[Menuju Akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

 

 Tugas Besar

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

KONTROL KEBAKARAN DI DAPUR

1. Tujuan[kembali]

a. Mengetahui pengertian Flame Sensor, PIR Sensor, Sound Sensor dan MQ-2 Sensor

b. Mengetahui Simulasi rangkaian Flame Sensor, PIR Sensor, Sound Sensor dan MQ-2 Sensor

c. Mengetahui tabel kebenaran dari jenis IC dan gerbang logika yang digunakan

 

2. Alat dan Bahan[kembali] 

 

Alat:

1. Power Suply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.

2. Voltmeter DC

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur. 

 

Bahan:

  

3. Transistor NPN

Gambar : Transistor NPN di proteus

Gambar : Bentuk transistor NPN

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

 

4. Dioda

Gambar : Dioda di proteus

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

5. Resistor

Gambar : Resistor di proteus

 

Gambar : Bentuk 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.

6. Demultiplexer (IC 75HC238)

 

7. Gerbang Logika XOR

X-OR adalah singkatan dari Exclusive OR yang terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output) Logika. Gerbang X-OR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan-masukannya (Input) mempunyai nilai Logika yang berbeda. Jika nilai Logika Inputnya sama, maka akan memberikan hasil Keluaran Logika 0.

 

  

8. Gerbang Logika OR

Gerbang OR atau disebut juga "OR GATE" adalah jenis gerbang logika yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Meskipun memiliki pengertian yang sama dengan gerbang OR tapi memiliki perbedaan pada simbol dan tabel kebenaran.

Konfigurasi pin IC 7432:

Data Sheet IC 7432:

9. Flame sensor

Flame detector merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm.

Pinout

 

 

        spesifikasi

10. MQ-2 gas sensor

Gas Sensor (MQ2) adalah sensor yang berguna untuk mendeteksi kebocoran gas baik pada rumah maupun industri. Sensor ini sangat cocok untuk mendeteksi H₂, LPG, CH₄, CO₂, Alkohol, Asap atau Propane. Karena sensitivitasnya yang tinggi dan waktu respon yang cepat, pengukuran dapat dilakukan dengan cepat.

Spesifikasi:

 Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah sebagai berikut:

1.                   Catu daya pemanas : 5V AC/DC

2.                   Catu daya rangkaian : 5VDC

3.                   Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen

4.                    Keluaran : analog (perubahan tegangan)

Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000 sensor ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V.

 

Konfigurasi pin dari sensor MQ-2 :

1. Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.

2. Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.

3. Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.

4.  Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

Grafik Karakteristik Sensitivitas

 

11. 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.

 

spesifikasi:

Working voltage: DC 3.3-5V
Adjustable Sensitivity
Dimensions: 32 x 17 mm
Signal output indication
Single channel signal output 

With the retaining bolt hole, convenient installation
Outputs low level and the signal light when there is sound
Output in the form of digital switching outputs (0 and 1 high and low)

 

12. Sensor PIR

          Konfigurasi PIN

   

Spesifikasi Sensor PIR

1. Vin : DC 5V 9V.

2. Radius : 180 derajat.

3. Jarak deteksi : 5 7 meter.

4. Output : Digital TTL.

5. Memiliki setting sensitivitas.

6. Memiliki setting time delay.

7. Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.

8. Berat : 10 gr.

          Grafik respon

13. 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.

14. OPAMP

 

15. Motor DC

Gambar : Motor dc di proteus

 

Spesikasi:

 

– Catu daya 7 – 10 VDC
– Torsi 12 kgf.cm @ 7V
– Kecepatan 0,269 sec/60º
– Antarmuka serial multi-drop TTL
– Umpan balik posisi, beban, dll
– Dimensi 32 x 50 x 38 mm³

16. Relay

 

 

Gambar : Relay di proteus

 

Gambar : Bentuk relay

 

Konfigurasi :

NO dan NC: output 

pin (+)dan(-):input supply coil

common

 

Spesifikasi :

Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm

 

17. 7 Segmen BCD

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:

 

18. 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.

 

 

 

19. Ground

 

 

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)

           5. Gerbang Logika OR

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.

         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. Multiplexer

Multiplexer adalah rangkaian logika kombinasional yang dirancang khusus untuk mengalihkan salah satu dari beberapa jalur INPUT (masukan) ke satu jalur OUTPUT (keluaran). 

