Selasa, 11 Juli 2023

Aplikasi Tugas Besar


 1. Tujuan  [kembali]

  • Mempelajari rangkaian aplikasi counter dan aritmetik
  • Mempelajari prinsip kerja safety museum menggunakan sensor infrared, sensor flame, sensor gas dan sensor vibration
  • Mempelajari simulasi rangkaian safety museum menggunakan sensor infrared, sensor flame, sensor gasm dan sensor vibration
2. Alat dan Bahan [kembali]

    a. Alat

        1). Baterai


               
     Spesifikasi


         2). Voltmeter

        3). Power Supply

    b. Bahan

       1. Resistor



            Datasheet resistor
    
2. Transistor NPN
Spesifikasi

3. Relay


Spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-C
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
Jumlah pin: 5

4. Dioda




5. LED
                         
 

6. OP-AMP




7. Motor DC

                Spesifikasi Motor DC


  8. Buzzer

Buzzer Features and Specifications

  • Rated Voltage: 6V DC
  • Operating Voltage: 4-8V DC
  • Rated current: <30mA
  • Sound Type: Continuous Beep
  • Resonant Frequency: ~2300 Hz 
  • Small and neat sealed package
  • Breadboard and Perf board friendly
 9.  Switch 

Features 
• Constant ON resistance for signals ±10V and 100 kHz connection diagram
 • tOFF < tON. break before make action
 • Open switch isolation at 1.0 MHz -50 dB
 • < 1.0 nA leakage in OFF state • TTL. DTL. RTL direct drive compatibility
 • Single disable pin turns all sWitches in package OFF  


10 Segment Anoda

A. Spesifikasi

  • Available in two modes Common Cathode (CC) and Common Anode (CA)
  • Available in many different sizes like 9.14mm,14.20mm,20.40mm,38.10mm,57.0mm and 100mm (Commonly used/available size is 14.20mm)
  • Available colours: White, Blue, Red, Yellow and Green (Res is commonly used)
  • Low current operation
  • Better, brighter and larger display than conventional LCD displays.
  • Current consumption : 30mA / segment
  • Peak current : 70mA


11. Counter (IC 74193)


 Spesifikasi

  • 4-bit presettable synchronous up/down counter.
  • It has an individual Preset input Pin by using this we can load any count and start the counting from that loaded number.
  • Cascading can be used to design mod-n counter (where n = 0, 1, 2, 3,…………., infinity).
  • Modulo-16 counter (However the counting is not limited to 16 we can increase the counting by cascading two or more IC74193).
  • Low Power . . . 95 mW Typical Dissipation.
  • High Speed . . . 40 MHz Typical Count Frequency.
  • Input Clamp Diodes Limit High-Speed Termination Effects.
12.  POT- HG

Spesifikasi
  • Type: Rotary a.k.a Radio POT
  • Available in different resistance values like 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1 M. 
  • Power Rating: 0.3W
  • Maximum Input Voltage: 200Vdc
  • Rotational Life: 2000K cycles                               

13) induktor


A. Spesifikasi
• 11.2 x 11.2 x 9.0mm maximum surface mount package
• Ferrite core material 
• High current carrying capacity, low core losses 
• Controlled DCR tolerance for sensing circuits 
• Inductance range from 205nH to 950nH 
• Current range from 11.5 to 69 amps 
• Frequency range up to 2MHz
• Storage temperature range (component): -40 °C to +125 °C 
• Operating temperature range: -40 °C to +125 °C (ambient plus self-temperature rise) 
• Solder reflow temperature: J-STD-020 (latest revision) compliant

14) Kapasitor A700D107M006ATE018
A. Spesifikasi

• ESR: 6mΩ to 70mΩ
• Voltage: 2V to 16V
• Capacitance: 6.8µF to 470µF
• Operating Temperature: -55°C to 125°C
• Polymer cathode technology
• High frequency capacitance retention
• Non-ignition failure mode
• 100% accelerated steady state aging
• 100% surge current tested
• Volumetric efficiency
• Self-healing mechanism
• EIA standard case sizes


15) Sensor Infrared

    
16). Sensor Gas MQ2


Spesifikasi 

  • Sensitivitas tinggi dengan area deteksi luas
  • Long life
  • Detection gas : LPG, i-butane, Propane, Methane, Alkohol, Hidrogen
  • Concentration : 200 - 5000 ppm (LPG dan Propane), 300 - 5000 ppm (Butane), 5000 - 20000 ppm (Methane), 300 - 5000 ppm (Hidrogen), 100 - 2000 ppm (Alkohol)
  • Circuit Voltage (Vc) : 5V
  • Heating Voltage (Vh)  : 1.4V-5V
  • Heating Time Th (High) : 60s
  • Heating Time Th (Low) : 90s
  • Load Resistence (RL) : Adjustable
  • Heater resistance (Rh) : 33 ohm
  • Heater Consumption : <800 mW
  • Sensing resistance : 3K ohm - 30K ohm (pada 1000 ppm iso Butane)
  • Preheat time : >24 jam

17). Sensor Flame
Spesifikasi :
- Jangkauan spektrum : 760 - 1100 (nm)
- Sudut yang terdeteksi : 0° - 60°
- Catu Daya : 3,3V - 5,3V
- Temperatur Kerja : -25°C sampai 85°C
- Dimensi : 27,3 x 15,4 (mm)

18). Vibration Sensor

Spesifikasi :

  • Vsuplai : DC 3.3V-5V
  • Arus : 15mA
  • Sensor : SW-420 Normally Closed
  • Output : digital
  • Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm
  • Berat : 10 gr
  • Kondisi : Baru


3. Dasar Teori [kembali]

  • 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 adalah tegangan,  I adalah kuat arus, dan R adalah 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

  •  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.

