Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

 (KONTROL OVEN)

Rangakian simulasi kontrol oven

A.Touch Sensor

Prinsip Kerja:

Rangkaian ini bekerja dengan memanfaatkan touch sensor sebagai pemicu untuk mengaktifkan motor pembuka pintu oven. Ketika permukaan sensor disentuh, modul touch sensor menghasilkan perubahan tegangan pada pin output. Tegangan output inilah yang kemudian menjadi sinyal input bagi op-amp TL082 (atau LM741 jika digunakan) yang dikonfigurasi sebagai non-inverting amplifier.

Pada konfigurasi non-inverting amplifier, sinyal dari touch sensor masuk ke input non-inverting (+) op-amp. Output op-amp kemudian diberikan kembali ke input inverting (−) melalui jaringan resistor R2–R3, sehingga membentuk umpan balik negatif. Tujuan konfigurasi ini adalah memperkuat sinyal dari sensor dan memastikan keluaran tetap stabil, konsisten, serta tidak terpengaruh oleh beban yang terhubung di tahap selanjutnya.

Ketika touch sensor disentuh, tegangan output sensor meningkat. Tegangan ini diperkuat oleh op-amp sehingga menghasilkan level tegangan output yang cukup besar untuk memicu transistor  melalui resistor bias R1. Jika tegangan input ke basis transistor melebihi ambang aktifnya, transistor masuk ke kondisi jenuh (saturation) sehingga arus dapat mengalir dari kolektor menuju emitter.

Arus yang mengalir melalui transistor akan mengaktifkan relay 5V yang terhubung pada koilnya. Ketika relay aktif, posisi switch relay berubah dari Normally Open (NO) menjadi tertutup, sehingga sumber daya 12V pada bagian beban dapat menghidupkan motor penggerak pintu oven. Motor akan berputar dan membuka pintu oven secara otomatis.

Untuk melindungi transistor dari lonjakan tegangan balik yang dihasilkan oleh koil relay saat relay dimatikan, dipasang sebuah dioda flyback paralel pada koil relay. Dioda ini menyerap tegangan balik sehingga transistor tidak rusak.

Dengan demikian, sistem bekerja secara otomatis:

ketika touch sensor disentuh, op-amp memperkuat sinyal, transistor aktif, relay menyala, dan motor bergerak untuk membuka pintu oven.

B.Gas Sensor (MQ-2)

Prinsip kerja:

Rangkaian ini bekerja dengan memanfaatkan sensor gas MQ-2 sebagai pendeteksi keberadaan asap atau gas mudah terbakar. Sensor MQ-2 menghasilkan sinyal analog berupa perubahan tegangan pada pin OUT yang bergantung pada konsentrasi gas di udara. Tegangan inilah yang selanjutnya diproses oleh rangkaian komparator non-inverting berbasis IC LM393.

Tegangan dari sensor MQ-2 masuk ke input non-inverting (+) pada LM393. Sementara itu, terminal inverting (−) menerima tegangan referensi (Vref) yang dapat diatur menggunakan potensiometer RV1. Dengan demikian, nilai ambang (threshold) pendeteksian gas dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan.

Ketika konsentrasi gas rendah, tegangan dari MQ-2 masih berada di bawah tegangan referensi. Dalam kondisi ini, output komparator berada pada level low, sehingga tidak cukup untuk mengaktifkan tahap selanjutnya. Namun, ketika konsentrasi gas meningkat, tegangan pada input non-inverting menjadi lebih besar dari Vref. Akibatnya, output LM393 berubah menjadi high (+Vsat) sehingga memberikan sinyal pemicu ke rangkaian transistor melalui resistor bias R38.

Sinyal output komparator yang tinggi akan mengaktifkan transistor 2N2222, membuatnya masuk ke kondisi jenuh (saturated). Saat transistor jenuh, arus dapat mengalir dari kolektor menuju emitter. Arus ini kemudian mengalir melalui koil relay 5V sehingga relay berubah dari posisi Normally Open (NO) menjadi tertutup.

Posisi relay yang tertutup memungkinkan sumber daya dari baterai 5V mengalir ke beban, yaitu LED indikator. LED akan menyala sebagai tanda bahwa gas terdeteksi oleh sensor MQ-2.

Untuk menghindari kerusakan transistor akibat tegangan balik dari koil relay ketika relay dimatikan, dipasang sebuah dioda flyback (D9) secara paralel dengan koil. Dioda ini berfungsi menahan lonjakan tegangan agar tidak mencapai transistor.

Dengan demikian, sistem bekerja otomatis: ketika konsentrasi gas meningkat dan melampaui ambang yang ditentukan, komparator aktif, transistor mengalirkan arus, relay menyala, dan LED indikator hidup sebagai tanda adanya kebocoran gas.