dalam satu arah.
   

A. Baterai

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.

B. Resistor

Resistor memiliki nilai resistansi atau hambatan yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. Resistor memiliki dua pin untuk mengukur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu yang dapat menghasilkan tegangan listrik di antara kedua pin. Nilai tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

C. LED

Light Emitting Diode atau LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.

D. Transistor

Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor BC548C bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor  atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).

E. Motor

Motor arus searah dengan belitan medan seri adalah jenis motor traksi tertua. Ini memberikan karakteristik torsi kecepatan yang berguna untuk propulsi, memberikan torsi tinggi pada kecepatan rendah untuk akselerasi kendaraan, dan torsi menurun seiring dengan peningkatan kecepatan. Dengan mengatur belitan medan dengan beberapa tap, karakteristik kecepatan dapat bervariasi, sehingga memungkinkan kontrol akselerasi operator yang relatif mulus. Ukuran kontrol lebih lanjut diberikan dengan menggunakan pasangan motor pada kendaraan dalam kontrol pararel seri ; untuk operasi lambat atau beban berat, dua motor dapat dijalankan secara seri dari suplai arus searah. Dimana kecepatan yang lebih tinggi diinginkan, motor ini dapat dioperasikan secara paralel, membuat tegangan yang lebih tinggi tersedia di masing-masing motor sehingga memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi. Bagian dari sistem rel mungkin menggunakan voltase yang berbeda, dengan voltase yang lebih tinggi dalam jangka panjang antar stasiun dan voltase yang lebih rendah di dekat stasiun yang hanya memerlukan pengoperasian lebih lambat.

Varian dari sistem DC adalah motor seri AC, juga dikenal sebagai motor universal , yang pada dasarnya adalah perangkat yang sama tetapi beroperasi pada aruis bolak balik . Karena dinamo dan arus medan berlawanan arah pada saat yang sama, perilaku motor serupa dengan perilaku saat diberi energi dengan arus searah. Untuk mencapai kondisi pengoperasian yang lebih baik, rel AC sering kali disuplai dengan arus padafrekuensi yang lebih rendah daripada pasokan komersial yang digunakan untuk penerangan dan daya umum; pembangkit listrik arus traksii khusus digunakan, atau konveter putar digunakan untuk mengubah daya komersial 50 atau 60 Hz menjadi 25 Hz atau 16  Frekuensi ² ⁄ 3 Hz digunakan untuk motor traksi AC. Sistem AC memungkinkan distribusi daya yang efisien di sepanjang jalur rel, dan juga memungkinkan kontrol kecepatan dengan switchgear pada kendaraan.

Motor induksi AC dan motor sinkron sederhana dan perawatannya rendah, tetapi sulit diterapkan pada motor traksi karena karakteristik kecepatan tetapnya. Motor induksi AC hanya menghasilkan sejumlah daya yang berguna pada kisaran kecepatan yang sempit yang ditentukan oleh konstruksinya dan frekuensi catu daya AC. 

F. Ground

Fungsi Grounding

Sistem grounding pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah untuk memberikan perlindungan pada seluruh sistem. Untuk lebih jelasnya, berikut ini adalah beberapa fungsi dari grounding:

 

1. Untuk keselamatan, grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting, misalnya kabel grounding yang terpasang pada badan/sasis alat elektronik seperti setrika listrik akan mencegah kita tersengat listrik saat rangkaian di dalam setrika bocor dan menempel ke badan setrika.
2. Dalam instalasi penangkal petir, system grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik yang besar langsung ke bumi. meski sifatnya sama, namun pemasangan kabel grounding untuk instalasi rumah dan grounding untuk pernangkal petir pemasangannya harus terpisah.
3. Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.
4. Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.

G. Logicstate

Logicstate berfungsi sebagai input dari gerbang logika dimana ini saya memakai sensor inframerah, logicstate berfungsi sebagai inputnya dari sensor ini.

3.Dasar teori.[kembali]

·       Sun Tracker/Pelacak cahaya matahari

    Pelacak mengarahkan panel surya atau modul ke arah matahari. Perangkat ini mengubah orientasi mereka sepanjang hari untuk mengikuti jalur matahari untuk memaksimalkan penangkapan energi. Pelacak surya sumbu tunggal berputar pada satu sumbu bergerak bolak-balik dalam satu arah.
     Sensor LDR
 
      Nilai resistansi LDR sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka semakin menurun nilai resitansinya. Sebaliknya, jika cahaya yang mengenainya sedikit (gelap), maka nilai hambatannya menjadi semakin besar, sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :

1. Tegangan maksimum (DC): 150V 
2.  Konsumsi arus maksimum: 100mW 
3. Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ 
4. Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
5. Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms 
6. Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

Grafik perubahan  resistansi terhadap cahaya

  LM35

 Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92  seperti terlihat pada gambar dibawah.

