aplikasi sederhana pelacak cahaya matahari

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

A. TUJUAN

B. KOMPONEN

C. DASAR TEORI

D. PRINSIP KERJA
E. GAMBAR RANGKAIAN

F. VIDEO
G. LINK DOWNLOAD

APLIKASI SEDERHANA PELACAK CAHAYA MATAHARI DENGAN SENSOR  LDR DAN SENSOR SUHU LM35

A .Tujuan [KEMBALI] 

Memahami dan merangkai rangkaian Sun Tracker menggunakan proteus

 B. Komponen [KEMBALI]

1. Resistor

Resistor merupakan komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian.

Cara Baca Resistor

2. Generator AC

generator yang berfungsi mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik arus bolak-balik. Generator arus bolak-balik sering disebut juga sebagai alternator, generator AC (alternating current), atau generator.

3.  Dioda

Diode adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya.

4. Motor AC

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo.

 

5.LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini.

6. LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.

7. Generator DC

Pengertian dan prinsip kerja generator DC. Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik.

8. Op Amp

  Operational Amplifier atau Op-Amp adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat   sinyal input baik DC maupun AC.

9. 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.

10. Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik.

C. 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 

  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.

D.  Prinsip Kerja [KEMBALI]

   Pertama-tama sensor lm35 akan mendeteksi suhu disekitar solar cell , jika  suhu  >26°C maka arus akan mengalir ke rangkaian komparator lalu menuju relay sehingga relay tertutup sehingga tegangan dapat mengalir dari generator DC ke rangkaian sun tracker. 

 Setelah itu saat Sensor LDR mendeteksi cahaya, maka LDR akan melewatkan tegangan sesuai besar intensitas cahaya yang diterima. LDR memiliki sifat semakin besar intensitas cahaya yang diterima, maka resistansi pada LDR akan semakin kecil sehingga tegangan yang dilewatkan oleh LDR semakin besar. Kemudian tegangan yang dilewatkan dikuatkan oleh opamp non inverting. LED akan aktif sebagai indikator dari LDR menerima cahaya. Tegangan yang telahdikuatkan tersebut juga menuju relay sehingga relay aktif. Saat relay aktif, saat relay aktif, maka pembangkit AC dan motor AC akan closeloop sehingga motor AC akan berputar.

 

 

E. Gambar rangkaian[KEMBALI]

1.pertama buat rangkaian seperti gambar di bawah

2. Selanjutnya kita beri cahaya ke sensor LDR dan kita naikkan suhu di sensor LM35 yang mengakibatkan motor AC berputar dan LED menyala.

F. Video[KEMBALI]

G. Link Download[KEMBALI]

[Materi]
[HTML]
[File Rangkaian]
[Video]
[Datasheet Sensor LDR]
[Datasheet Sensor LM35]
[Datasheet Resistor]
[Datasheet OP-AMP]