Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
Rangkaian
garasi otomatis ini berfungsi untuk mengoperasikan pintu garasi dan lampu
garasi secara otomatis menggunakan dua jenis sensor, yaitu sensor
infrared (IR digital) dan sensor LDR (analog). Sistem
bekerja berdasarkan sinyal dari tiap sensor yang diproses menggunakan
rangkaian pembanding tegangan (op-amp) serta transistor sebagai
penguat arus untuk menggerakkan relay dan motor DC.
Secara keseluruhan, sistem terdiri dari dua bagian utama:
- Rangkaian Sensor Infrared
sebagai pendeteksi mobil dan sensor batas pintu
- Rangkaian Sensor LDR sebagai
pendeteksi cahaya untuk menyalakan lampu garasi
Di bawah
ini dijelaskan simulasi dan prinsip kerja masing-masing bagian.
1.
Sistem Deteksi Mobil dan Kontrol Motor Pintu Garasi (Berbasis Sensor Infrared
Digital)
A.
Prinsip Kerja Sensor Infrared
Sensor
IR terdiri dari pemancar IR (LED infra merah) dan penerima
(photodiode/phototransistor).
Cara kerjanya:
- Pemancar IR memancarkan cahaya
infra merah secara terus-menerus.
- Ketika tidak ada mobil,
cahaya dari pemancar tidak kembali ke penerima → sensor berada pada
keadaan normal.
- Saat mobil mendekati
pintu garasi, permukaan mobil memantulkan sinar IR kembali ke
penerima.
- Penerima mendeteksi pantulan
ini dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang menunjukkan “objek
terdeteksi”.
Sensor
bekerja berdasarkan perubahan intensitas cahaya IR yang diterima.
B.
Prinsip Kerja Pemrosesan Sinyal
Sinyal
dari sensor biasanya relatif lemah dan bisa berisi noise.
Oleh karena itu rangkaian menggunakan penguat sinyal (buffer/penguat kecil):
- Tujuan utama proses ini
adalah menstabilkan sinyal dan memastikan output sensor
cukup kuat untuk mengendalikan aktuator berikutnya.
- Rangkaian pemrosesan sinyal
memastikan bahwa ketika sensor mendeteksi objek, sinyal berubah dari logika
LOW → HIGH, atau sebaliknya (tergantung modul sensor).
C.
Prinsip Kerja Pengendalian Aktuator
Ketika
sinyal output menyatakan mobil terdeteksi, rangkaian mengaktifkan
sebuah aktuator (relay → motor). Prinsip kerjanya:
- Sinyal keluaran dari sensor
diolah dan mengaktifkan bagian penggerak.
- Penggerak (driver) ini
kemudian:
- mengaktifkan relay
- relay menghubungkan tegangan
ke motor
- Motor berputar dan membuka
pintu garasi secara otomatis.
Jika
sensor tidak lagi mendeteksi mobil, sinyal kembali normal dan motor berhenti
bekerja.
D.
Prinsip Indikasi Sistem
Rangkaian
juga memiliki indikator visual:
- Ketika sensor mendeteksi mobil
dan pintu garasi aktif, lampu indikator menyala.
- Fungsi indikator adalah
memberi informasi status sistem kepada pengguna.
2.
Sistem Kontrol Lampu Garasi Berbasis Sensor LDR (Analog)
A.
Prinsip Kerja Sensor Cahaya (LDR)
LDR
adalah resistor yang nilainya berubah sesuai intensitas cahaya:
- Jika terang → resistansi LDR
kecil
- Jika gelap → resistansi LDR
besar
Dalam
rangkaian ini:
- Saat garasi terang /
pintu terbuka, LDR menerima banyak cahaya → resistansinya rendah →
tegangan pada node V1 menjadi lebih kecil.
- Saat mobil masuk dan
cahaya terhalang, LDR menjadi gelap → resistansi naik → tegangan V1
menjadi lebih besar.
Perubahan
tegangan inilah yang menjadi sinyal deteksi.
B.
Prinsip Kerja Komparator (Op-Amp U6)
Op-amp
digunakan sebagai komparator non-inverting:
- Kaki (+) = menerima sinyal
dari LDR → V1
- Kaki (–) = tegangan referensi
dari potensiometer RV1 → V2
Komparator
membandingkan V1 dan V2:
- Jika V1 < V2 → output
op-amp rendah (–Vsat)
- Jika V1 > V2 → output
op-amp tinggi (+Vsat)
C.
Prinsip Kerja Transistor sebagai Saklar
Transistor
berfungsi sebagai penguat sekaligus saklar untuk mengaktifkan relay.
- Jika output op-amp tinggi →
basis transistor mendapat >0,7V → transistor aktif (ON).
- Jika output op-amp rendah →
tidak ada arus basis → transistor OFF.
D.
Prinsip Kerja Relay dan Lampu Garasi
Relay
dikendalikan oleh transistor:
- Saat transistor ON,
relay ter-energize.
- Kontak relay menutup rangkaian
lampu garasi.
- Lampu garasi menyala sebagai respon bahwa ada
mobil masuk.
Saat
transistor OFF:
- Relay tidak aktif.
- Kontak relay terbuka.
- Lampu garasi mati.
Komentar
Posting Komentar