1.Tujuan (Kembali)
- Memahami bagimana cara kerja bel listrik
- memahami peran solenoida dalam cara kerja bel listrik
- memahamicara perancangan rangkaian bel listrik menggunakan aplikasi Proteus.
2.Dasar Teori (Kembali)
1. Sensor magnet (solenoid)
Sensor magnet ialah salah satu dari beragam jenis sensor, ia bekerja dengan cara memanfaatkan medan magnet yang ada dan kemudian mengubah medan magnet tersebut menjadi sinyal-sinyal (pulse) listrik yang kemudian akan dilakukan pemrosesan oleh rangkaian elektronik. Singkatnya sensor magnetic adalah sebuah transduser yang mengubah medan magnet menjadi sinyal listrik.
Sebelum lebih jauh masuk kepada sensor magnet alangkah lebih tepatnya jika kita memahami apa itu medan magnet
a. Medan Magnet
Dalam ilmu fisika, sebuah medan magnet adalah suatu medan yang terbentu diakibatkan oleh adanya pergerakan arus listrik yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. Medan magnet adalah muatan yang besifat muatan vector. Pada sebuah medan magnet , maka sebuah gaya akan diberikan pada partikel-partikel electron bergerak yang dekat dengannya. Sehingga menyebabkan kekuatan medan agnet berbeda-beda tergantung pada lokasi (jarak).
Medan magnet terurai menjadi dua symbol menurut kaidah “International systems of units”. Yakni B dan H. Dalam pemakaiannya B menggunakan satuan tesla atau newton sebagai satuan, sementara H menggunakan ampere/meter. Cara kerja medan magnet dapat diuraikan sebagai berikut:
Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa, medan magnet menggunakan prinsip tangan kanan untuk menentukan hubungan antara arah arus(I), besaran medan (B) dan jarak (P). Semakin jauh jarak terhadap kawat maka akan semakin kecil besar medannya.
Berdasarkan rumusan matematik biot savart, maka untuk menghitung besaran medan magnet digunakan
B=µ0.I.N/2π.a
Dimana:
B : Medan magnet (T)
Π0 : Permeabilitas ruang hampa
N :Jumlah lilitan (n)
I : Arus Listrik (A)
b. Medan magnet solenoid
Sesuai judul yakni sensor medan magnet solenoid, maka akan dijelaskan mengenai solenoid itu sendiri.
Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan , apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batang. Kumparan ini disebut dengan Solenida.Besarnya medan magnet disumbu pusat (titik O) Solenoida dapat dihitung:
B=µ0.I.N/L
Dimana:
B : Besar medan magnet (T)
µ0 : Permeabilitas
I : Besar arus yang mengalir (A)
N :Banyak lilitan (n)
L :Panjang Solenoida (M)
Berikut ialah hubungan antara konsumsi arus dan tegangan,tegangan dan suara dalam grafik (datasheet).
Pada dasarnya bel listrik terdiri atas dua elektromagnet yang disebut solenoida, di mana setiap solenoida dililitkan pada arah yang berlawanan. Solenoida adalah penghantar melingkar yang berbentuk kumparan panjang. Medan magnet yang ditimbulkan oleh solenoida akan lebih besar daripada yang ditimbulkan oleh sebuah penghantar melingkar, apalagi oleh sebuah penghantar lurus. Jika solenoida dialiri arus listrik maka akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan solenoida berarus listrik bergantung pada kuat arus listrik dan banyaknya kumparan. Garis-garis gaya magnet pada solenoida merupakan gabungan dari garis-garis gaya magnet dari kawat melingkar. Gabungan itu akan menghasilkan medan magnet yang sama dengan medan magnet sebuah magnet batang yang panjang. Kumparan seolah-olah mempunyai dua kutub, yaitu ujung yang satu merupakan kutub utara dan ujung kumparan yang lain merupakan kutub selatan
Ketika saklar (7) di sambung, maka arus listrik mengalir dari sumber (3) menuju solenoida yang berisi inti besi (1), berdasarkan prinsip elektromagnetik maka ketika solenoida yang berisi inti besi dialiri arus listik, inti besi akan berubah menjadi magnet sementara sehingga menarik pemukul (5) menuju magnet, akibatnya aliran listrik terputus karena pemukul tidak lagi bersentuhan dengan penyambung no (6), ketika pemukul tertarik kearah magnet, secara bersamaan pemukul juga memukul piringan (2). Karena aliran arus listrik terputus, maka elektromagnetik akan hilang sifat kemagnetannya, hal ini mengakibatkan pemukul kembali ke posisinya semula, proses tersebut terjadi berulang kali dengan cepat sehingga bel terdengar tidak terputus-putus.
