Pintu Mall Otomatis Menggunakan Sensor PIR dan Gerbang Logika

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

    2.1 Alat

    2.2 Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

    4.1 Prosedur Percobaan

    4.2 Rangkaian Simulasi

    4.3 Video Simulasi

5. Download File

 1. Tujuan [Kembali]

• Mengetahui dan memahami sensor pir dan gerbang logika
• Mengetahui prinsip kerja sensor pir dan gerbang logika
• Mengaplikasikan sensor pir dan gerbang logika pada penggunaan pintu mall otomatis

2. Alat dan Bahan [Kembali]

2.1 Alat [Kembali]

    

    a. Motor DC

    Motor DC adalah alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi listrik menjadi energi gerak     berupa putaran. 

    Spesifikasi :

    

    2.2 Bahan [Kembali]

    a. IC L293D

      

IC L293D adalah sirkuit terpadu IC dual H-Bridge driver untuk rangkaian motor DC. Driver motor ini bertindak sebagai penguat arus dengan mengambil sinyal kontrol arus rendah dan memberikan output ke sinyal kontrol arus tinggi. 

Pin output input

Datasheet 

    b. Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal  bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

    c.  Sensor PIR

Sensor PIR atau disebut juga Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object.

 Spesifikasi:

·         Vin : DC 5V 9V.

·         Radius : 180 derajat.

·         Jarak deteksi : 5 7 meter.

·         Output : Digital TTL.

·         Memiliki setting sensitivitas.

·         Memiliki setting time delay.

·         Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.

·         Berat : 10 gr.

    d. Logic State

    Untuk memberikan binary signal, dimana hanya ada dua nilai yaitu 0 dan 1

    e. Logic Probe

    Untuk melihat nilai keluaran, dimana hanya ada dua nilai yaitu 0 dan 1

    f.  Gerbang Logika NOT

    Gerbang hanya memerlukan sebuah masukkan (input) untuk menghasilkan hanya 1 keluaran (output). Gerbang NOT disebut juga dengan inverte (pembalik) karena menghasilkan keluaran yang berlawanan dengan input atau masukkannya.

    g. Gerbang AND

    

    Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih masukkan untuk menghasilkan 1 keluaran atau output

    h. Baterai

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

3. Dasar Teori [Kembali]

a. IC L239D

    Ic L293D adalah sirkuit terpadu (IC) dual H-Bridge driver untuk rangkaian motor DC. Driver motor ini bertindaka sebagai penguat arus dengan mengambil sinyal kontrol arus rendah dan memberikan outpit ke sinyal kontrol rus yang lebih tinggi. Sinyal arus yang lebih tinggi inilah yang digunakan untuk menggerakan motor. Sirkuit terpadu IC L293D berisi dua uah sirkuit H-Bridge. Dalam modus umum, dua motor DC dapat digerakkan secara bersamaan, dengan arah gerak motor yang dapat ditentukan. Operasi mdu motor dapat dikendalikan oleh input logic pada pin 2 & 7 dan 10 & 15. Input logic 00 atau 11 akan menghentikan input logic 01 dan 10 akan memutar di searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam.

      Rangkaian pintu otomatis ini menggunakan IC L239D dengan input logicstate. Dimana ICL239D sebagai driver. Driver motor merupakan bagian yang berfungsi untuk menggerakkan motor dc dimana perubahan arah motor dc tersebut bergantung dari nilai tegangan yang diinputkan pada input driver itu sendiri, atau bisa didefenisikan sebagai piranti yang bertuga untuk menjalankan motor baik mengatur arah putran motor maupun kecepatan putar motor. Driver motor berfungsi sebagai piranti yang bertugas untuk menjalankan motor baik mengatur arah putaran motor maupun kecepatan putar motor. 

    b. Ground

    

Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.

 

Kegunaan Ground

1.         Titik kembali nya arus atau sinyal listrik

2.         Pelindung terhadap gelombang elektromagnetik dari udara sekitar

3.         Pengaman setrum jika ada kerusakan (ground sesungguhnya)

4.         Titik patokan (referensi) tegangan atau sinyal dari berbagai titik di rangkaian.

5.         Menghilangkan dengung (hum) pada penguat audio (amplifier)

6.         Mengurangi Noise pada penguat audio (amplifier)

7.         Pada kendaraan (mobil atau motor) mengurangi kebutuhan kabel listrik, karena menjadikan body motor atau mobil sebagai pengganti kabel negatif.

8.         dll.

    c. Sensor PIR

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

a. Lensa Fresnel

Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.

b. IR Filter

IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.

c. Pyroelectric Sensor

Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32˚C, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

 

    d. Gerbang NOT

  

Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah masukan (input) untuk menghasilkan hanya 1 keluaran (output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (pembalik) karena menghasilkan keluaran (output) yang berlawanan dengan masukkan atau inputnya. Jika ingin mendapatkan keluaran (output) dengan nilai logika 0, maka input atau masukkannya harus berlogika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus ("-") diatas variabel inputnya.

    e. Gerbang AND

    Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih masukkan (input) untuk menghasilkan hanya 1 keluaran (output). Gerbang AND akan menghasilkan keluaran (output) logika 1 jika semua masukkan (input) bernilai logika 0. Simbiol yang menandakan operasi gerbang logika AND adalah (".") atau tidak memakai tanda sama sekali. Contohnya : Z=X.Y atau Z=XY.

    f. Baterai

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.

Prinsip operasi

Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit.

4. Percobaan [Kembali]

   4.1 Prosedur Percobaan [Kembali]

1.  Buka aplikasi proteus
2.  Pilih komponen yang dibutuhkan yaitu ground, motor dc, ic l239d, gerbang not, gerbang and, logic state, logic probe, sensor pir, ground , baterai, dll
3. Rangkai komponen
4. Sesuaikan nilai komponen dengan nilai yang dibutuhkan
5. Jalankan rangkaian

4.2 Rangkaian Simulasi [Kembali]

    a. Rangkaian simulasi

        -kondisi ketika pintu terbuka (open)

        -kondisi ketika pintu tertutup (close)

    

    

Tabel Kebenaran

• Kondisi open door ketika sensor open bernilai 1 dan sensor close door bernilai 0
• Kondisi kedua close door ketika sensor open dan sensor close bernilai 0 atau sensor open bernilai 0 dan sensor close bernilai 1
• Kondisi ketiga open door error ketika sensor open dan sensor close bernilai 1

    b. Prinsip kerja

    

    Prinsip kerja rangkaian ini adalah dengan menggunakan sensor pir sebagai pendeteksi adanya orang yang akan lewat (sensor open) disimulasikan dengan sensor pir akan berlogika "1". Ketika sensor pir berlogika "1" maka pintu akan terbuka karena  otor mendapatkan tegangan yang diteruskan oleh output dari sensor pir. Ketika orang sudah melewati pintu maka sensor pir tidak akan mendeteksi orang lagi yang berarti sensor close berlogika " dan  sensor pir berlogika "0". Ketika sensor close berlogika "1" maka pintu akan ditutup oleh motor sehingga pintu akan kembali tertutup. 

4.3 Video Simulasi [Kembali]

5. Download File [Kembali]

File Proteus

Video Simulasi

Datasheet Gerbang Logika

Datasheet IC L239D

Datasheet Sensor PIR

Library Sensor Pir