Selasa, 12 Juli 2022

[Menuju Akhir]
 

SOAL 7.4

1. Tujuan[kembali]

  1. Untuk mengetaui materi encoder (output akitf high)
  2. Untuk mengetahui rangkaian simulasi aplikasi encoder(output aktif high).
2. Alat dan Bahan[kembali] 
              1. Encoder


 

Spesifikasinya : 



        2. Gerbang AND

Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan
logika 1 jika semua masukan berlogika 1, jika tidak
maka output yang dihasilkan akan berlogika 0.
 



IC 7411 berisi tiga gerbang AND dengan tiga input dari keluarga Transistor Transistor Logic

Konfiugurasi pin:

- Vcc : Kaki 14

 - GND : Kaki 7

- Input : Kaki 1, 2, 3, 4, 5, 9,10,11 dan 13

- Output : Kaki 6, 8,  dan 12



 
 
3. Gerbang OR
Gerbang OR merupakan operasi boolean penjumlahan yang bersimbol (+).
 
 




Spesifikasinya:

- Tegangan Suply : 7V

- Tegangan Input : 5,5 V

- Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat

- Kisaran suhu penyimpanan : -65 derjat sampai +150 derjat celcius




 
 
4. Inverter
Inverter adalah suatu rangkaian atau perangkat elektronika yang dapat mengubah arus listrik searah (DC) ke arus listrik bolak-balik (AC) pada tegangan dan frekuensi yang dibutuhkan sesuai dengan perancangan rangkaiannya.





 
5. Power supply
Power supply atau catu daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik maupun elektronika lainnya. 




 
Spesifikasinya:

Rated working condition:

Working condition Temperature -10°C-40°C,relative humility≤90%

Storage condition Temperature -10°C-40°C,relative humility≤80%

Output: Voltage 0-30V, Current 0-5A, Power 150W

 
 
6. Logic State
Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan  input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.







7. Logic Probe
Logic probe adalah alat yang dapat menganalisa suatu rangkaian IC dengan cara menunjukkan logika keluar dari kaki pin IC tersebut.


8. Sensor Vibration

 

Vibration Sensor (SW-420) adalah sensor getaran non-directional dengan sensitivitas yang tinggi. Ketika modul ini dalam keadaaan stabil, rangkaian akan bekerja dan menghasilkan output berlogika high. Ketika terjadi gerakan atau getaran, rangkaian akan tertutup sebentar dan menghasilkan output berlogika low. Pada saat yang sama, juga dapat menyesuaikan sensitivitas sesuai dengan kebutuhan.

Konfigurasi Pin Sensor Vibration SW420 :


 


Grafik Respon Sensor Vibration SW420:


Skematik:

 

9. Sensor LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini.

Konfigurasi pin:



Pin 1 : Electrical contact

Pin 2 : Electrical contact

Grafik Respon:



Spesifikasi:



Data Sheet LDR:

 

 

10. 7 Segment Anoda


Layar tujuh segmen adalah salah satu perangkat layar untuk menampilkan sistem angka desimal yang merupakan alternatif dari layar dot-matrix. Layar tujuh segmen ini sering kali digunakan pada jam digital, meteran elektronik, dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik.

Data Sheet Seven segment:

 

11. Relay

Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil. Relay memiliki fungsi sebagai saklar atau elektromagnetik switch yang mana dikendalikan oleh magnet listrik


Konfigurasi pin relay:


Spesifikasi Relay:

12. Sound Sensor 


 
 
Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
 
13. Lampu



Lampu adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.

Spesifikasi lampu yang digunakan : 12 V
 
 
14. Transistor BC547






Spesifikasi : 
 
- Bahan pembuatan : si
- Kekuatan : NPN
- Maximum Collector Power Dissipation (Pc): 40 W
- Maximum Collector-Base Voltage |Vcb|: 80 V
- Maximum Collector-Emitter Voltage |Vce|: 40 V
- Maximum Emitter-Base Voltage |Veb|: 5 V
- Maximum Collector Current |Ic max|: 3 A
- Max. Operating Junction Temperature (Tj): 150 °C
 
15. Dioda



Gambar : bentuk dioda

Spesifikasi :
 
- Bahan pembuatanya:semikonduktor silikon dan germanium
- Nilai kapasitansi :tergantung tegangan yang diberikan dengan reserve bias
- Tegangan jatuh : berkisaran 0,2-0,3 V

16. Resistor






 
Spesifikasi :
 
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 M: (mega ohm) = 1000 K: (kilo ohm) = 106 :  (ohm)). Kebanyakan rangkaian listrik menggunakan penghantar berupa kawat tembaga, karena tembaga adalah bahan penghantar yang baik. Akan tetapi , sejumlah sambungan pada rangkaian listrik memerlukan tahanan listrik yang lebih besar oleh sebab itu perlu menggunakan tahan atau resistor.
 

17. Buzzer

 

Bel atau penyuara bip adalah perangkat sinyal audio, yang mungkin mekanis, elektromekanis, atau piezoelektrik. Penggunaan umum dari bel dan bip termasuk perangkat alarm, pengatur waktu, dan konfirmasi masukan pengguna seperti klik mouse atau penekanan tombol.

Konfigurasi Pin :

 

 
            Spesifikasi :

18. Push button


 
Push Button adalah saklar yang berupa tombol dan berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik.
 
 

19. Ground

Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.

3. Dasar Teori[kembali] 

1.Resistor

Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya resistor nilai tetap (fixed resistor), resistor variabel (variabel resistor), thermistor, dan LDR.







Cara membaca nilai resistor

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.

 4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).

5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor



2. Diode

Cara Kerja Dioda:

Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).

a. tanpa tegangan



Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. 

b. kondisi forward bias



Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif.

c. kondisi reverse bias



Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub.

3. Transistor

Transistor NPN



Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.


Transistor PNP



Pada transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan kolektor.

Transistor sebagai saklar

Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan;

Rb = Vbe / Ib

Transistor sebagai penguat

Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base.

DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)



 4. IC OP-AMP

Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:

a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ~)

b. Impedansi input tak berhingga (rin = ~)

c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ~)

d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)



Rangkaian Dasar OP AMP

a. OP AMP Inverting



Penguatan yang outputnya berbeda fasa 180° dengan inputnya, bila input positif maka output akan menjadi negatif.

Vout = - (Rf / Rin) Vin

b. OP AMP Non Inverting



Penguatan yang outputnya sama dengan input yaitu tidak ada pembalikan fasa.

 Vout = Vin (1 + Rf / Rin)

5. Gerbang Logika OR (IC 7432)



Gerbang Logika OR memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan 1 Keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran 1 jika salah satu dari Masukan bernilai Logika 1 dan apabila pada gerbang OR  menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.



Tabel kebenaran pada tabel diatas menggambarkan fungsi OR inklusi. Gerbang OR memilki keluaran (ouput) bernilai RENDAH bila semua masukan (input) adalah bernilai RENDAH. Kolom keluaran pada tabel memperlihatkan bahwa hanya baris 1 pada tabel kebenaran OR yang menimbulkan keluaran 0, sedangkan semua baris lain menimbulkan keluaran 1.

6. Gerbang Logika XOR ( IC 4030)

Gerbang Ex-OR adalah kombinasi dari gerbang-gerbang logika yang komplek yang digunakan untuk membentuk rangkaian logika aritmatika, komparator dan rangkaian untuk mendeteksi error.

Gerbang logika Ex-OR disimbolkan seperti pada gambar berikut ini.



Dalam bentuk aljabar Boolean, logika Ex-OR dapat dituliskan seperti berikut ini.

rumus xor 



atau dapat juga aljabar boolean untuk Ex-OR dijabarkan sebagai berikut ini:

rumus xor2



Tabel kebenaran untuk logika Ex-OR adalah



Gerbang logika Ex-OR biasanya digunakan untuk membuat rangkaian operasi  aritmatika dan perhitungan khusus Adder dan Half-Adder. Gerbang logika Ex-OR dapat berfungsi sebagai “carry-bit” atau sebagai kontroller inverter, di mana salah satu input melewatkan data biner dan input lainnya berfungsi sebagai pemberi signal kontrol.

IC gerbang logika Ex-OR antara lain :

IC TTL seri 74LS86 Quad 2 input Ex-OR

 IC CMOS seri 4030 Quad 2 input EX-OR

7. Logic State

Status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

8. Sensor Rain

Sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan  dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Dipasaran sensor ini dijual dalam bentuk module sehingga hanya perlu menyediakan kabel jumper untuk dihubungkan ke mikrokontroler atau Arduino.

Prinsip kerja dari module sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.

Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter.

Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.

Spesifikasi sensor hujan :

a. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan  kualitas tinggi pada kedua sisinya

·       b.Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi

·       c.Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V

·        d. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil

·         e.Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA

·         f. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya

·         g.Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor

·         h.Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)

·         i. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm

9. Sensor LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenainya. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Nilai resistansi dari LDR bergantung pada intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya (siang hari) yang mengenainya, maka semakin kecil nilai resistansinya. Sebaliknya semakin rendah

intensitas cahaya (malam hari) yang mengenainya, maka semakin besar nilai resistansinya.

Secara umum, sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm saat intensitas cahaya rendah (malam hari) dan akan menurun menjadi 500 Ohm saat intensitas cahaya tinggi (siang hari).Umumnya sensor LDR digunakan pada rangkaian lampu otomatis pada rumah, taman, dan jalan raya.

Karakteristik sensor LDR

-Laju Recovery

Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.

-Respon Spektral

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantaryang baik.

Kurva antara intensitas cahaya dan resistansi:

karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :

1.    Tegangan maksimum (DC): 150V

2.     Konsumsi arus maksimum: 100mW

3.    Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ

4.    Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)

5.    Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms

6.    Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

 

10. 7 Segment Anoda

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk  dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.



Tabel Pengaktifan Seven Segment Display



11. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara 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. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.



Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali.  Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet.  Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal.  Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik.  Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V

4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V

5. Switching maksimum

12. Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti



Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

13. Lampu



Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.

 14. IC Encoder74147

Encoder adalah suatu perangkat yang dapat mengubah suatu sistem (bilangan decimal) yang terdapat pada bagian input menjadi bilangan biner pada output nya. Bisa juga diartikan bahwa encoder adalah salah satu kombinasi output akan aktif apabila salah satu inputnya aktif. Encoder juga bisa mengkonversi decimal ke BCD. 



 

Spesifikasinya : 


 


15. Sound Sensor 


Gambar : Bentul sound sensor


Konfigurasi pin:
pin 1: sebagai pin tester yang meletakan logicstate 
pin 2:Vcc : sebagai input dari tegangan untuk sensor
pin 3: Vout : sebagai keluar dari tegangan atau input 
pim 4: GND


Spesifikasi:
1.    Voltage: 5V
2.    LED menyala menunjukkan sinyal keluaran.
3.    Tingkat output TTL.
4.    Keluaran Analog, dapat dihubungkan ke pin Analog dari mikrokontroller (ADC).
5.    Dilengkapi dioda perlindungan (untuk mencegah kekuasaan karena terbalik power suply)
6.    Bila suara mencapai batas yang ditetapkan oleh keluaran potensiometer rendah, on-board lampu LED.
7.    Tingkat output arus hingga 100mA, bisa langsung mendrive relay, buzzer, kipas angin kecil, dll
8.    Board dilengkapi dengan lubang sebesar 3mm dua buah untuk memudahkan instalasi sistem.

 


9. Sensor LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenainya. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Nilai resistansi dari LDR bergantung pada intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya (siang hari) yang mengenainya, maka semakin kecil nilai resistansinya. Sebaliknya semakin rendah

intensitas cahaya (malam hari) yang mengenainya, maka semakin besar nilai resistansinya.

Secara umum, sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm saat intensitas cahaya rendah (malam hari) dan akan menurun menjadi 500 Ohm saat intensitas cahaya tinggi (siang hari).Umumnya sensor LDR digunakan pada rangkaian lampu otomatis pada rumah, taman, dan jalan raya.

Karakteristik sensor LDR

-Laju Recovery

Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.

-Respon Spektral

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantaryang baik.

Kurva antara intensitas cahaya dan resistansi:

karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :

1.    Tegangan maksimum (DC): 150V

2.     Konsumsi arus maksimum: 100mW

3.    Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ

4.    Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)

5.    Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms

6.    Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

 10. 7 Segment Anoda

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk  dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.



Tabel Pengaktifan Seven Segment Display

11. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara 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. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.



Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali.  Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet.  Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal.  Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik.  Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V

4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V

5. Switching maksimum

12. Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti



Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

13. Lampu



Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.

14. Sound Sensor 




Konfigurasi pin:
pin 1: sebagai pin tester yang meletakan logicstate 
pin 2:Vcc : sebagai input dari tegangan untuk sensor
pin 3: Vout : sebagai keluar dari tegangan atau input 
pim 4: GND


Spesifikasi:
1.    Voltage: 5V
2.    LED menyala menunjukkan sinyal keluaran.
3.    Tingkat output TTL.
4.    Keluaran Analog, dapat dihubungkan ke pin Analog dari mikrokontroller (ADC).
5.    Dilengkapi dioda perlindungan (untuk mencegah kekuasaan karena terbalik power suply)
6.    Bila suara mencapai batas yang ditetapkan oleh keluaran potensiometer rendah, on-board lampu LED.
7.    Tingkat output arus hingga 100mA, bisa langsung mendrive relay, buzzer, kipas angin kecil, dll
8.    Board dilengkapi dengan lubang sebesar 3mm dua buah untuk memudahkan instalasi sistem.


4. Percobaan[kembali]
 
4.1 Prosedur percobaan 
        1.siapkan komponen yang digunakan :
          - IC encoder
            -power, ground
            -AND, OR
            - logic state dan logic probe
        2.letakan komponen pada papan rangkaian 
        3.rangkailah dengan benar 
        4.untuk lebih jelas lihat video dibawah

4.2 Rangakaian simulasi 
    A. Foto/screenshoot
 

    B. Prinsip Kerja
 

Saat sensor LDR tidak mendeteksi adanya cahaya:

Arus tidak mengalir dari battery menuju ke sensor LDR, sehingga tidak ada tegangan pada output sensor. sehingga tidak ada tegangan juga menuju ke R3 dan tidak ada tegangan yang akan masuk juga ke rangkaian op amp non inverting. Lalu  tidak ada tegangan yang di umpankan ke resistor R7 10k sehingga tegangan basis transistor Q2 tidak aktif. Karena transistor Q2 tidak aktif maka tidak ada arus yang akan mengalir dari battery menuju relay RL2 lalu terus ke kaki collector Q2 lalu ke kaki emitor Q2 lalu ke ground. Sehingga menyebabkan switch relay tidak pindah dari kanan ke kiri (on) sehingga tidak terhubung dengan baterai, menyebabkan buzzer tidak berbunyi.

Saat sensor LDR mendeteksi adanya cahaya:

Arus mengalir dari battery menuju ke sensor LDR dan terukur tegangan output sensor sebesar 8.80 V. Arus juga menuju ke R3 dan akan masuk juga ke rangkaian op amp non inverting yang mana terjadi penguatan sebesar 1.2x dengan rumus 1+ R1/R2= 1 + 0.2, sehingga tegangan outputnya menjadi 10.6 V. Lalu di umpankan ke resistor R7 10k sehingga tegangan basis transistor menjadi 0.86 V yang sudah mengaktivkan transistor Q2. Karena transistor Q2 aktif maka arus akan mengalir dari battery menuju relay RL2 lalu terus ke kaki collector Q2 lalu ke kaki emitor Q2 lalu ke ground. Sehingga menyebabkan switch relay pindah dari kanan ke kiri (on) sehingga terhubung dengan baterai, menyebabkan buzzer berbunyi.

Saat sensor suara tidak mendeteksi suara kotak amal yang pecah dipukul:

Saat sensor suara tidak mendeteksi adanya suara kotak amal yang pecah dipukul (logika 0) tidak ada tegangan yang diumpankan dari vcc ke kaki pin out sehingga tidak ada tegangan setelah melewati resistor R1 lalu menyebabkan tegangan pada kaki tidak cukup untuk mengaktifkan transistor Q1 sehingga tidak ada arus yang mengalir dari suplai ke relai RL1 ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground dan switch pada relay tidak berpindah dari kanan ke kiri (off).  Sehingga buzzer tidak berbunyi.

Saat sensor suara mendeteksi suara kotak amal yang pecah dipukul:

Saat sensor suara mendeteksi adanya suara kotak amal yang pecah dipukul(logika 1) maka tegangan +5V dari pin Vcc lalu diteruskan ke resistor (R1), karena tegangan di kaki base Q1 +0,83V dan cukup untuk mengaktifkan transistor Q1 maka arus akan mengalir dari suplai menuju ke relai RL1 menuju kaki kolektor Q1 lalu ke kaki emitor Q1 lalu ke ground. Sehingga menyebabkan switch relay pindah dari kanan ke kiri (on) sehingga terhubung dengan baterai, dan menyebabkan buzzer berbunyi.

Saat sensor vibrasi tidak mendeteksi getaran kotak amal yang dibobol menggunakan alat khusus:

Saat sensor vibrasi tidak mendeteksi adanya suara kotak amal yang pecah dipukul (logika 0) tidak ada tegangan yang diumpankan dari vcc ke kaki pin out sehingga tidak ada tegangan setelah melewati resistor R8 lalu menyebabkan tegangan pada kaki tidak cukup untuk mengaktifkan transistor Q3 sehingga tidak ada arus yang mengalir dari suplai ke relai RL3 ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground dan switch pada relay tidak berpindah dari kanan ke kiri (off).  Sehingga buzzer tidak berbunyi.

Saat sensor suara mendeteksi getaran kotak amal yang dibobol menggunakan alat khusus:

Saat sensor vibrasi mendeteksi adanya suara kotak amal yang pecah dipukul(logika 1) maka tegangan +5V dari pin Vcc lalu diteruskan ke resistor (R8), karena tegangan di kaki base Q3 +0,82V dan cukup untuk mengaktifkan transistor Q3 maka arus akan mengalir dari suplai menuju ke relai RL3 menuju kaki kolektor Q3 lalu ke kaki emitor Q3 lalu ke ground. Sehingga menyebabkan switch relay pindah dari kanan ke kiri (on) sehingga terhubung dengan baterai, dan menyebabkan buzzer berbunyi.

Penjelasan tentang Encoder IC 74147:
Input kaki 1 pada IC 74147 berasal dari output pada sensor LDR. Input pada kaki 2 berasal dari output gerbang OR yang masing-masing inputnya berasal dari output sound sensor dan sensor vibrasi. sedangkan input kaki 3-9 digroundkan.
 
Selanjutnya pada output kaki Q0-Q3 dihubungkan dengan seven segment display agar bilangan binar dapat dikonversi menjadi angka. Untuk penjelasan sensor mana saja yang aktif dapat dilihat pada tabel dibawah berikut:



 
4.3 video 



 4.4 Download
 
file html klik disini
file rangkaian klik disini
file video klik disini
datasheet ic 74147 klik disini
datasheet library sound sensor klik disini
datasheet library vibration sensor klik disini
datasheet sound sensor klik disini
datasheet vibration sensor klik disini 
datasheet transistor BC547 klik disini 

 
 
[Menuju Awal]

 

[Menuju Akhir] [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]   DAFTAR ISI 1. Tujuan 2. Alat dan Bahan 3. Dasar Teori 4. P...