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.

Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :

    - Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
    -Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
    -Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
    -Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
    -Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
    -Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
    -Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
    -Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Tabel karakteristik LM35:

Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :

Vout LM35 = Temperature º x 10 mV

  Komparator non inverting



       Komparator adalah komponen elektronik yang berfungsi membandingkan dua nilai kemudian memberikan hasilnya, mana yang lebih besar dan mana yang lebih kecil.
       1.Non-Inverting ComparatorPada Non-Inverting Comparator, tegangan input dipasang pada saluran non-inverting (+)  dan tegangan referensi pada saluran inverting (-).
Pada rangkaian Non-Inverting Comparator, jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah +Vsat (mendekati tegangan +VCC). Jika Vin lebih kecil dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (mendekati tegangan -VEE).
      2.Inverting ComparatorPada Inverting Comparator  tegangan input (Vin) dihubungkan pada saluran inverting  (-) dan tegangan referensi (Vref) pada saluran non-inverting (+).
Tegangan referensi dapat menggunakan sumber catu daya tegangan konstan atau rangkaian pembagi tegangan.
Pada saat Vin lebih kecil dari Vref, tegangan output Vo adalah +Vsat (≈ +VCC). jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (≈ +VEE).

Driver motor dc dengan rangkaian H-bridge transistor

Rangkaian H-bridge transistor dapat kita buat dengan menggunakan 4 buah transistor yang bertipe NPN ataupun PNP sejenis.Jika transistor yang digunakan adalah tipe npn maka diperlukan logika 1 pada basis untuk menyalakannya sedangkan jika menggunakan tipe PNP untuk menyalakan motor diperlukan logika 0.
4. Percobaan[kembali]

Prosedur Percobaan

Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.

Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.

Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.

Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.

Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.

Buka bagian Terminals mode ().

Pilih terminal yang diperlukan.

Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.

Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.

Klik play () pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.

Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output LED pada rangkaian sensor sentuh tersebut dan motor sebagai penggerak keran

5.Rangkaian dan Prinsip Kerja.[kembali]

Prinsip Kerja :

Ketika sensor LM35 menerima suhu dengan syarat <25 C dia akan mati dan sebaliknya lalu LM35 akan merubah suhu menjadi tegangan dengan rumus Suhux10mV yang akan bernilai 0,25V,lalu tegangan tersebut akan masuk ke kaki op amp non inverting detector yang akan mengeluarkan vout dengan rumus Vo = AOL(V2-V1) lalu tegangan tersebut masuk dari kaki basis transistor lalu menuju relay melalui kaki collector yang menyebabkan relay aktif

 

Rain sensor berfungsi sebagai pencegah konslet jika terjado hujan maka logicstate akan berubah menjadi 1,yang mana tegangan tersebut bernilai 5V dan masuk ke OP AMP voltage follower yang mengeluarkan vout yang sama dengan vin lalu akan menyebabkan relay aktif dan memutuskan hubungan

 

Sensor LDR akan aktif dengan syarat <=0,25 akan mati dan sebaliknya lalu disini Vout dari LDR akan masuk melalui kaki OP AMP non inverting detector dan mengeluarkan Vout denagn rumus AOL(V2-V1) karena dibatasi oleh power supply sebesar 12V maka Vout akan<12V lalu vout tersebut masuk melalui kaki basis dan keluar ke kaki kolektor dan meyebabkan relay aktif

6. Video [kembali]

  

7.Link Download

   Download html [klik disini]

    Download File Rangkaian [klik disini]

    Download Video Rangkaian [klik disini]

    Libary Proteus [klik disini]

    Download datasheet resistor [klik disini]

    Download datasheet transistor 2n222 [klik disini]

    Download datasheet OP-AMP [klik disini]

    Download datasheet relay [klik disini]

    Download datasheet dioda [klik disini]

    Download datasheet Touch Sensor [klik disini]

    Download datasheet LDR [klik disini]

    Download datasheet LM35 [klik disini]

    Download datasheet Voltmeter [klik disini]

    Download datasheet Rain Sensor [klik disini]