 

Multiplexer 2 Input ini pada dasarnya dibangun dari gerbang NAND standar untuk mengendalikan input (I₀ atau I₁) mana yang akan diteruskan ke output pada Q. Dari tabel kebenaran di atas, dapat kita lihat bahwa pada saat memilih Input, apabila Terminal Pengendali A berada pada kondisi logika 0 (rendah), Input I₁ akan meneruskan datanya melalui rangkaian multiplexer gerbang NAND ke output, sedangkan input I₀ diblokir. Namun Ketika Pengendali data A berada pada kondisi logika 1 (tinggi), Input I₀ akan meneruskan datanya ke Output Q sedangkan Input I₁ akan diblokir. 

9. PIR Sensor

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

 a. Lensa Fresnel

Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.

b. IR Filter

IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.

c. Pyroelectric Sensor

Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32˚C, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

d. Amplifier

Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.

e. Komparator

Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.

Pada grafik tersebut ; (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda ; (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan ; (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR, namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.

Grafik Respon :

Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR.

10. Flame sensor

 

merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm.  

alam suatu proses pembakaran pada pembangkit listrik tenaga uap, flame detector dapat mendeteksi hal tersebut dikarenakan oleh komponen-komponen pendukung dari flame detector. Sensor nyala api ini mempunyai sudut pembacaan sebesar 60 derajat, dan beroperasi normal pada suhu 25 – 85 derajat Celcius.

grafik:

11. Sound sensor

 

Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.

Intensitas suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.

Prinsip kerja : 

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen.

Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler. Jika sinyal tersebut diterima oleh mikro kontroler maka akan diolah sesuai dengan program yang dibuat, apakah robot akan berjalan atau berhenti.

Suara yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan disimpan oleh memory. Sebagai contoh jika kita bertepuk tangan 1 kali maka akan dikenali sebagai kondisi 1 atau on sehingga robot dapat berjalan. Jika bertepuk tangan 2 kali maka robot akan mati atau mendapat sinyal kondisi 0. Penggunaan sinyal tergantung dari user bagaimana dia menggunakannya.

Kesensitifan  sensor suara dapat diatur, semakin banyak condensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat menjalankan program.

 

12. MQ-2 gas sensor

 

Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya.

Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. 

 

Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.

Prinsip Kerja

 

Sensor Asap MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang berasal dari gas mudah terbakar di udara. Pada dasarnya sensor ini terdiri dari tabung aluminium yang dikelilingi oleh silikon dan di pusatnya ada elektroda yang terbuat dari aurum di mana ada element pemanasnya.

Ketika terjadi proses pemanasan, kumparan akan dipanaskan sehingga SnO2 keramik menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-2 akan menghasilkan tegangan analog.

Sensor MQ-2 ini memiliki 6 buah masukan yang terdiri dari tiga buah power supply (Vcc) sebasar +5 volt untuk mengaktifkan heater dan sensor, Vss (Ground), dan pin keluaran dari sensor tersebut.

 

Grafik respon:

 

13. BCD 7 Segment

Dekoder merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menampilkan kode-kode biner menjadi karakter yang dapat dipahami secara visual. Decoder BCD ke 7 segment merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah kode BCD menjadi karakter tampilan angka desimal yang dapat dilihat secara visual. Ilustrasi dekoder BCD ke 7 segment dapat dipahami dari gambar berikut :

Data BCD 4 bit diubah menjadi tampilan visual angka desimal 0-9 menggunakan rangkaian logika dasar digital (AND, OR dan NOR). Data BCD 4 bit tersebut diubah sesuai nilai desimal seperti pada tabel berikut.

 

Proses pengkodean data BCD menjadi tampilan angka desimal dilakukan secara terpisah untuk tiap ruas/segment (ruas a- ruas g). Untuk membangun sebuah dekoder 7 segment dari data tabel kebenaran diatas, langkah pertama adalah menentukan persamaan yang dapat mewakili fungsi dekoder tiap ruas. Setelah itu dapat di buat rangkaian decoder untuk tiap ruas menggunakan rangkaian digital dari gerbang logika dasar.

 

14. OPAMP

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.

 Inverting amplifier

Noninverting amplifer

Komparator

Adder

Rangkaian dasar Opamp

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)

15. 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

16. 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. 

17. Push Button   

Push-Button termasuk momentary-contact switch karena mengandalkan pegas untuk terjadi posisi tekan ataupun lepas.

Simbol 

Terdapat dua konfigurasi pada Push-Button Switch (gambar 4.3) yaitu Normally open (NO) dan Normally Closed. Normally Open artinya switch akan tetap terbuka sampai di tekan, Normally Closed artinya pada kondisi tidak di tekan switch dalam keadaan tertutup jika ditekan baru akan terbuka.

18. Logicstate

Logicstate yaitu 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.

Karena hanya dua status logika, logika 1 dan logika 0, yang dimungkinkan, teknik aljabar Boolean dapat digunakan untuk menganalisis rangkaian digital yang melibatkan sinyal biner. Istilah logika positif diterapkan ke sirkuit di mana logika 1 ditetapkan ke level tegangan yang lebih tinggi; Dalam rangkaian logika negatif, logika 1 ditunjukkan dengan level tegangan yang lebih rendah.
 

19. Buzzer

Buzzer listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
Simbol 









Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi kisaran 1-5 KHz hingga 100 KHz untuk aplikasi ultrasound. Tegangan operasional buzzer yang umumnya berkisar 3-12 V.
   Cara Kerja Buzzer


    Tegangan Listrik yang mengalir ke buzzer akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut akan diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh manusia.

4. Percobaan[kembali]

 

4.1 Prosedur percobaan 

1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan

2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen

3. Cari komonen yang diperlukan di library proteus

4. pasang 7SEG-BCD, IC 74HC238, IC 74147, BATTERY, BUTTON, BUZZER, DIODE, FLAME SENSOR, MQ-2 GAS SENSOR, SOUND SENSOR, PIR SENSOR, INVERTER, LOGICSTATE, MOTOR,  NPN, OPAMP, OR, XOR, RES, RELAY  sesuai gambar rangkaian dibawah

6. Atur nilai resistor serta logic state

7. Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup dan bcd seven segment menyala maka rangkaian bisa digunakan

       

4.2 Rangakaian simulasi  

A. Foto/screenshoot

 

B. Prinsip kerja

 

Saat flame sensor mendeteksi adanya api:

Saat flame sensor mendeteksi adanya api di dapur (logika 1) maka tegangan +5V mengalir ke gerbang OR dan diteruskan ke resistor (R1) lalu ke kaki base, karena tegangan di kaki base Q1 +0,87 dan cukup untuk mengaktifkan transistor Q1 maka arus akan mengalir dari supply menuju ke relay RL1 menuju kaki kolektor Q1 lalu ke kaki emitter Q1 lalu ke ground. Sehingga menyebabkan switch relay pindah dari kanan ke kiri (on) sehingga terhubung dengan battery, motor, buzzer, dan button, sehingga pompa air aktif.

Saat flame sensor tidak mendeteksi adanya api:

Saat flame sensor tidak mendeteksi adanya api di dapur (logika 1) maka tidak ada tegangan yang mengalir ke gerbang OR, sehingga tidak ada juga tegangan setelah melewati resistor R1lalu menyebabkan tegangan pada kaki base tidak cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga tidak ada arus yang mengalir dari supply ke relay ke kaki kolektor lalu ke emitter lalu ke ground. Sehingga pompa air tidak aktif.

Saat MQ-2 gas sensor mendeteksi asap:

Saat gas sensor mendeteksi adanya asap di dapur (logika 1) maka tegangan +5V mengalir gerbang OR dan diteruskan ke resistor (R2) lalu ke kaki base, karena tegangan di kaki base Q3 +0,87 dan cukup untuk mengaktifkan transistor Q3 maka arus akan mengalir dari supply menuju ke relay RL2 menuju kaki kolektor Q3 lalu ke kaki emitter Q3 lalu ke ground. Sehingga menyebabkan switch relay pindah dari kanan ke kiri (on) sehingga terhubung dengan battery, motor, sehingga kipas penyedot asap aktif.

Saat MQ-2 gas sensor tidak mendeteksi asap:

Saat gas sensor tidak mendeteksi adanya asap di dapur (logika 1) maka tidak ada tegangan yang mengalir ke gerbang OR, sehingga tidak ada juga tegangan setelah melewati resistor R2lalu menyebabkan tegangan pada kaki base tidak cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga tidak ada arus yang mengalir dari supply ke relay ke kaki kolektor lalu ke emitter lalu ke ground. Sehingga kipas penyedot asap tidak aktif.

Saat sound sensor mendeteksi suara ledakan:

Saat sound sensor mendeteksi adanya suara ledakan di dapur (logika 1) maka tegangan +5V mengalir ke resistor (R13) dan diteruskan menuju kaki non inverting dari op amp. Kemudian terjadi penguatan di kaki inverting sebanyak 2 kali. Lalu diteruskan ke gerbang X-OR dan diteruskan ke resistor (R14), dikarenakan tegangan di kaki base Q2 +0,81V dan cukup untuk mengaktifkan transistor Q2 maka arus akan mengalir dari supply menuju ke relay RL4 menuju kaki kolektor Q2 lalu ke kaki emitter Q2 lalu ke ground. Sehingga menyebabkan switch relay pindah dari kanan ke kiri (on) sehingga terhubung dengan battery, motor, sehingga pompa air aktif.

Saat sound sensor tidak mendeteksi suara ledakan:

Saat sound sensor tidak mendeteksi adanya suara ledakan di dapur (logika 1) maka tidak ada tegangan yang mengalir ke resistor R13 lalu ke op amp U5 lalu ke gerbang X-OR, sehingga tidak ada juga tegangan setelah melewati resistor R14 lalu menyebabkan tegangan pada kaki base tidak cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga tidak ada arus yang mengalir dari supply ke relay ke kaki kolektor lalu ke emitter lalu ke ground. Sehingga pompa air tidak aktif.

Saat PIR sensor mendeteksi adanya orang di dapur

Saat sensor PIR mendeteksi adanya orang di dapur (logika 1) maka tegangan pada output PIR sensor sebesar 5V mengalir ke resistor (R3) dan diteruskan menuju kaki non inverting dari op amp (U7). Kemudian terjadi penguatan di kaki inverting sebanyak 2 kali. Tegangan tersebut kemudian diteruskan lagi ke gerbang X-OR. Lalu diteruskan ke gerbang X-OR dan diteruskan ke resistor (R6), dikarenakan tegangan di kaki base Q5 +0,87 dan cukup untuk mengaktifkan transistor Q4 maka arus akan mengalir dari supply menuju ke relay RL4 menuju kaki kolektor Q5 lalu ke kaki emitter Q5 lalu ke ground. Sehingga menyebabkan switch relay pindah dari kanan ke kiri (on) sehingga terhubung dengan battery, motor, sehingga pintu terbuka.

Saat PIR sensor tidak mendeteksi adanya orang di dapur

Saat PIR sensor tidak mendeteksi adanya suara ledakan di dapur (logika 1) maka tidak ada tegangan yang mengalir ke resistor R3 lalu ke op amp U7 lalu ke gerbang X-OR, sehingga tidak ada juga tegangan setelah melewati resistor R6 lalu menyebabkan tegangan pada kaki base tidak cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga tidak ada arus yang mengalir dari supply ke relay ke kaki kolektor lalu ke emitter lalu ke ground. Sehingga pintu tertutup.

Penjelasan pada Demultiplexer IC 74HC238 dan Encoder IC 74147

Flame sensor dan MQ-2 sensor dihubungkan oleh gerbang OR lalu diteruskan ke kaki A dari IC 74HC238. Untuk sound sensor dihubungkan ke kaki B dari IC 74HC238. Untuk PIR sensor dihubungkan ke kaki C dari IC 74HC238. Sedangkan kaki E1 dan E2 di hubungkan ke ground. Untuk kaki E3 dihubungkan ke supply.

Lalu IC 74HC238 dihubungkan ke IC 74147 dengan menggunakan inverter. Dan dari encoder 74147 dikonversi ke binary menggunakan seven segment yang di inverter. Selanjutnya ketika sensor aktif atau mati dapat dilihat pada tabel dibawah.

 

4.3 video 

4.4 Download

file html klik disini

file rangkaian klik disini

video rangkaian klik disini

file library flame sensor klik disini

file library MQ-2 gas sensor klik disini

file library sound sensor klik disini

file library PIR sensor klik disini  

datasheet demux IC 74HC238 klik disini

datasheet encoder IC 741147 klik disini

datasheet opamp klik disini

datasheet relay klik disini

datasheet transistor klik disini

datasheet dc motor klik disini

datasheet 7 segment klik disini

datasheet dioda klik disini

datasheet buzzer klik disini

[Menuju Awal]