Pemutus Sirkuit Pengendali Jarak Jauh Menggunakan Mikrokontroler

Kami sering menemui situasi di mana kita ingin menghidupkan beban listrik dengan menekan beberapa tombol pada program komputer. Misalkan, Anda duduk di sebuah pembangkit listrik dan ingin menghidupkan pemutus sirkuit secara jarak jauh. Mengontrol pemutus sirkuit dari lokasi jauh dapat dicapai dengan menggunakan Mikrokontroler. Kami akan membahas bagaimana membuat Pemutus Sirkuit Jarak Jauh Menggunakan Mikrokontroler.

Untuk pemutus sirkuit yang dikendalikan jarak jauh ini, kita membutuhkan:

1. Mikrokontroler (seperti  Arduino)

2. Transistor

3. Dioda

4. Resistor

5. Relay

6. LED

7. PC (Komputer Pribadi)

Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah IC yang memiliki kecerdasan untuk memahami perintah yang diterima dari PC melalui protokol komunikasi. Mikrokontroler memiliki berbagai protokol komunikasi untuk berkomunikasi dengan PC seperti Serial, Ethernet, dan CAN (Controller Area Network).

Mikrokontroler memiliki banyak periferal seperti pin GPIO (general purpose Input Output), ADC (Analog to Digital Converter), timer, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), dan Ethernet, serta banyak periferal lainnya untuk berkomunikasi dengan dunia luar.
Output digital dari mikrokontroler adalah sinyal arus rendah.

Ketika Anda mengatur pin menjadi HIGH, voltase yang muncul pada pin tersebut biasanya +3.3V atau +5V dan arus yang dapat disumber atau disinkronisasi sekitar 30mA. Ini cukup jika Anda mengontrol LED yang persyaratannya kecil.

Jika kita ingin mengontrol pemutus sirkuit dengan pin mikrokontroler, maka kita membutuhkan driver yang dapat mensumberkan arus yang dibutuhkan ke beban untuk menghidupkannya. Anda membutuhkan komponen antara mikrokontroler dan perangkat yang akan dikendalikan dengan voltase dan arus kecil. Relay dan transistor paling sering digunakan untuk tujuan ini.

Transistor

Transistor berfungsi sebagai driver dalam aplikasi ini yang memberikan arus yang diperlukan ke relay untuk menghidupkannya ketika dalam mode saturasi.

Resistor

Resistor digunakan untuk membatasi arus di LED, transistor.

LED

Diode penerangan digunakan untuk menunjukkan apakah pemutus sirkuit hidup atau mati.

Relay

Relay adalah saklar yang digunakan untuk mengontrol beban listrik daya tinggi (seperti Pemutus Sirkuit, Motor, dan Solenoide). Saklar normal tidak dapat menangani beban daya tinggi, itulah mengapa relay digunakan untuk mengontrol beban listrik daya tinggi.

Prinsip Kerja Pengendalian Jarak Jauh Pemutus Sirkuit oleh Mikrokontroler

Ketika perintah diberikan ke mikrokontroler untuk menghidupkan beban, pin mikrokontroler diatur ke 3.3V (dalam rangkaian di atas) yang menghidupkan transistor NPN. Ketika transistor ON, arus mengalir dari kolektor ke emitor transistor yang mengaktifkan relay dan relay menghubungkan tegangan AC ke pemutus sirkuit yang menghidupkan pemutus sirkuit.

LED digunakan untuk menunjukkan apakah pemutus sirkuit Hidup atau Mati. Ketika pin mikrokontroler tinggi, LED menyala (Pemutus Sirkuit Hidup), ketika pin mikrokontroler rendah, transistor dalam kondisi OFF dan tidak ada arus yang mengalir ke kumparan relay dan pemutus sirkuit Mati, LED juga Mati.

Dioda Perlindungan

Ketika relay dimatikan, e.m.f balik dihasilkan yang dapat merusak transistor jika magnitudo e.m.f balik lebih besar dari VCEO transistor. Untuk melindungi transistor serta output digital mikrokontroler, digunakan dioda yang menghantarkan saat relay mati. Ini juga dikenal sebagai dioda freewheeling.

Perancangan

Mikrokontroler yang diasumsikan memberikan 3.3V ketika pin tinggi dan 0V ketika pin rendah. Pilih relay 12 V dengan tahanan kumparan 360 ohm, maka arus yang diambil oleh relay untuk menghidupkannya

Ini adalah arus nominal relay.

LED (tegangan maju = 1.2 V) mengambil sekitar 20mA arus, maka tahanan RLED

Nilai RLED dapat dipilih 500 Ω.

RB dapat dipilih sebagai 4K untuk memberikan arus basis lebih besar ke transistor GUI (Graphical User Interface): GUI dapat dikembangkan dalam bahasa level tinggi (seperti C#) yang menggunakan UDP (User Datagram Protocol) untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui PC. Berikut adalah GUI yang mengontrol output digital mikrokontroler melalui protokol UDP.