Menghantarkan Listrik Untuk Menghidupkan Sinar Dengan Sensor Sentuh (Touch Pad)
Serta Aplikasinya
Referensi dari gambar 2.4 sub chapter 2.2
- Mengetahui dan memahami sensor sentuh (touch pad)
- Mampu menjelaskan prinsip kerja sensor sentuh (touch pad)
- Mampu mengaplikasikan sensor sentuh (touch pad) pada rangkaian
- Speed : 2750 rpm
- Output : DC 12V
- Arus : 35A
- Built-in regulator
Generator ialah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik.
Tenaga mekanis : memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus
searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), hal ini tergantung dari susunan
atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari sistem
pengambil arusnya.
| Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday : |
0 = Fluksi Magnet
e = Tegangan Imbas, GGL (Gaya Gerak Listrik)
Dalam Elektronika, ground yang dimaksud adalah ground semu (boleh juga nanti dihubungkan dengan ground sesungguh nya untuk pengamanan terhadap setrum).
Yang dimaksud titik "ground semu" adalah titik tersebut dihubungkan dengan body alat elektronik yang terbuat dari logam sehingga semua komponen di dalamnya tertutupi oleh ground semu itu.
Dengan cara ini jika ada (dan pasti ada) gelombang elektromagnetik dari udara sekitarnya tidak masuk ke alat elektronik kita.
1.Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.
2.Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
Sama seperti kebanyakan istilah dalam dunia kelistrikan sering terdapat simbol yang berbeda beda di tiap negara begitupun juga dengan simbol grounding listrik yang terdapat beberapa yang umum digunakan. Pada peralatan kelistrikan tentunya kita tidak jarang melihat ikon simbol dibawah ini bukan.
Simbol grounding
Kesemuanya adalah sama yaitu sebagai simbol grounding listrik. Fungsi dari simbol ini tentu saja banyak sekali misalnya saat proses gambar teknik instalasi listrik, proses pembangunan gedung, troubleshooting pada saat terjadi kegagalan ataupun maintenance instalasi listrik.
- Bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:
Kapasitor yang berbentuk Chip (Chip Capasitor) umumnya terbuat dari bahan Keramik yang dikemas sangat kecil untuk memenuhi kebutuhan peralatan Elektronik yang dirancang makin kecil dan dapat dipasang oleh Mesin Produksi SMT (Surface Mount Technology) yang berkecepatan tinggi.Untuk pemasangan kapasitor keramik yang dipasang pada papan rangkaian (PCB) boleh dilakukan secara bolak balik karena kapasitor ini tidak memiliki kaki negatif maupun kaki positif.
Satuan kapasitas yang digunakan biasanya pikoFarad hingga NanoFarad (nF). Dengan tegangan kerja maksimal dari 25 Volt hingga 100 volt. Akan tetapi juga terdapat hingga ribuan volt.
Secara umum pembacaan nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi (J : 5%) = ± 95nF sampai 105nF.
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor.
-DC Current Gain (hFE) (Min) @ Ic, VCE=100 @ 50mA, 5V
-Saat ini - Kolektor cutoff (Max)=100nA (ICBO)
-Saat ini - Kolektor (Ic) (Max)=500mA
Transistor bipolar juga memiliki 3 kaki yang masing masing di beri nama Basis (B), Kolektor (K) dan Emiter (E). Perbedaan antara fungsi dan jenis-jenis transisor ini terlihat pada polaritas pemberian tegangan bias dan arah arus listrik yang berlawanan.
Cara kerja transistor bipolar dapat di lihat dari dua dioda yang terminal positif dan negatif selalu berdempet, itu sebabnya pada saat ini terdapat 3 kaki terminal. Perubahan arus listrik dari jumlah kecil dapat menimbulkan efek perubahan arus listrik dalam jumlah besar khususnya pada terminal kolektor. Prinsip kerja ini lah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik.
Prinsip kerja transistor NPN adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor.
c)Resistor(Analog Resistor Primitive)
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. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
e)Touch Pad
Touch Pad
Sifat sensor kapasitif yang dapat dimanfaatkan dalam proses pengukuran diantaranya adalah sebagai berikut.
-Jika luas permukaan dan dielektrika (udara) dalam dijaga konstan, maka perubahan nilai kapasitansi ditentukan oleh jarak antara kedua lempeng logam.
-Jika luas permukaan dan jarak kedua lempeng logam dijaga konstan dan volume dilektrikum dapat dipengaruhi makan perubahan kapasitansi ditentukan oleh volume atau ketinggian cairan elektrolit yang diberikan.
-Jika jarak dan dielektrikum (udara) dijaga konstan, maka perubahan kapasitansi ditentukan oleh luas permukaan kedua lempeng logam yang saling berdekatan.
Dimana :
ε0 : permitivitas ruang hampa (8,85.10-12 F/m)
εr : permitivitas relatif (udara = 1)
A : luas plat/lempeng dalam m2
d : jarak antara plat /lempeng dalam m
Kapasitansi berbanding lurus dengan luas dan berbanding terbalik dengan jarak.
a)Prosedur Percobaan
Langkah-langkah percobaan:
1.Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan.Untuk alat generatorDC serta terminal ground bisa ditemukan di sub tab generator dan terminal.
2.Kemudian masukkan semua alat dan bahan tersebut kedalam lembar kerja untuk persiapan merangkai.Setelah itu,atur posisi alat atau device yang akan digunakan.
3.Selanjutnya,hubungkan tiap alat atau device yang digunakan sehingga menjadi terhubung satu sama lain.sebagai catatan ubah teganggan generator DC menjadi 5 volt, dan besar hambatan resistor menjadi 220 ohm.
4.Selanjutnya jalankan simulasi dengan meng-klik logo play di sudut kiri bawah dan klik tanda minus(-) pada tangan sehingga posisi logo tangan pada touchpad menyentuh bantalan merah.
5.Disana bisa diperhatikan bahwa indikator LED menyala hijau ketika logo tangan menyentuh pada bantalan merah Touchpad, yang menandakan simulasi rangkaian Sensor sentuh dengan LED sederhana kita telah berhasil untuk dijalankan.
Gambar diatas ketika posisi tangan atau jari belum menyentuh touch pad
Dalam sensor sentuh kapasitif, elektroda mewakili salah satu pelat kapasitor. Lempeng kedua diwakili oleh dua benda: satu adalah lingkungan elektroda sensor yang membentuk parasit kapasitor C 0 dan yang lainnya adalah objek konduktif seperti jari manusia yang membentuk sentuhan kapasitor C T .
Elektroda sensor dihubungkan ke rangkaian pengukuran dan kapasitansi diukur secara berkala. Kapasitansi keluaran akan meningkat jika benda konduktif menyentuh atau mendekati elektroda sensor. Rangkaian pengukuran akan mendeteksi perubahan kapasitansi dan mengubahnya menjadi sinyal pemicu.
Jika luas elektroda sensor lebih besar dan ketebalan bahan penutup lebih kecil maka kapasitansi sentuh C T juga besar. Akibatnya, perbedaan kapasitansi antara panel sentuh dan bantalan sensor yang tidak tersentuh juga besar. Artinya besar kecilnya elektroda sensor dan material penutup akan mempengaruhi sensitivitas sensor tersebut.
Pengukuran kapasitansi digunakan dalam banyak aplikasi seperti menentukan jarak, tekanan, percepatan, dll. Sensor sentuh kapasitif adalah area aplikasi lain. Ada banyak metode untuk mengukur kapasitansi. Beberapa di antaranya adalah: modulasi amplitudo, modulasi frekuensi, pengukuran waktu tunda, siklus kerja, dll.
Dalam hal sensor sentuh kapasitif, keberadaan bahan konduktif cukup untuk memicu beban dan tidak memerlukan gaya apa pun. Oleh karena itu, risiko pemicu yang salah atau tidak disengaja lebih tinggi dalam kasus sensor sentuh kapasitif. Masalah ini lebih disebabkan oleh adanya uap air atau air, yang merupakan konduktor yang baik.
Metode pengukuran kapasitansi pada sensor sentuh memerlukan bidang referensi yang terletak di dekat sensor sentuh. Dalam sensor sentuh kapasitif, perjalanan jari membentuk kapasitansi antara elektroda penginderaan dan bidang referensi. Minyak kulit atau keringat dari tubuh manusia dapat menyebabkan pemicu yang salah.
Untuk membedakan antara sentuhan yang diinginkan dan yang salah, bantalan penginderaan tambahan atau algoritme perangkat lunak digunakan. Solusi terbaik adalah membuang elektroda arde referensi.
Ada dua jenis sensor sentuh kapasitif: sensor kapasitif permukaan dan sensor kapasitif proyeksi.
Dalam penginderaan kapasitif permukaan, isolator diterapkan dengan lapisan konduktif di satu sisi permukaannya. Di atas lapisan konduktif ini, lapisan tipis isolator diterapkan. Arus diterapkan ke semua sudut lapisan konduktif.
Ketika konduktor eksternal seperti jari manusia bersentuhan dengan permukaan, kapasitansi terbentuk di antara mereka dan menarik lebih banyak arus dari sudut. Arus di setiap sudut diukur dan perbandingannya akan menentukan posisi sentuhan di permukaan.
Dalam penginderaan kapasitif yang diproyeksikan, seluruh permukaan tidak diisi, tetapi kisi bahan konduktif X - Y ditempatkan di antara dua bahan isolasi. Grid biasanya terbuat dari Tembaga atau Emas pada PCB atau Indium Tin Oxide pada kaca. Sebuah IC digunakan untuk mengisi dan memonitor jaringan.
Saat muatan ditarik oleh benda konduktor eksternal seperti jari dari suatu area di kisi, IC menghitung lokasi jari pada permukaan sentuh. Sensor sentuh, terbuat dari teknologi kapasitif proyektif dapat digunakan untuk merasakan jari yang tidak menyentuh permukaannya. Mereka bertindak sebagai sensor jarak dekat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar