Powered By Blogger

Senin, 19 September 2011

judul


BAB I
PENDAHULUAN

A.    Latar belakang
Latar belakang di susunnya makalh ini adalah atas dasar mempelajari tentang sensor yang sangat berguna mempermudah manusia dalam mencari logam atau bahan-bahan lainnya yang terbuat dari logam.
Sensor yang digunakan untuk melacak keberadaa barang-barang tersebut dari bahan logam seperti besi, atau bisa juga melacak keberadaan bahan peledak atau Bom yang biasanya terdapat di tempat-tempat ramai seperti Mall, hotel, restoran, dan lain-lain yang digunakan para penjahat untuk meneror tempat-tempat tersebut atau untuk meledakan tempat itu.
Misalnya detector logam yang digunakan oleh polisi berbentuk seperto tonglat yang dibawahnya terdapat alat sensor yang bekerja mencari/melacak keberadan bahan peledak, yang berbentuk seperti piringan ayau bentuknya bulat. Lau detector logam yang biasa terdapat di Bandara/Airport, dan di Hotel itu umumnya berbentuk seperti gawang atau seperti gapura, jika logam  melewati sensor itu maka sensor itupun akan berbunyi.
B.     Pembatasan masalah
Pada pembatasan  masalah ini kami batasi pada sensor logam yang lebih spesifik dari komponennya hanya LM741 saja, walau ada satu komponen yang kurang kami ketahui yaitu Transitor 2N3819. Spesifikasinya belum kami temukan karena sangat sulit sekali apa karena transitor itu belum umum di gunakan pada setiap alat.
BAB II
APLIKASI SENSOR DALAM RANGKAIAN

A.    Pengertian Sensor
Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia. Variabel keluaran dari sensor yang diubah menjadi besaran listrik disebut Transduser. Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran sangat kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian dan menghemat energi. Jenis-jenis sensor terbagi beberapa jenis, yaitu.

1.      Sensor fisika

Sensos fisika mendeteksi besaran suatu besaran berdasarkan hukum-hukum fisika. Contoh sensos fisika adalah sensor cahaya, sensor suara, sensor gaya, sensor tekanan, sensor getaran/vibrasi, sensor gerakan, sensor kecepatan,sensor percepatan, sensor gravitasi, sensor suhu, sensor kelembaban udara, sensor medan listrik/magnit, dan lain-lain.

Macam-macam  sensor
a.       Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
b.   Sensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energi dari foton menjadi elektron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan satu elektron. Sensor cahaya sangat luas penggunaannya, salah satu yang paling populer adalah kamera digital. Pada saat ini sudah ada alat yang digunakan untuk mengukur cahaya yang mempunyai 1 buah foton saja.
Di bawah ini adalah jenis-jenis sensor cahaya, di antaranya:
c.       Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah satunya dengan cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap arus listrik sesuai dengan suhunya.
Menggunakan bahan Logam.
Logam akan bertambah besar hambatannya terhadap arus listrik jika panasnya bertambah. Hal ini dapat dijelaskan dari sisi komponen penyusun logam. Logam dapat dikatakan sebagai muatan positif yang berada di dalam elektron yang bergerak bebas. Jika suhu bertambah, elektron-elektron tersebut akan bergetar dan getarannya semakin besar seiring dengan naiknya suhu.

Menggunakan bahab Semikonduktor.
Bahan semikonduktor mempunyai sifat terbalik dari logam, semakin besar suhu, nilai hambatan akan semakin turun. Hal ini dikarenakan pada suhu yang semakin tinggi, elektron dari semikonduktor akan berpindah ke tingkat yang paling atas dan dapat bergerak dengan bebas. Seiring dengan kenaikan suhu, semakin banyak elektron dari semikonduktor tersebut yang bergerak bebas, sehingga nilai hambatan tersebut berkurang Untuk mendapatkan sinyal listrik yang baik dengan sedikit kegaduhan, dapat digunakan jembatan Wheatstone dan rangkaian Lock in Amplifier.

