Komparator Non Inverting Vref = 0

 Kontrol Kandang Kambing Otomatis



1. Tujuan [Daftar] 


  • Mengetahui dan Memahami penerapan dari pengaplikasian Operational Amplifier
  • Mengetahui dan Memahami penerapan dari pengaplikasian Komparator Non Inverting Vref = 0
  • Dapat membuat simulasi aplikasi Komparator Non Inverting Vref = 0 dengan judul "Kontrol Kandang Kambing Otomatis"
  • Mampu menjelaskan prinsip kerja dari Kontrol Kandang Kambing Otomatis


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

Komparator Non Inverting Vref= 0

Rangkaian komparator non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref = 0 Volt adalah seperti gambar 100.


Rumus



Bentuk Gelombang


Kurva Karakteristik I-O



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 1N4001

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 :
  • Package Type: Available in DO-41 & SMD Packages
  • Diode Type: Silicon Rectifier General Usage Diode
  • Max Repetitive Reverse Voltage is: 1000 Volts
  • Average Fwd Current: 1000mA
  • Non-repetitive Max Fwd Current: 30A
  • Max Power Dissipation is: 3W
  • Max Storage & Operating temperature Should Be: -55 to +175 Centigrade
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

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

B. Spesifikasi :
Transistor Type : NPN
Voltage – Collector Emitter Breakdown (Max) : 45 V
Current- Collector (Ic) (Max) : 100mA
Power – Max : 625 mW
DC Current Gain (hFE) (Min) @ Ic, Vce : 110 @ 2mA, 5V
Vce Saturation (Max) @ Ib Ic : 300mV, @ 5mA, 100mA
Frequency – Transition : 300MHz
Current- Collector Cutoff (Max) : -
Mounting Type : Through Hole
Package / Case : TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA) Formed Leads
Packaging : Tape & Box (TB
Lead Free Status : Lead Free
RoHs Status : RoHs Compliant

4. LM358



A. Spesifikasi
  • Short Circuit Protected Outputs 
  • True Differential Input Stage 
  • Single Supply Operation: 3.0 V to 32 V 
  • Low Input Bias Currents 
  • Internally Compensated 
  • Common Mode Range Extends to Negative Supply 
  • Single and Split Supply Operation 
  • ESD Clamps on the Inputs Increase Ruggedness of the Device without Affecting Operation 
  • NCV Prefix for Automotive and Other Applications Requiring Unique Site and Control Change Requirements; AEC−Q100 Qualified and PPAP Capable 
  • These Devices are Pb−Free, Halogen Free/BFR Free and are RoHS Compliant


5. Touch Sensor
 

Spesifikasi :

  • * Operating voltage 2.0V~5.5V
  • * Operating current @VDD=3V, no load
  • * At low power mode typical 1.5uA, maximum 3.0uA
  • * The response time max 220mS at low power mode @VDD=3V
  • * Sensitivity can adjust by the capacitance(0~50pF) outside
  • * Stable touching detection of human body for replacing traditional direct switch key
  • * Provides Low Power mode
  • * Provides direct mode、toggle mode by pad option(TOG pin) Q pin is CMOS output
  • * All output modes can be selected active high or active low by pad option(AHLB pin)
  • * After power-on have about 0.5sec stable-time, during the time do not touch the key pad, and the function is disabled
  • * Auto calibration for life at low power mode the re-calibration period is about 4.0sec normally, when key detected touch and released touch, the auto re-calibration will be redoing after about 16sec from releasing key
  • * The sensitivity of TTP223N-BA6 is better than TTP223-BA6’s. but the stability of TTP223N-BA6 is worse than TTP223-BA6’s.


Konfigurasi Pin :

  • * Pin 1 : Vcc
  • * Pin 2 : Gnd
  • * Pin 3 : Vout

Grafik Respon


Grafik Respon
Gambar grafik respon Sensor Infrared


6. APDS 9002 atau Ambient Light Sensor
 
A. Spesifikasi :
  • * Excellent responsivity which peaks in the humanluminosity curveClose responsivity to the human eye
  • * Miniature chipLED lead-free surface-mount packageHeight – 0.80 mmWidth – 2.00 mmDepth – 1.25 mm 
  • * Good output linearity across wide illumination range 
  • * Low sensitivity variation across various light sources 
  • * Guaranteed temperature performance-40°C to 85°C
  • * VCC supply 2.4 to 5.5 V
  • * Lead-free packageApplications
  • * Detection of ambient light to control display back lighting Mobile devices – mobile phones, PDAsComputing devices – notebooks, webpadsConsumer devices – TVs, video cameras, digital still cameras 
  • * Automatic residential and commercial lightingmanagement•Electronic signs and signals 
  • * Daylight and artificial light exposed devices
 
B. Konfigurasi Pin :
 
  • * Pin 1 : IOUT
  • * Pin 2 : VCC
  • * Pin 3 : VCC

C. Grafik Respon

7. Magnetic Reed Switch

A. Spesifikasi


B. Konfigurasi Pin

Pin Name

Description

VCC

Power Supply Input

GND

Power Supply Ground

OUT

Active High Output

C. Grafik Respon



8. Relay 


A. Konfigurasi PIN Relay

Nomor PIN

Nama Pin

Deskripsi

1

Coil End 1

Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground

2

Coil End 2

Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground

3

Common (COM)

Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol

4

Normally Close (NC)

Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu

5

Normally Open (NO)

Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu

B. Spesifikasi :
  • Trigger Voltage (Voltage across coil) : 12V DC
  • Trigger Current (Nominal current) : 70mA
  • Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
  • Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
  • Compact 5-pin configuration with plastic moulding
  • Operating time: 10msec Release time: 5msec
  • Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)

    9. Buzzer


    A. Konfigurasi PIN Buzzer

    1

    Positif

    Diidentifikasi dengan simbol (+) atau kabel terminal yang lebih panjang. Dapat didukung oleh 12V DC 

    2

    Negatif

    Diidentifikasi oleh kabel terminal pendek. Biasanya terhubung ke ground sirkuit

    B. Spesifikasi Buzzer

    1. Rated Voltage : 12V 
    2. DC Operating Voltage : 4 to 8V 
    3. DC Rated Current* : ≤30mA 
    4. Sound Output at 10cm* : ≥85dB 
    5. Resonant Frequency : 2300 ±300Hz 
    6. Tone : Continuous 
    7. Operating Temperature : -25°C to +80°C 
    8. Storage Temperature : -30°C to +85°C
    9. Weight : 2g 
    *Value applying at rated voltage (DC)


    10. LED

    Spesifikasi :

    • * Superior weather resistance
    • * 5mm Round Standard Directivity
    • * UV Resistant Eproxy
    • * Forward Current (IF): 30mA
    • * Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
    • * Reverse Voltage: 5V
    • * Operating Temperature: -30℃ to +85℃
    • * Storage Temperature: -40℃ to +100℃
    • * Luminous Intensity: 20mcd

    Konfigurasi Pin :  

    • * Pin 1 : Positive terminal of LED
    • * Pin 2 : Negative terminal of LED

    11. Motor DC


    A. Konfigurasi PIN

    No:

    Pin Name

    Description

    1

    Terminal 1

    A normal DC motor would have only two terminals. Since these terminals are connected together only through a coil they have not polarity. Revering the connection will only reverse the direction of the motor

    2

    Terminal 2

     

    B. Specifications

    • Standard 130 Type DC motor
    • Operating Voltage: 4.5V to 9V
    • Recommended/Rated Voltage: 6V
    • Current at No load: 70mA (max)
    • No-load Speed: 9000 rpm
    • Loaded current: 250mA (approx)
    • Rated Load: 10g*cm
    • Motor Size: 27.5mm x 20mm x 15mm
    • Weight: 17 grams

    12. 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.


    13. Ground





    Ground Berfungsi sebagai untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian




    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. TOUCH SENSOR

    Digital Touch Sensor inilah salah satu saklar modern. Digital Touch Sensor merupakan sebuah modul sensor yang berfungsi seperti tombol/saklar, namun cara penggunaanya hanya perlu dengan menyentuhnya menggunakan jari kita. Pada saat disentuh oleh jari, sensor akan mendeteksi aliran arus listrik pada tubuh manusia karena tubuh manusia dapat mengalirkan listrik. Data akan berlogika 1 (HIGH) saat disentuh oleh jari dan akan berlogika 0 (LOW) saat tidak disentuh.

    Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.

     Grafik Respon Sensor Sentuh

    Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.




    5. Ambient Light Sensor

     
     
            Sensor yang dapat mengukur besar intensitas cahaya. Pada umumnya terletak di dalam HP yang kalau terkena cahaya matahari, cahaya yang dipancarkan oleh layar HP semakin terang. Input yang diterima berupa cahaya dan output yang akan dihasillkan berupa tegangan yang dapat memicu nyala pada rangkaian yang di sini pada umumnya digunakan pada layar HP atau Smartphone. Penggunaan Ambient Light Sensor harus disertai dengan Op-Amp dikarenakan keluaran yang dihasilkan oleh Ambient Light Sensor tidak sampai sebesar 5 Volt.
     
    Grafik Respon



    6. Magnetic Reed Switch Sensor

    Pengertian Reed switch secara umum merupakan sensor elektrik yang dioperasikan dengan memanfaatkan medan magnet sebagai pengubah kondisinya. Atau secara ringkas disebut sensor magnet karena akan aktif jika terkena lempengan magnet.
      Prinsip kerja Reed switch 


        Reed switch tersusun atas lempengan metal yang terhubung dilingkupi tabung gelas, sehingga ketika tercipta medan magnet antara dua buah lempengan, lempengan tersebut tarik-menarik sehingga arus listrik dapat mengalir. Ketika medan magnet hilang lempengan kembali ke posisi semula dan jalur gerak arus kembali terputus.

        Untuk lebih memahami prinsip kerja reed switch maka dapat sobat lihat pada ilustrasi gambar sensor reed switch terkena permanen magnet pada sebuah cylinder.


        Aplikasi Penggunaan Sensor Reed Switch 

        Reed switch dalam pengaplikasian umum banyak digunakan dalam kontrol industri, otomotif, peralatan rumah tangga, komunikasi, medis, keamanan.

        Dalam industri sensor reed switch banyak digunakan sebagai sensor posisi aktuator seperti pnemuatic cylinder, Biasanya sensor tersebut digunakan dengan modul PLC ataupun microcontroller basic seperti arduino, NodeMCU. Contoh lain dalam bidang security sensor reed switch digunakan sebagai sensor magnet pintu. Berikut gambaran project yang menggunakan reed switch sebagai sensor nya.


      7. OP-AMP LM358

      Karakteristik IC OpAmp Umum

      • Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
      • Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
      • Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
      • Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
      • Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
      • Karakteristik tidak berubah dengan suhu

      Simbol Op Amp Umum

       

       
      Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.

      Simbol Op Amp LM358




      A. Spesifikasi Op Amp LM358
      • Short Circuit Protected Outputs 
      • True Differential Input Stage 
      • Single Supply Operation: 3.0 V to 32 V 
      • Low Input Bias Currents 
      • Internally Compensated 
      • Common Mode Range Extends to Negative Supply 
      • Single and Split Supply Operation 
      • ESD Clamps on the Inputs Increase Ruggedness of the Device without Affecting Operation 
      • NCV Prefix for Automotive and Other Applications Requiring Unique Site and Control Change Requirements; AEC−Q100 Qualified and PPAP Capable 
      • These Devices are Pb−Free, Halogen Free/BFR Free and are RoHS Compliant




      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


      B. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja



      1. Prinsip Kerja Sensor APDS 9002

      Ketika Sensor Tidak Aktif


      Ketika sensor APDS belum mendeteksi adanya cahaya (Malam). Sensor akan mengeluarkan tegangan di kaki output sebesar -5,91 V diumpankan keresistor, Kemudian masuk kekaki non inverting dari rangkaian komparator non inverting. Kemudian gunakan rumus komparator untuk menentukan Voutnya. Pertama-tama dapat dilihat pada rangkaian nilai n = 10k/100= 100, kemudian kita tentukan Nilai Vut dengan rumus Vut=Vsat/n=12/100=0,12 V. Sesuai ketentuan ketika Vi<Vut maka nilai Vout= - Vsat. Maka dari itu didapatkan nilai Vout = -11,9 V. Tegangan output kemudian diumpankan kerangkaian fixed bias dan tegangan yang terbaca dikaki base Vbe = -11,4 V. Tegangan Vbe < 0,6 sehingga transistor tidak aktif dan relay tidak berpindah. Hal ini membuat motor tidak bergerak.

      Ketika Sensor Aktif

      Ketika sensor APDS mendeteksi adanya cahaya (Pagi). Sensor akan mengeluarkan tegangan di kaki output sebesar 4,48 V diumpankan keresistor, Kemudian masuk kekaki non inverting dari rangkaian komparator non inverting. Pertama-tama dapat dilihat pada rangkaian nilai n = 10k/100= 100, kemudian kita tentukan Nilai Vlt dengan rumus Vlt=-Vsat/n=-12/100=-0,12 V. Sesuai ketentuan ketika Vlt<Vi maka nilai Vout=+Vsat. Maka dari itu didapatkan nilai Vout = 10,9 V. Tegangan output kemudian diumpankan kerangkaian fixed bias dan tegangan yang terbaca dikaki base Vbe = 0,87 V. Tegangan Vbe > 0,6, Seperti yang kita ketahui bahwa tegangan tersebut sudah cukup untuk mengaktifkan transistor Q2 dan menyebabkan adanya arus yang mengalir dari power supply +12V kemudian diteruskan ke relay, ke kaki collector dan kaki emitor dan diteruskan ke ground. Dengan adanya arus yang mengalir maka switch relay berada di sebelah kiri dan rangkaian  membentuk loop dan sensor pun aktif. Hal ini membuat motor aktif (mengaktifkan magnet) dan buzzer berbunyi menandakan sudah pagi.

      B. Prinsip Kerja Sensor Magnetic Switch


      Ketika Sensor Tidak Aktif



      Saat logic state berlogika 0, artinya sensor Magnetic belum mendeteksi adanya magnet dari APDS. Kemudian tegangan yang dikeluarkan di kaki Vout sebesar 0 V yang diumpankan keresistor. Kemudian diteruskan ke kekaki non inverting dirangkaian detektor non inverting. Dengan nilai Vi = 0 V dan Vref = 1 sehingga dengan menggunakan ketentuan Vref>Vin maka nilai Vout=-Vsat, dengan nilai Vout=-12,0 V. Kemudain tegangan sebesar -12 V diteruskan menuju kaki non inverting dari rangkaian komparator non inverting dengan Vref = 0. Kemudian gunakan rumus komparator untuk menentukan Voutnya. Pertama-tama dapat dilihat pada rangkaian nilai n = 10k/100= 100, kemudian kita tentukan Nilai Vut dengan rumus Vut=Vsat/n=12/100=0,12 V. Sesuai ketentuan ketika Vut>Vi maka nilai Vout=-Vsat. Maka dari itu didapatkan nilai Vout = -12 V. Tegangan output kemudian diumpankan kerangkaian fixed bias dan tegangan yang terbaca dikaki base Vbe = -11,5 V. Tegangan Vbe < 0,6 sehingga transistor tidak aktif dan relay tidak berpindah. Hal ini membuat motor tidak bergerak.


      Ketika Sensor  Aktif


      Saat logic state berlogika 1, artinya sensor Magnetic sudah mendeteksi adanya magnet dari APDS. Kemudian tegangan output yang dikeluarkan sensor Vout =5 V yang diumpankan keresistor. Kemudian diteruskan ke kekaki non inverting dirangkaian detektor non inverting. Dengan nilai Vi = 5 V dan Vref = 1 sehingga dengan menggunakan ketentuan Vref<Vin maka nilai Vout=+Vsat, dengan nilai Vout=11,0 V. Kemudain tegangan sebesar 11 V diteruskan menuju kaki non inverting dari rangkaian komparator non inverting dengan Vref = 0. Kemudian gunakan rumus komparator untuk menentukan Voutnya. Pertama-tama dapat dilihat pada rangkaian nilai n = 10k/100= 100, kemudian kita tentukan Nilai Vlt dengan rumus Vlt=-Vsat/n=-12/100=-0,12 V. Sesuai ketentuan ketika Vlt<Vi maka nilai Vout=+Vsat. Maka dari itu didapatkan nilai Vout = 10,9 V. Tegangan output kemudian diumpankan kerangkaian fixed bias dan tegangan yang terbaca dikaki base Vbe = 0,87 V. Tegangan Vbe > 0,6, Seperti yang kita ketahui bahwa tegangan tersebut sudah cukup untuk mengaktifkan transistor Q2 dan menyebabkan adanya arus yang mengalir dari power supply +12V kemudian diteruskan ke relay, ke kaki collector dan kaki emitor dan diteruskan ke ground. Dengan adanya arus yang mengalir maka switch relay berada di sebelah kiri dan rangkaian membentuk loop dan sensor pun aktif. Hal ini membuat motor aktif (membuka pintu) dan lampu menyala.

      C. Prinsip Kerja Sensor Touch

      Ketika Sensor Tidak Aktif


      Saat logic state berlogika 0, artinya sensor Touch belum mendeteksi adanya sentuhan. Kemudian tegangan yang dikeluarkan di kaki Vout sebesar 0 V yang diumpankan keresistor. Kemudian diteruskan ke kekaki non inverting dirangkaian detektor non inverting. Dengan nilai Vi = 0 V dan Vref = 1 sehingga dengan menggunakan ketentuan Vref>Vin maka nilai Vout=-Vsat, dengan nilai Vout=-12,0 V. Kemudain tegangan sebesar -12 V diteruskan menuju kaki non inverting dari rangkaian komparator non inverting dengan Vref = 0. Kemudian gunakan rumus komparator untuk menentukan Voutnya. Pertama-tama dapat dilihat pada rangkaian nilai n = 10k/100= 100, kemudian kita tentukan Nilai Vut dengan rumus Vut=Vsat/n=12/100=0,12 V. Sesuai ketentuan ketika Vut>Vi maka nilai Vout=-Vsat. Maka dari itu didapatkan nilai Vout = -12 V. Tegangan output kemudian diumpankan kerangkaian self bias dan tegangan yang terbaca dikaki base Vbe = -12 V. Tegangan Vbe < 0,6 sehingga transistor tidak aktif dan relay tidak berpindah. Hal ini membuat motor tidak bergerak.

      Ketika Sensor  Aktif



      Saat logic state berlogika 1, artinya sensor Touch  mendeteksi adanya sentuhan. Kemudian tegangan output yang dikeluarkan sensor Vout =5 V yang diumpankan keresistor. Kemudian diteruskan kekaki non inverting dirangkaian detektor non inverting. Dengan nilai Vi = 5 V dan Vref = 1 sehingga dengan menggunakan ketentuan Vref<Vin maka nilai Vout=+Vsat, dengan nilai Vout=11,0 V. Kemudain tegangan sebesar 11 V diteruskan menuju kaki non inverting dari rangkaian komparator non inverting dengan Vref = 0. Kemudian gunakan rumus komparator untuk menentukan Voutnya. Pertama-tama dapat dilihat pada rangkaian nilai n = 10k/100= 100, kemudian kita tentukan Nilai Vlt dengan rumus Vlt=-Vsat/n=-12/100=-0,12 V. Sesuai ketentuan ketika Vlt<Vi maka nilai Vout=+Vsat. Maka dari itu didapatkan nilai Vout = 10,9 V. Tegangan output kemudian diumpankan kerangkaian fixed bias dan tegangan yang terbaca dikaki base Vbe = 0,87 V. Tegangan Vbe > 0,6, Seperti yang kita ketahui bahwa tegangan tersebut sudah cukup untuk mengaktifkan transistor Q2 dan menyebabkan adanya arus yang mengalir dari power supply +12V kemudian diteruskan ke relay, ke kaki collector dan kaki emitor dan diteruskan ke ground. Dengan adanya arus yang mengalir maka switch relay berada di sebelah kiri dan rangkaian membentuk loop dan sensor pun aktif. Hal ini membuat motor aktif (menutup pintu).

      C. Video Simulasi Rangkaian





      5. Link Download [Daftar]
      Aina Malyona -

      Tidak ada komentar:

      Posting Komentar

      Langganan: Posting Komentar (Atom)