Penghematan energi listrik merupakan hal yang sangat diperlukan. Dampak dari kota metropolitan salah satunya adalah kebutuhan listrik yang kian meningkat akibat banyaknya kaum urban untuk menuntut ilmu dan mencari nafkah. Untuk itu perlu adanya solusi alternatif peralatan listrik yang dapat menghemat energy.
Penggunaan peralatan listrik yang sering ditemui dalam keadaan boros pemakaian adalah kipas angin. Kerap kali sekelompok manusia melakukan aktivitas seperti belajar, rapat, dan mengadakan pertemuan di dalam ruangan selalu menyalakan kipas angin guna memperoleh kenyamanan karena suhu yang tinggi. Namun suhu di sekitar kita tidak selalu memiliki nilai yang konstan. Terkadang suhu menjadi tinggi, terkadang suhu menjadi turun. Akibat dari itu, tidak mungkin seorang manusia menyalakan dan mematikan kipas angin yang sesuai dengan suhu saat itu.
Dari masalah diatas ,dirancang sebuah simulator yang dapat menyalakan motor dc sebagai kipas angin secara otomatis sekaligus mengatur level kecepatan putaran dari kipas angin tersebut. Alat ini dibuat menggunakan sensor LM35 sebagai pendeteksi suhu dimana nilai suhu yang terbaca akan ditampilkan pada display LCD, dan nilai tersebut adalah nilai yang terbaca dari sensor tersebut.
DASAR TEORI
A. Sensor Suhu LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
Struktur Sensor LM35
Gambar 1. Sensor Suhu LM35
Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35 = Suhu* 10 mV
Gambar 2. Skematik Rangkaian Dasar Sensor
Gambar diatas kanan adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ. Rangkaian ini sangat sedeCrhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad Celcius.Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.
Pembacaan sensor suhu dalam program arduino:
Tegangan yang masuk dikonversi terlebih dahulu menjadi data digital. Arduino yang digunakan adalah Arduino UNO. Pin analog Arduino dapat menerima nilai hingga 10 bit sehingga dapat mengkonversi data analog menjadi 1024 keadaan (210= 1024). Artinya nilai 0 merepresentasikan tegangan 0 volt dan nilai 1023 merepresentasikan tegangan 5 volt. Data yang sebelumnya analog dikonversi menjadi data digital. Proses konversi dari nilai analog menjadi digital ini disebut proses ADC (Analog to Digital Conversion). Bagaimana jika tegangan 5 volt dikonversi menjadi data digital 10 bit?
Artinya setiap 1 angka desimal mewakili tegangan sebesar 0,004887585 volt. Kemudian untuk besar tegangan yang diwakili angka 512 dapat dihitung dengan cara
C. Driver Motor DC
Pada dasarnya beberapa aplikasi yang menggunakan motor DC harus dapat mengatur kecepatan dan arah putar dari motor DC itu sendiri. Untuk dapat melakukan pengaturan kecepatan motor DC dapat menggunakan metode PWM (Pulse Width Modulation) sedangkan untuk mengatur arah putarannya dapat menggunakan rangkaian H-bridge yang tersusun dari 4 buah transistor. Tetapi dipasaran telah disediakan IC L293D sebagai driver motor DC yang dapat mengatur arah putar dan disediakan pin untuk input yang berasal dari PWM untuk mengatur kecepatan motor DC.
Jika diinginkan sebuah motor DC yang dapat diatur kecepatannya tanpa dapat mengatur arah putarnya, maka kita dapat menggunakan sebuah transistor sebagai driver. Untuk mengatur kecepatan putar motor DC digunakan PWM yang dibangkitkan melalui fitur Timer pada mikrokontroler. Sebagian besar power supply untuk motor DC adalah sebesar 12 V, sedangkan output PWM dari mikrokontroler maksimal sebesar 5 V. Oleh karena itu digunakan transistor sebagai penguat tegangan. Dibawah ini adalah gambar driver motor DC menggunakan transistor.
Gambar 5. Driver Motor DC menggunakan Transistor
|
Sedangkan jika diinginkan sebuah motor DC yang dapat diatur kecepatan atau arah putarnya maka digunakanlah rangkaian H-brigde yang tersusun dari 4 buah transistor.
 |
Gambar 6. Rangkaian H-Bridge
|
Dari gambar diatas jika diinginkan motor DC berputar searah jarum jam maka harus mengaktifkan transistor1 dan transistor4 dengan cara memberikan logika high pada kaki Basis transistor tersebut. Sedangkan untuk berputar berlawanan arah jarum jam maka harus mengaktifkan transistor2 dan transistor 3 dengan cara memberikan logika high pada kaki Basis transistor tersebut. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.
 |
Gambar 7. Rangkaian penentuan arah putar
|
Dari gambar diatas terlihat jelas bahwa dengan mengaktifkan transistor1 dan transistor4 akan menyebabkan motor DC berputar searah jarum jam. Dimana arus listrik akan mengalir dari power supply (12 V) melalui transistor1, lalu ke motor DC, lalu ke transistor4 dan akan berakhir di ground. Begitu juga sebaliknya untuk putaran berlawanan arah jarum jam.
Sedangkan untuk pengaturan kecepatannya anda dapat menghubungkan output PWM ke kaki basis transistor1 untuk putaran searah jarum jam. Dan untuk putaran berlawanan arah jarum jam, output PWM dapat dihubungkan kekaki basis transistor2.
sumber; http://memorialilmu.blogspot.co.id/2015/02/simulasi-program-automatic-fan_13.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar