RANGKAIAN KONTROL KEAMANAN LIFT BARANG INDUSTRI
1. Tujuan
1. Merancang rangkaian sensor alarm keamanan lift barang industri
2. Mengetahui cara kerja rangkaian sensor alarm keamanan lift barang industri
3. Melakukan uji coba dan simulasi rangkaian sensor alarm keamanan lift barang industri
a. Resistor
Resistor merupakan bagian dari rangkaian elektronik dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dirangkai dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikelkromium). Karakteristik utama dari suatu resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi.
b. Buzzer
Buzzer berfungsi sebagai alarm pada rangkaian yang akan aktif ketika ada cahaya yang melewati sensor LDR dan jika terjadi getaran yang terdeteksi oleh sensor getaran.
c. Relay
Relay merupakan Saklar (Switch) yang dioperasikan dengan listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Bahan:
a. Resistor Variabel
b. ADC0804
c. BCD 74LS48
d. Seven Segmen Common Cathoda
e. Rangkaian Jembatan Wheatstone
Resistor
Nilai Resistor yang Axial bisa dilihat dari kode warna-warna yang terdapat di resistor tersebut dalam bentuk gelang. Biasanya ada 4 gelang di tubuh resistor namun ada juga yang memiliki 5 gelang.
Untuk gelang warna emas dan perak terletak lebih jauh dari warna lain. Lihat tabel warna dibawah ini :
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Rangkaian ini menggunakan prinsip strain gauge yang berada dalam jembatan wheatstone dengan menggunakan potensio sebagai pengganti beban strain gauge, prinsip dasarnya sama dengan rangkaian-rangkaian sebelumnya yang telah disajikan, yaitu timbangan digital dan sensor lift dengan LED. Prinsip kerja dari rangkaian ini hampir sama dengan sensor lift sebelumnya, yaitu adanya relay dan buzzer sebagai penanda dan pengingat bahwa beban lift berat.
Pengertian Strain Gauge
Strain Gauge adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur tekanan (deformasi atau strain). Alat ini berbentuk foil logam atau kawat logam yang bersifat insulatif (isolasi) yang ditempel pada benda yang akan diukur tekanannya, dan tekanan berasal dari pembebanan. Prinsipnya adalah jika tekanan pada benda berubah, maka foil atau kawat akan terdeformasi, dan tahanan listrik alat ini akan berubah. Perubahan tahanan listrik ini akan dimasukkan kedalam rangkaian jembatan Whetstone yang kemudian akan diketahui berapa besar tahanan pada Strain Gauge.
Sensor strain gauge pada umumnya adalah tipe metal-foil, dimana konfigurasi grid dibentuk oleh proses photoeching. Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm; yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 mm dan 350 ohm, selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm.
Sg adalah factor gauge atau konstanta kalibrasi untuk gauge. Factor Sg selalu lebih kecil dari sensitivitas alloy metallic Sa karena konfigurasi grid dari gauge dengan konduktor transverse lebih kecil responsifnya ke strain axial dari pada konduktor lurus uniform.
Pengukuran ketegangan menggunakan strain gauge dilakukan dengan menempatkan strain gauge pada rangkaian jembatan. Dalam prakteknya, orde pengukuran strain tidak lebih dari milistrain (e x 10-3), oleh karena itu pengukuran ketegangan memerlukan pengukuran yang sangat akurat dari perubahan yang sangat kecil dari resistansinya.
Nilai perubahan tahanan pada strain gauge yang mengalami perubahan tekanan tidak signifikan,sehingga untuk dapat memberikan perubahan nilai elektrik maka perubahan tahanan pada strain gauge ini dimasukan ke dalam rangkaian jembatan wheatstone.
Macam-macam Strain Gauge
Sensor gaya muatan Berfungsi untuk mengubah gaya, beban, torsi dan regangan menjadi resistansi/hambatan. Sensor ini terbuat dari kawat tahanan tipis berdiameter sekitar 1 mm. Kawat tahanan yang biasa digunakan adalah campuran dari bahan konstantan (60 % Cu dan 40 % Ni). Kawat tahanan ini dilekatkan pada papan penyangga membentuk strain gauge dengan tipe-tipe:
a. Bonded strain gage
Susunan kawat tahanan di dalamnya berliku-liku sehingga memudahkan pendeteksian terhadap gaya tekanan yang tegak lurus dengan arah panjang lipatan kawat, karena tekanan akan menarik kabel sehingga meregang. Dengan meregannya starin gage, maka terjadi perubahan resistansi kawat
b. Unbonded strain gage
Jenis strain gage yang dibentuk dengan kawat tahanan yang terpasang lurus dan simetris. Jika papan atau rangka mendapat tekanan dari luar, maka resistansinya akan bertambah.