B.    Sensor kimia

Sensor kimia mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik. Biasanya melibatkan beberapa reaksi kimia. Contoh sensor kimia adalah sensor pH, sensor Oksigen, sensor ledakan, dan sensor gas.
A.    KOMPONEN YANG DI GUNAKAN

1.      Diode
adalah komponen aktif bersaluran dua (dioda termionik mungkin memiliki saluran ketiga sebagai pemanas). Dioda mempunyai dua elektroda aktif dimana isyarat listrik dapat mengalir, dan kebanyakan dioda digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap (VARIable CAPacitor/kondensator variabel) digunakan sebagai kondensator terkendali tegangan.
Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan.

Karakteristik arus–tegangan

Karakteristik arus–tegangan dari dioda, atau kurva I–V, berhubungan dengan perpindahan dari pembawa melalui yang dinamakan lapisan penipisan atau daerah pemiskinan yang terdapat pada pertemuan p-n di antara semikonduktor. Ketika pertemuan p-n dibuat, elektron pita konduksi dari daerah N menyebar ke daerah P dimana terdapat banyak lubang yang menyebabkan elektron bergabung dan mengisi lubang yang ada, baik lubang dan elektron bebas yang ada lenyap, meninggalkan donor bermuatan positif pada sisi-N dan akseptor bermuatan negatif pada sisi-P. Daerah disekitar pertemuan p-n menjadi dimiskinkan dari pembawa muatan dan karenanya berlaku sebagai isolator.
Walaupun begitu, lebar dari daerah pemiskinan tidak dapat tumbuh tanpa batas. Untuk setiap pasangan elektron-lubang yang bergabung, ion pengotor bermuatan positif ditinggalkan pada daerah terkotori-n dan ion pengotor bermuatan negatif ditinggalkan pada daerah terkotori-p. Saat penggabungan berlangsung dan lebih banyak ion ditimbulkan, sebuah medan listrik terbentuk di dalam daerah pemiskinan yang memperlambat penggabungan dan akhirnya menghentikannya.
gambar 3.3 dioda
2.      transistor
adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Ada 2 jenis transistor yaitu transistor tipe P – N – P dan transistor jenis N – P – N.

Cara kerja transistor

Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan
Keunggulan :
- Impedansi rendah
- Tegangan dinamis
- Arus besar
- Tidak membutuhkan pemanas seperti tabung hampa
- Tidak akan berkurang emisinya seperti tabung hampa
- Ringan dan ringkas (kecil)
- berharga sangat murah
Gambar 3.4 Transitor

3.      Resistor
Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan listrik di antara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya.
Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi.
Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak menjadi terlalu panas saat memboroskan daya.

 