Transistor NPN 2N4124 (Datasheet)
3.Rangkaian simulasi (Kembali)
berikut ialah rangkaian bel elektrik pada aplikasi proteus 8:
Switch
Switch berguna sebagai pemutus atau penyambung suatu rangkaian elektronika.
Buzzer
Buzzer adalah komponen yang akan mengeluarkan suara saat rangkaian dijalankan di proteus 8. ia akan mengeluarkan bunyi berdenging.
Resistor (Datasheet)
Sebuah resistor adalah komponen dalam suatu rangkaian listrik yang berfungsi untuk menahan laju arus listrik yang mengalir pada rangkaian listrik.
Kapasitor (Datasheet)
Kapasitor memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan listrik,dalam medan listrik dalam jangka waktu tertentu dengan cara memanfaatkan ketidakseimbangan internal dari muatan arus tersebut.
Transistor NPN 2N4124 (Datasheet)
Transitor ini ialah berjenis NPN yang berarti bahwa ia akan aktif ketika basis diberi tegangan positif
3.Rangkaian simulasi (Kembali)
berikut ialah rangkaian bel elektrik pada aplikasi proteus 8:
rangkaian dibuat dengan memasukkan arus dc dari sebuah DC generator sebesar 48Volt, yang dihubungkan dengan tahana sebesar 1K ohm. Rangkaian ini kemudia disambungkan dengan sebuah switch anallog. yang dimana switch ini dihubung dengan transistor NPN 2N4124.. Keseluruhan ini kemudian dihubungkan menuju kaki buzzer/speaker.
4. Alat dan Bahan (Kembali)
4. Alat dan Bahan (Kembali)
- Transisitor NPN 2N4124 x2
- Resistor R1 1K ohm
- Resistor R2 1K ohm
- Resistor R3 1K ohm
- Capacitor C1 1000nF
- Capacitor C2 100nF
5.Cara Kerja (Kembali)
Rangkaian dibuat dengan memasukkan arus dc
dari sebuah DC generator sebesar 48Volt, yan dihubungkan
dengan tahanan R1 sebesar 1K ohm. Didalam rangkaian ini diberi 2 buah
transistor berjenis NPN dengan kode 2N4124, yamng masing -masing dihubungkan dengan
2 buah lagi tahanan yang masing-masing jug memiliki nilai tahanan sebesar 1K
ohm.Rangkaian ini kemudia disambungkan dengan sebuah switch analog. Dimana switch ini dihubung dengan sebuah DC voltmeter untuk mengukur tegangan
yang dihasilkan setelah melalui rangkaian. Resistor 2 dan 3 berfungsi untuk menyalurkan potensial ke kolektor dan basis transisitor yang berfungsi untuk membangkitkan potensial suara yang sudah dihasilkan R1.
Untuk memestikan stabilisasi arus pada rangkaian dipasang
2 buah Transistor NPN berjenis 2N4124 yang akan hidup ketika basis nya diberi
muatan positif dari baterai. Pada Transistor NPN pertama Kolektor akan dihubungkan
menuju basis transitor selanjutnya untuk di amplify kan,Ketika sebuah tegangan positif diberikan kepada sebuah transistor, maka emiter akan mensuplai elektron yang berasal dari base, pergerakan elektron ini (dari kolektor ke emiter) akan menciptakan aliran arus di transisitor. Arus ini akan bergerak dari emitor ke kolektor melalui base. sehingga dengan mengatur tegangan di base , laju arus dapat dikendalikan sehingga perubahan kecil pada tegangan di base dapat menghasilkan output yang besar.
Transitor kedua ini akan dihubungkan kepada transitor pertama yang tujuannya adalah untuk lebih memperkuat sinyal. Capacitor C3 disebut juga dengan sebutan kondensator emitor (Ce). Fungsinya ialah menyimpangkan aliran arus agar getaran potensial suara yang diterima tidak mengalami aliran penentang
No comments:
Post a Comment