Prinsip kerja Strain Gauge
Sensor strain gauge adalah grid metal-foil yang tipis yang dilekatkan pada permukaan dari struktur. Apabila komponen atau struktur dibebani, terjadi strain dan ditransmisikan ke foil grid. Tahanan foil grid berubah sebanding dengan strain induksi beban. Sensor strain gauge pada umumnya adalah tipe metal-foil, dimana konfigurasi grid dibentuk oleh proses photoeching. Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm; yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 mm dan 350 ohm, selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm.
Gaya yang diberikan pada suatu benda logam (material ferrit / konduktif), selain menimbulkan deformasi bentuk fisik juga menimbulkan perubahan sifat resistansi elektrik benda tersebut.
Dengan menempelkan jenis material tersebut pada suatu benda uji (specimen) menggunakan suatu perekat yang isolatif terhadap arus listrik, maka material tadi akan menghasilkan adanya perubahan resistansi yang nilainya sebanding terhadap deformasi bentuknya.
Apabila ada gaya akan mengubah nilai resistansinya, perubahan resistansinya sesuai dengan gaya yang diberikan. Prinsip dasar dari penggunaan hambatan listrik strain gauge merupakan fakta bahwa hambatan dari perubahan kawat sebagai fungsi tegangan, meningkat dengan tekanan dan menurun dengan adanya pemampatan. Perubahan dalam hambatannya diuur dengan menggunakan rangkaian jembatan Wheatstone. Strain gauge terikat pada spesimen dan kemudian pengukur (gauge) dikenanan pada tekanan yang sama sebagaimana spesimen yang sedang dalam pengujian (U.A.Bakshi, 2008).
Aplikasi Strain Gauge
Secara umum, aplikasi dari strain gauge digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan tekanan pada suatu materi uji. Strain gauge sering digunakan dalam penelitian teknik mesin dan pengembangan untuk mengukur tekananan yang dilakukan oleh mesin. Pengujian komponen pada pesawat merupakan salah satu area penggunaannya, berbagai komponen penting dari rangka pesawat menggunakan strain gauge untuk menguji ketahanannya terhadap tekanan (Carpenter, 2008).
Aplikasi lain dari strain gauge juga dapat ditemukan dalam bidang biomedis. Beberapa contoh aplikasinya antara lain: dapat digunakan sebagai untuk mengukur kontraksi otot kardia secara kontinyu, dapat digunakan untuk mengukur tekanan darah untuk mengetahui abnormalitas dari kardiovaskular, untuk mengukur laju pernapasan, dan juga secara luas dikembangkan untuk mendeteksi tekanan yang cocok dalam melakukan pemasangan anggota tubuh buatan (C. Raja Rao, 2000).
Aplikasi lain strain gauge :
1. Digunakan pada pengkur berat badan digital
2. Timbangan Digital pada kapasitas berat yang diangkut oleh bus, truck, dll.
3. Mengukur batas maksimal tumpangan pada lift
Misal :
· Pada Timbangan Digital pada kapasitas berat yang diangkut oleh bus, truck, dll. Sensor ini dapat di pasang di kenadaran bermotor seperti, motor, mobil, truck ataupun bus. Karena banyak kendaraan bermotor tidak menaati peraturan dalam berkendara. Biasanya mereka membawa beban dalam kendaraannya melebihi yang standart kendaraan yang seharusnya. Itu mengakibatkan dapat terjadinya keolengan kemudian terjadi kecelakaan. Untuk menghindari hal tersebut dapat kita dapat memasangkan sensor ini. Jika terjadi kelebihan muatan kendaraan tersebut akan berbunyi dengan keras, dan mesin tidak dapat dihidupkan.
· Pada pengukura batas maksimal tumpangan pada lift
Dalam sebuah lift, biasanya dibatasi berat maksimal bila ingin menggunakan lift. Alat ini bekerja dengan cara apabila kita memasuki lift, maka alat ini akan menampilkan jumlah berat total orang yang memasuki lift.
· Alat ini di namai dengan Strain Gage Motor alias SGM. Timbangan Digital pada Permukaan Motor, hal ini berguna untuk mencegah motor ditumpangi melebihi kapasitas berat tumpangan. Karena angka digital memiliki tingkat presisi yang teliti. Sehingga Motor tidak akan bisa digunakan selama indikator timbangan digital belum menizinkan
Pada bagian bawah akan ditampilkan nilai strain gauge yang terbaca pada seven segment common cathoda, dimana proses yang terjadi ialah output tegangan akan diterjemahkan oleh IC ADC (Analog to Digital Converter) 0804, dengan outputnya bilangan hexadecimal. Pin output ADC tersebut dihubungkan ke BCD (Binary Coded Decimal) 74LS48 yang berfungsi sebagai decoder sebelum dihubungkan ke seven segment.