Gambar 3.5 Resistor
BAB IV
PRINSIP KERJA RANGKAIAN

A.    INPUT
Pada gambar 2 merupakan skematik untuk blok rangkaian osilator sensor dan osilator beat serta rangkaian power supply sederhana. LM7805 digunakan untuk menstabilkan tegangan input 12VDC (dapat juga digunakan 9VDC) untuk menjadi tegangan stabil 5 volt. Tegangan stabil mutlak diperlukan karena jika terjadi perubahan tegangan maka osilator akan menghasilkan sinyal dengan frekuensi yang berbeda. Nilai kapasitor C1 dan C2 dapat dibuat lebih besar agar dapat menghilangkan noise yang ditimbulkan oleh tegangan supply.
L2 merupakan komponen sensor yang berupa lilitan kawat tembaga dengan email dan bersama-sama dengan komponen VC1, C3, dan C4 membentuk rangkaian resonansi paralel yang frekuensi kerjanya ditentukan dari nilai komponen-komponen tersebut, dalam hal ini yang diharapkan menyebabkan perubahan frekuensi kerja adalah komponen L2.
Rangkaian tune circuit berfungsi untuk melakukan tuning (menentukan frekuensi kerja) osilator yang dibentuk oleh TR1. C3 dan C4 sebenarnya mempunyai fungsi yang khusus yaitu sebagai capacitive tap yang menentukan nilai feedback untuk rangkaian tune circuit tanpa menghubungkan ke tap pada search coil. R2 digunakan untuk memberikan arus DC kepada TR1 agar dapat bekerja dengan normal.
TR2, T1, R3, R4 dan C7 merupakan osilator yang kedua yang nantinya akan dicampur dengan sinyal yang dihasilkan oleh rangkaian osilator yang pertama. Pada blok osilator ini, frekuensi kerjanya diatur oleh T1, yang merupakan rangkaian tuning IF standar yang menggunakan integral kapasitor di dalamnya. Komponen potensimeter VR1 digunakan untuk mengatur level dari sinyal yang dihasilkan oleh blok osilator search coil.
Sampai di kolekor TR3, sinyal mixing yang masih cukup lemah perlu dikuatkan lagi dengan menggunakan sebuah operational amplifier. Dalam proyek ini menggunakan LM324. LM324 mempunyai 4 buah operational amplifier dalam satu kemasan IC. Suplai tenaganya harus sekitar 9 – 12 VDC.
B.     PROSES
Sinyal beat, output pada kolektor TR3 masih cukup lemah begitu pula ketika sinyal ini masuk ke diode D1 (sekitar mV) dan masih belum cukup untuk menggerakkan transduser. Rangkaian R12, R13, dan C14 menghasilkan sebuah referensi tegangan bagi operational amplifier dalam menguatkan sinyal beat agar tegangan referensinya terletak pada tegangan Vin/2. Sedangkan R14 dan R15 digunakan untuk mengatur penguatan (gain) operational amplifier. Komponen VR2 digunakan untuk mengatur volume (volume control) melalui sebuah kapasitor decoupling C16.
Begitu pula untuk blok rangkaian buffer, gambar 4, R17 dan R16 berfungsi untuk mengatur tegangan referensi penguatan agar terletak di tengah-tengah tegangan suplai yaitu Vin/2. pada rangkaian ini LM324 dikonfigurasikan sehingga hanya membentuk rangkaian voltage follower yang berfungsi sebagai buffer sinyal.
C.    OUTPUT
Jika juga dinginkan agar dapat dilihat levelnya dalam sebuah VU meter analog maka perlu ditambahkan sebuah rangkaian penyearah sederhana yang dibangun dengan menggunakan operational amplifier dan dioda D2, D3 seperti tampak pada gambar 5.
Penggunaan VU meter penting ketika terjadinya ‘zero beat’ dan juga dapat berfungsi sebagai indikator kondisi baterai, walaupun tidak menunjukkan nilai tegangan dari batterai.
Penurunan tegangan baterai tentunya akan menurunkan level sinyal audio yang disearahkan sehingga level tegangan DC yang masuk ke VU meter akan turun pada kondisi yang sama. R23 digunakan untuk mengatur simpangan maksimum pada VU meter.
Walaupun disain layout PCB tidak terlalu kritis, namun pada proyek ini menggunakan sinyal dengan frekuensi yang cukup tinggi sehingga perlu diterapkannya beberapa aturan.
1. Usahakan tidak membuat jalur PCB yang panjang dalam menghubungkan komponen ke komponen yang lain
2. Jangan membuat jalur di bawah komponen, terutama komponen yang membentuk rangkaian osilator karena akan menyebabkan stray capacitance.
3. Penempatan komponen sebisa mungkin diletakkan berdekatan untuk setiap blok rangkaian.
4. Penempatan kapasitor decoupling frekuensi tinggi sedekat mungkin dengan komponen yang dimaksud (seperti TR1) untuk mengurangi noise dan menjaga kestabilan sistem.





BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan
Makalah ini mencakup sensor, macam-macamnya, jenisnya, yang terdapat pada sesnsor detector logam. Dengan begitu semua sensor ada disini, walupun ada sedikit data yang kurang dari penyusunan makalah ini tapi data yang paling utama adalah Sensor Detektor Logam yang komponen utamanya adalah adalah 2N3819 dan LM 741, cara kerjanya sangat mudah dengan keluaran atau Outputnya adalah sebuah suara yang di hasilkan dari speaker.

B.Saran
Detector logam yang mengidentifikasikan keberadaan bahan-bahan logam yang bisa di temukan oleh sensor ini. Jika anda ingin mencari sebuah logam yang tersembunyi maka anda perlu mencarinya, kalau anda tidak ingin kesulitan dalam mencarinya anda anda harus menggunakan alat sensor ini agar benda atau logam yang anda cari bisa cepat di temukan.
Memang cara pemakaiannya sangat sulit, tapi dengan alat itu kita bisa dengan mudah mendapatkan logam atau bahan-bahan lainnya, yang tersembunyi di pakaian, dalam tanah, dan bisa juga mendeteksi bahan peledak.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar