Tugas Besar : Parkir Otomatis

Parkir Otomatis Menggunakan 

Sensor Infrared, Sensor Touch, dan PIR Sensor



1. Tujuan [Daftar]

  1. Dapat memahami sistem rangkaian aplikasi parkir otomatis menggunakan sensor infrared, sensor touch, dan PIR sensor.
  2. Mengaplikasikan rangkaian aplikasi parkir otomatis kedalam software proteus
  3. Untuk dapat mengetahui penggunaan aplikasi parkir otomatis
  4. Untuk dapat lebih memahami karakteristik parkir otomatis
  5. Untuk menyelesaikan tugas besar yang diberikan Bapak Dr. Darwison.


2. Alat dan Bahan [Daftar]

A. Alat

1. Multimeter

    Multimeter adalah suatu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur tiga jenis besaran listrik yaitu arus listrik, tegangan listrik, dan hambatan listrik. Multimeter ada dau jenis yaitu analog dan digital.


Cara Menggunakan Multimeter :

    1. Perhatikan terlebih dahulu jarum penunjuk yang memperlihatkan skala pengukuran.
    2. Perhatikan pula pengaturan knob atau saklar yang digunakan untuk mengatur fungsi Ampere, Voltage, ataupun Ohm. Lalu lakukan setting juga pada skala x1, x10 atau yang lainnya. Pastikan knob pada posisi Off saat sudah tidak digunakan lagi.
    3. Tentukan lubang untuk memasukkan kabel jack sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Terdapat dua lubang yaitu (+) dan (–) yang nantinya menunjukkan polaritas dari tegangan atau probe.
    4. Cek kembali apakah baterai telah terpasang dengan baik. Pastikan kondisi baterai tersebut masih bagus dan berkualitas.

          Spesifikasi :

 

           Pin out :

                           

2. Baterai 
        

           Gambar Baterai

         Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
Spesifikasi dan Pinout Baterai

  • Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
  • Output voltage: dc 1~35v
  • Max. Input current: dc 14a
  • Charging current: 0.1~10a
  • Discharging current: 0.1~1.0a
  • Balance current: 1.5a/cell max
  • Max. Discharging power: 15w
  • Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
  • Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
  • Ukuran: 126x115x49mm
  • Berat: 460g

3) Power Suply


Power suply berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. 

Spesifikasi :
Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%


B. Bahan

1) Resistor

    Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Spesifikasi dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. 




Spesifikasi


2) Dioda

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya.

A. Spesifikasi :


B.  Konfigurasi Pin:

Nomor Pin

Nama Pin

Deskripsi

1

Anoda

Arus selalu Masuk melalui Anoda

2

Katoda

Arus selalu Keluar melalui Katoda

3. Transistor NPN BC547

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input (Masukan) Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output (keluaran) dari Kolektor.



A. Konfigurasi Pin
1. Collector
2. Base
3. Emitter

Spesifikasi


4) Op Amp 741

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

 
Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

5) Sensor Infrared

    Sensor Infrared merupakan komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

 
Konfigurasi pin:


 


5) Sensor Touch

    Touch sensor merupakan sebuah lapisan penerima input dari luar monitor. Input dari touchscreen adalah sebuah sentuhan, maka dari itu sensornya juga merupakan sensor sentuh. Sensor Sentuh berfungsi ketika ada sentuhan tangan manusia yang mengenai sensor.


FITUR DAN SPESIFIKASI :
  1. * Operating voltage 2.0V~5.5V
  2. * Operating current @VDD=3V, no load, SLRFTB=1
  3. * The response time max about 60mS at fast mode, 220mS at low power mode @VDD=3V
  4. * Sensitivity can adjust by the capacitance (0~50pF) outside
  5. * Have two kinds of sampling length by pad option (SLRFTB pin)
  6. * Stable touching detection of human body for replacing traditional direct switch key
  7. * Provides Fast mode and Low Power mode selection by pad option (LPMB pin)
  8. * Provides direct mode ‘toggle mode by pad option (TOG pin), Open drain mode by bonding option, OPDO pin is open drain output, Q pin is CMOS output
  9. * All output modes can be selected active high or active low by pad option (AHLB pin)
  10. * Have the maximum on time 100sec by pad option (MOTB pin)
  11. * Have external power on reset pin (RST pin)
  12. * After power-on have about 0.5sec stable-time, during the time do not touch the key pad, And the function is disabled
  13. * Auto calibration for life and the re-calibration period is about 4.0sec, when key has not be touched

        

        
    


6) PIR Sensor



Spesifikasi : 
- Deteksi sudut 120 derajat.
- Kisaran deteksi 7m.
- Ukuran: 32x24mm
- Output sinyal switch TTL output sinyal tinggi (3.3 V), output sinyal     rendah (0.4 V).
- Waktu pemicu dapat disesuaikan 0,3 detik hingga 10 menit.
- Umum digunakan dalam perangkat anti-pencurian dan peralatan lainnya.
- Modul telah dipaksa untuk mengatur bekerja memicu dapat digunakan kembali
- Tegangan kerja 4,5 untuk 20V


3



7) Buzzer


    Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara.


8) Motor DC

    
    Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah.


9)  Multimeter
    Multimeter adalah suatu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur tiga jenis besaran listrik yaitu arus listrik, tegangan listrik, dan hambatan listrik. Multimeter ada dau jenis yaitu analog dan digital.


Cara Menggunakan Multimeter :

    1. Perhatikan terlebih dahulu jarum penunjuk yang memperlihatkan skala pengukuran.
    2. Perhatikan pula pengaturan knob atau saklar yang digunakan untuk mengatur fungsi Ampere, Voltage, ataupun Ohm. Lalu lakukan setting juga pada skala x1, x10 atau yang lainnya. Pastikan knob pada posisi Off saat sudah tidak digunakan lagi.
    3. Tentukan lubang untuk memasukkan kabel jack sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Terdapat dua lubang yaitu (+) dan (–) yang nantinya menunjukkan polaritas dari tegangan atau probe.
    4. Cek kembali apakah baterai telah terpasang dengan baik. Pastikan kondisi baterai tersebut masih bagus dan berkualitas.

          Spesifikasi :

 

           Pin out :

                           

10) 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.


11) LED

  Fungsi utama LED dalam dunia elektronika sebagai indikator
  
  Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

    • Infra merah : 1,6 V.
    • Merah : 1,8 V – 2,1 V.
    • Oranye : 2,2 V.
    • Kuning : 2,4 V.
    • Hijau : 2,6 V.
    • Biru : 3,0 V – 3,5 V.
    • Putih : 3,0 – 3,6 V.
    • Ultraviolet : 3,5 V.

13) Relay

    Relay adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyambung dan memutuskan arus listrik dalam sebuah rangkaian. Karena fungsi relay tersebut, itulah mengapa komponen yang satu ini juga disebut sebagai saklar.

 

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat  pada batang besi atau solenoid di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi  pada solenoid sehingga kotak saklar akan menutup. Pada saat rus dihentikan, gaya magnet akan dihentikan, gaya magnet akan hilang. Tuas akan kembali ke posisi semuladan kontak saklar kembali terbuka.relay biasanya digunakan untuk menggerakan arus atau tegangan yang besar

Pada dasarnya relay terdiri  dari 4 komponen dasar yaitu:

  1. Electromagnet
  2. Armature
  3. Switch contact point (saklar)
  4. Spring

Kontak poin relay terdiri atas dua yaitu :

  1. Normally close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan  akan selalu berada di posisi close
  2. Normally open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan  akan selalu berada di posisi open


3. Dasar Teori [Daftar]


1. RESISTOR 

    Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini :


Simbol Resistor

Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :


Dimana 
V = tegangan
I = kuat arus
R = Hambatan.

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :



Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :
1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi
2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.


Rumus Resistor:

Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n


2. DIODA


Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.Dioda memiliki simbol sebagai berikut :

Gambar Simbol Dioda

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. Kondisi 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. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.

cara kerja dioda

B. Kondisi tegangan positif (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. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.

dioda tanpa tegangan

C. Kondisi tegangan negatif (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. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.

kondisi tegangan negatif

Rumus

rumus

3. TRANSISTOR NPN BC547

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:


Simbol Transistor NPN BC547


Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

Rumus dari Transitor adalah :

hFE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor 

iB = perubahan arus basis 

hFE = arus yang dicapai


Rumus dari Transitor adalah :

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Gelombang I/O Transistor


4 Sensor Sentuh




    Touch sensor merupakan sebuah lapisan penerima input dari luar monitor. Input dari touchscreen adalah sebuah sentuhan, maka dari itu sensornya juga merupakan sensor sentuh. Biasanya sensor sentuh berupa sebuah panel terbuat dari kaca yang permukaannya sangat responsif jika disentuh. Touch sensor ini diletakkan di permukaan paling depan dari sebuah layar touchscreen, dengan demikian area yang responsif terhadap sentuhan menutupi area pandang dari layar monitor. Maka dari itu ketika kita menyentuh permukaan layar monitornya, input juga telah diberikan oleh kita. Teknologi touch sensor yang kini banyak digunakan terdiri dari tiga macam, seperti yang telah dijelaskan di atas, yaitu Resistive touchscreen, Capasitive touchscreen, dan Surface wave touchscreen. Semua jenis sensor ini memiliki cara kerja yang sama, yaitu menangkap perubahan arus dan sinyal-sinyal listrik yang ada pada sensor tersebut, merekamnya dan mengubahnya menjadi titik-titik koordinat yang berada di atas layar, sehingga posisi tepat dari sebuah sentuhan dapat langsung diketahui dengan benar.

Cara kerja

    Mengetahui keberadaan dan lokasi suatu “sentuhan” di dalam suatu area dengan membaca titik-titik koordinat dari sumber sentuhan yang menempel pada layar. Pada kondisi ini touch sensor mengacu pada kontak atau sentuhan pada layar dengan menggunakan jari atau tangan. Teknologi ini juga bisa mengetahui sentuhan dari obyek pasif seperti stylus dan sejenisnya. Touch sensor merupakan sebuah monitor yang sensitif terhadap sentuhan dan tekanan (resistif), sehingga perangkat ini memiliki dua fungsi yaitu, sebagai perangkat output karena menampilkan informasi dan input karena menerima informasi. Data yang dihasilkan dari sentuhan ini tentunya adalah data mengenai posisi tangan kita yang menyentuh sinyal ultrasonic tersebut. Jika ini dilakukan secara kontinyu dan terdapat banyak sekali sensor gelombang ultrasonic pada media yang disentuhnya, maka jadilah sebuah perangkat touch sensor  yang dapat digunakan.

Gambar Grafik Sensor Sentuh


Dari datasheet kita lihat performance dari IC ini bisa di gunakan untuk tegangan kerja VCC baik 3.3volt ataupun 5volt DC dan memiliki prinsip capacitance. Dan kelebihan lain kita bisa setting ouput pin active high atau active low pada kondisi awal pada pin AHLB.  Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.


5 Sensor Infrared

    Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

Prinsip Kerja Sensor Infrared
 



Gambar 1. Ilustrasi prinsip kerja sensor infrared

    Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.


Gambar 2. Rangkaian dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan fototransistor 


    Prinsip kerja rangkaian sensor infrared berdasarkan pada gambar 2. Adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat seperti gambar 3:



Gambar 3. Keadaan Basis Mendapat Cahaya Infra Merah dan Berubah Menjadi Saklar (Switch Close) Secara Sesaat


Grafik Respon Sensor Infrared
 

Gambar 4. Grafik respon sensor infrared

Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.

6 PIR Sensor

        Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar.
        Sensor PIR sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus. PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor PIR ini terdapat bagian bagian yang mempunyai perannya masing masing yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator. 


        Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu Untuk manusia sendiri memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR. 
(Secara umum sensor PIR memang dirancang untuk mendeteksi manusia) dimana sensor ini  membutuhkan tegangan masukan sebesar 5 Vdc The PIR sensor sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor  PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing,  yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.  Seperti terlihat pada gambar 2 dibawahini.  sensor PIR pada saat berlogika 1 dan 0. Pengujian ini juga diperlukan untuk mengetahui  nilai tegangan output sensor passive infrared (PIR) ketika mendeteksi gerakan manusia dan tidak mendeteksi gerakan manusia. 

Cara melakukan pengujian ini adalah sensor harus mendapat tegangan input sebesar 5 Vdc




Gambar 2



     Grafik

    
    Rumus mencari kecepatan deteksi sensor,


V = S / t 



     Tabel keluaran sensor PIR

7. Op Amp 741

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

 
Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

Rumus

Inverting Amplifier


 Rumus:

Non Inverting

 Rumus:

Komparator

Rumus:

Adder

Rumus:

Bentuk Gelombang

8. 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. Relay memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :


Gambar Simbol Relay

   
Kapasitas Pengalihan Maksimum:

Cara Kerja Relay :
  1. Apabila coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnetik yang dapat menarik armature untuk merubah switch contact point.
  2. Apabila coil tersebut sudah tidak dialiri arus listrik, maka Armature akan kembali lagi ke posisi Normally Close.
  3. Umumnya, coil yang digunakan oleh relay untuk mengubah switch contact point ke posisi NC hanya membutuhkan arus listrik yang kecil.

9. Buzzer

Buzzer   adalah   sebuah   komponen   elektronika   yang   berfungsi   untuk   mengubah  getaran  listrik  menjadi  getaran  suara  getaran  listrik  menjadi  getaran  suara.  Pada  dasarnya  prinsip  kerja buzzer  hampir  sama  dengan  loudspeaker,  jadi  buzzer  juga  terdiri  dari  kumparan  yang  terpasang  pada  diafragma  dan  kemudian  kumparan  tersebut  dialiri  arus  sehingga  menjadi  elektromagnet,  kumparan  tadi  akan  tertarik  ke  dalam  atau  keluar,  tergantung  dari  arah  arus  dan  polaritas  magnetnya,  karena  kumparan  dipasang  pada  diafragma  maka  setiap  gerakan  kumparan  akan  menggerakkan  diafragma  secara  bolak-balik  sehingga  membuat udara  bergetar  yang  akan  menghasilkan  suara.  Buzzer  biasa  digunakan  sebagai  indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Cara Kerja Buzzer pada saat aliran listrik atau tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian yang menggunakan piezoeletric tersebut. Piezo buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekwensi di kisaran 1 - 6 kHz hingga 100 kHz. Buzzer memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

Gambar Simbol Buzzer



10. Light Emitting Code (LED)

  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. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

    Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)Bentuk dan Simbol LED (Light Emitting Diode)

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

Cara kerja LED (Light Emitting Diode)

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya


11. Motor DC

     Motor DC adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya.
Simbol DC Motor :


Cara Kerja Motor DC :
        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.Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

12. Logic State

Gerbang logika atau logic State adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

13. Push Button Switch


Push button switch (saklar tombol dorong) adalah jenis saklar dua posisi yang dapat menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan memutuskan hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.

14. Multimeter

    Multimeter adalah suatu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur tiga jenis besaran listrik yaitu arus listrik, tegangan listrik, dan hambatan listrik. Multimeter ada dau jenis yaitu analog dan digital.


Cara Menggunakan Multimeter :

      1. Perhatikan terlebih dahulu jarum penunjuk yang memperlihatkan skala pengukuran.
      2. Perhatikan pula pengaturan knob atau saklar yang digunakan untuk mengatur fungsi Ampere, Voltage, ataupun Ohm. Lalu lakukan setting juga pada skala x1, x10 atau yang lainnya. Pastikan knob pada posisi Off saat sudah tidak digunakan lagi.
      3. Tentukan lubang untuk memasukkan kabel jack sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Terdapat dua lubang yaitu (+) dan (–) yang nantinya menunjukkan polaritas dari tegangan atau probe.
      4. Cek kembali apakah baterai telah terpasang dengan baik. Pastikan kondisi baterai tersebut masih bagus dan berkualitas.

              Spesifikasi :

     

               Pin out :

                               

    15. Baterai 
            

               Gambar Baterai

             Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
    Spesifikasi dan Pinout Baterai

    • Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
    • Output voltage: dc 1~35v
    • Max. Input current: dc 14a
    • Charging current: 0.1~10a
    • Discharging current: 0.1~1.0a
    • Balance current: 1.5a/cell max
    • Max. Discharging power: 15w
    • Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
    • Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
    • Ukuran: 126x115x49mm
    • Berat: 460g

    16 Power Suply


    Power suply berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. 

    Spesifikasi :
    Input voltage: 5V-12V
    Output voltage: 5V
    Output Current: MAX 3A
    Output power:15W
    conversion efficiency: 96%


4. Percobaan [Daftar]

A. Prosedur Percobaan

1. Siapkan software proteus anda

2. Siapkan komponen yang dibutuhkan

3. Mulailah rangkai rangakaian seperti gambar dibawah ini



4. Jalankan rangkaian


B. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja





1) Touch Pad



    Ketika seseorang ingin memarkirkan mobil, Dia akan menekan tombol pengambilan karcis (touch pad) untuk mengambil karcis masuk garasi. Ketika touch pad disentuh maka touch pad akan mengeluarkan output sebesar 1 volt (terlihat pada voltmeter). Output dari touchpad masuk kekaki non inverting pada rangkaian Detektor Non-Inverting Amplifier sebagai sinyal input Detektor sebesar 1 volt juga (Vin = 1 V). Pada rangkaian Detektor Non-Inverting terjadi penguatan. Dengan nilai Vi = 1 V dan Vref = 0,84 sehingga dengan menggunakan ketentuan Vref<Vin maka nilai Vout=+Vsat, dengan nilai Vout = 11,0 V. Hal ini ditunjukan oleh voltmeter dibagian output rangkaian Detektor Non-Inverting yaitu 11 V. Tegangan 11 V diumpankan ke resistor R10 yang sebesar 10k Ohm dan berlanjut ke transistor, maka ditransistor terukur tegangan Vbe = 0,84 Volt. Hal ini dapat menjadi indikator on atau offnya sebuah transistor. Oleh karena nilai Vbe melebihi 0,6 maka disini transistor berstatus on. Rangkaian dari transistornya berupa rangkaian fixed bias. Dengan adanya tegangan diVbe atau tegangan masuk kekaki base sebesar 0,84 (transistor on) maka ada tegangan dari Vcc melewati relay terus melewati kolektor terus ke emitor. Dikarenakan ada arus yang melewati kumparan relay maka switch relay akan bergerak dari kanan kekiri. Dengan sendirinya ada terjadinya loop yang menghidupi motor. Dari batre B4 memberikan suply ke motor dan keindikator lap sehingga motornya hidup. Motor hidup dan motor akan mengeluarkan karcis dan menaikan mobil.

2) Sensor PIR

 
    Ketika mobil melewati PIR sensor, maka sensor PIR akan mendeteksi adanya pergerakan (mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah). Hal ini membuat sensor PIR yang awalnya berlogika nol menjadi berlogika satu, ini menandakan PIR sensor sudah aktif. Ketika aktif, PIR sensor akan mengeluarkan tegangan output sebesar 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan masuk kekaki non inverting dari rangkaian Buffer (penguat satu kali) sebagai sinyal inputan (Vin = 5 Volt). Pada rangkaian buffer terjadi penguatan satu kali sehingga Vout = Vin. Dikarenakan nilai V in = 5 volt maka Vout = 5 Volt. Didapatkan nilai Vout melalui perhitungan sebesar 5 V. Hal ini juga bernilai sama dengan yang ditunjukan oleh voltmeter dibagian output rangkaian buffer Amplifier yaitu 5 V. Nilai Vout = 5 V menunjukan bahwa Op-Amp melakukan penguatan sebesar 1 kali lipat dari sinyal awalnya dan tidak terjadi perubahan fasa. Setelah dari rangkaian buffer, tegangan 5 V diumpankan ke resistor R22 yang sebesar 10k Ohm dan berlanjut ke transistor, maka ditransistor terukur tegangan Vbe = 0,78 Volt. Hal ini dapat menjadi indikator on atau offnya sebuah transistor. Oleh karena nilai Vbe melebihi 0,6 maka disini transistor berstatus on. Rangkaian dari transistornya berupa rangkaian fixed bias. Dengan adanya tegangan diVbe atau tegangan masuk kekaki base sebesar 0,78 Volt (transistor on) maka ada tegangan dari Vcc melewati relay terus melewati kolektor terus ke emitor. Dikarenakan ada arus yang melewati kumparan relay maka switch relay akan bergerak dari kanan kekiri. Dengan sendirinya ada terjadinya loop yang menghidupi motor. Dari batre B3 memberikan suply ke motor sehingga motornya hidup. Terlihat adanya indikator lampu yang akan hidup yang menandakan rangkaian berhasil dijalankan. Motor hidup dan motor akan menggerakan pintu garasi agar pintu garasi terbuka.

3) Touch Sensor


    Ketika didalam garasi terdapat sensor touch. Saat mobil menyentuh touch sensor, maka sensor touch akan mendeteksi adanya sentuhan. Hal ini membuat sensor touch yang awalnya berlogika nol menjadi berlogika satu, ini menandakan touch sensor sudah aktif. Ketika aktif, touch sensor akan mengeluarkan tegangan output sebesar 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan masuk kekaki non inverting dari rangkaian Buffer (penguat satu kali) sebagai sinyal inputan (Vin = 5 Volt). Pada rangkaian buffer terjadi penguatan satu kali sehingga Vout = Vin. Dikarenakan nilai V in = 5 volt maka Vout = 5 Volt. Didapatkan nilai Vout melalui perhitungan sebesar 5 V. Hal ini juga bernilai sama dengan yang ditunjukan oleh voltmeter dibagian output rangkaian Non-Inverting Amplifier yaitu 5 V. Nilai Vout = 5 V menunjukan bahwa Op-Amp melakukan penguatan sebesar 1 kali lipat dari sinyal awalnya dan tidak terjadi perubahan fasa. Setelah dari rangkaian buffer, tegangan 5 V diumpankan ke resistor R14 yang sebesar 3k Ohm dan berlanjut ke transistor, maka ditransistor terukur tegangan Vbe = 0,89 Volt. Hal ini dapat menjadi indikator on atau offnya sebuah transistor. Oleh karena nilai Vbe melebihi 0,6 maka disini transistor berstatus on. Rangkaian dari transistornya berupa rangkaian self bias. Dengan adanya tegangan diVbe atau tegangan masuk kekaki base sebesar 0,89 Volt (transistor on) maka ada tegangan dari Vcc melewati relay terus melewati kolektor terus ke emitor. Dikarenakan ada arus yang melewati kumparan relay maka switch relay akan bergerak dari kanan kekiri. Dengan sendirinya ada terjadinya loop yang menghidupi motor. Dari batre B2 memberikan suply ke motor dan keindikator lap sehingga motornya hidup. Terlihat adanya indikator lampu yang akan hidup yang menandakan rangkaian berhasil dijalankan. Motor akan hidup dan motor akan menurunkan mobil.

4) Infrared Sensor



    Ketika ingin memarkirkan mobil didalam garasi. Mobil akan menghalangi sinar pancaran infrared dari infrared sensor, maka sensor infrared akan mendeteksi adanya mobil. Hal ini membuat sensor infrared yang awalnya berlogika nol menjadi berlogika satu, ini menandakan infrared sensor sudah aktif. Ketika aktif, infrared sensor akan mengeluarkan tegangan output sebesar 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan masuk kekaki non inverting dari rangkaian Buffer (penguat satu kali) sebagai sinyal inputan (Vin = 5 Volt). Pada rangkaian buffer terjadi penguatan satu kali sehingga Vout = Vin. Dikarenakan nilai V in = 5 volt maka Vout = 5 Volt. Didapatkan nilai Vout melalui perhitungan sebesar 5 V. Hal ini juga bernilai sama dengan yang ditunjukan oleh voltmeter dibagian output rangkaian buffer Amplifier yaitu 5 V. Nilai Vout = 5 V menunjukan bahwa Op-Amp melakukan penguatan sebesar 1 kali lipat dari sinyal awalnya dan tidak terjadi perubahan fasa. Setelah dari rangkaian buffer, tegangan 5 V diumpankan ke resistor R4 yang sebesar 10k Ohm dan berlanjut ke transistor, maka ditransistor terukur tegangan Vbe = 0,81 Volt. Hal ini dapat menjadi indikator on atau offnya sebuah transistor. Oleh karena nilai Vbe melebihi 0,6 maka disini transistor berstatus on. Rangkaian dari transistornya berupa rangkaian fixed bias. Dengan adanya tegangan diVbe atau tegangan masuk kekaki base sebesar 0,81 Volt (transistor on) maka ada tegangan dari Vcc melewati relay terus melewati kolektor terus ke emitor. Dikarenakan ada arus yang melewati kumparan relay maka switch relay akan bergerak dari kanan kekiri. Dengan sendirinya ada terjadinya loop yang menghidupi motor. Dari batre B3 memberikan suply ke motor dan keindikator lap sehingga motornya hidup. Terlihat adanya indikator lampu yang akan hidup yang menandakan rangkaian berhasil dijalankan. Motor hidup dan motor akan membuka garasi parkir. Ketika infrared sensor off atau berlogika nol. Maka motor akan menutup garasi parkir.

Video Percobaan 

5. Link Download[Daftar]

  1. HTML Klik disini
  2. Rangkaian Klik disini
  3. Video rangkaian Klik disini
  4. Datasheet Infrared Sensor Klik disini
  5. Datasheet PIR Sensor Klik disini
  6. Datasheet Touch sensor Klik disini
  7. Datasheet Touchpad Klik disini
  8. Datasheet Baterai Klik disini
  9. Datasheet Buzzer Klik disini
  10. Datasheet Motor Klik disini
  11. Datasheet Dioda klik disini
  12. Datasheet Relay klik disini
  13. Datasheet Motor klik disini  
  14. Datasheet Lamp klik disini
  15. Library Infrared sensor Klik disini
  16. Library PIR sensor Klik disini
  17. Datasheet Voltmeter Klik disini
  18. Datasheet Resistor klik disini
  19. Datasheet Op-Amp klik disini
  20. Library Touch sensor Klik disini

  









Aina Malyona -

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)