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.

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.

Rumus

rumus

  • Transistor NPN
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.

 Pemberian bias 
        Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu: 
 1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.


2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.


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
                    


  • OP-AMP

Simbol 
 
Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.

 

 

Karakteristik IC OpAmp

  • 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
                                                                           

Karakteristik IC OpAmp

  • 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

Inverting Amplifier


 Rumus:

NonInverting

 Rumus:

Komparator

Rumus:

Adder

Rumus:

Bentuk Gelombang

  • Gerbang NOT (IC 7404)

 


Gerbang NOT atau disebut juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik) adalah jenis gerbang logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu output (keluaran). Dikatakan Inverter (gerbang pembalik) karena gerbang ini akan menghasilkan nilai ouput yang berlawanan dengan nilai inputnya . Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT berikut.



Pada gerbang logika NOT, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah tanda minus (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.

Perhatikan tabel kebenaran gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input (masukan) bernilai logika 1"


  • 7 Segment Anoda   

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

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

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

Tabel Pengaktifan Seven Segment Display


  • IC 7482 (Full Adder)
        Full  Adder  adalah  rangkaian  elekronik  yang  bekerja  melakukan  perhitungan
penjumlahan penuhdari dua buah bilangan biner yang masing-masing terdiri dari satu bit.
Rangkaian  ini  memiliki  3input  dan  2  output,  salah  satu  input  merupakan  nilai  dari
pindahan  penjumlahan,  kemudian  sama  seperti  pada  hafl  adder  salah  satu  outputnya
dipakai sebagai tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan.
Rangkaian  full  adder  (FA)  dapat  digunakan  untuk  menjumlahkan  bilangan  biner
yang  lebih  dari  1  bit.  Rangkaian  Full  Adder  dapat  dibentuk  oleh  gabungan  2  buah
rangkaian  half  adder  dan  sebuah  gerbang  OR  untuk  menjumlahkan  carry  output.  Pada
penambahan  penuh  muncul  aturan  kelima  yang  menyatakan  suatu  penjumlahan
setengah  tidak  akan  bekerja  bila  muncul  carry-in.  Oleh  karena  itu  penambahan  penuh
mempunyai tiga masukan yaitu A, B dan C-in, sedangkan keluaran adalah SUM dan Co
(carry  out).  Diagram  logika  dari  full  adder  dan  tabel  kebenaran  disajikan  pada  gambar
berikut, untuk simulasi bisa digunakan software electronic workbench.


  • Counter (IC 74193)
PinDescription
CPUCount up clock pulse input
CPDCount down clock pulse input
MRAsynchronous Master Reset(Clear) input
PL̅Asynchronous Parallel Load(Active Low) Input
TCUTerminal count Up(Carry) output
TCDTerminal count Down(Borrow) output
A,B,C, & DPreset Inputs(Parallel Data Inputs)
QnFlip-Flop Outputs

Functional Description of IC74193:

  • The flip-flop output pins are Qn(Qa, Qb, Qc, & Qd).
  • The A, B, C, & D are the preset pins whatever count will be loaded to the preset pins will reflect as flip-flop output

CPU & CPD Clock Terminal:

  • For Up counters, the CPU(count up) is connected with clock signals and CPD is connected to logic high(5V).
  • And Similarly, for the down counter, the CPD is connected to clock signals, and the CPU is connected to logic high(5V). The below figures are the diagrammatic representation for the Up/Down Counter.

Master Reset(MR):

  • The Master Reset(MR) terminal is used to reset the IC or to clear the IC output by applying a high signal.
  • A HIGH signal on the Master Reset input will disable the preset gates, override both Clock inputs, and latch each Q output in the LOW state. If one of the Clock inputs is LOW during and after a reset or load operation, the next LOW-to-HIGH transition of that Clock will be interpreted as a legitimate signal and will be counted.

Parallel Load(PL)

  • The Parallel Load(PL) is an active-low input pin this is used to load data into the IC. 
  • Each circuit has an asynchronous parallel load capability permitting the counter to be preset.
  • When the Parallel Load (PL) and the Master Reset (MR) inputs are LOW, information present on the Parallel Data inputs (A, B, C, D) is loaded into the
    counter and appears on the outputs regardless of the conditions of the clock inputs.

Terminal Count Up(TCU) and Terminal Count Down(TCD):

  • Terminal Count Up(TCU) and Terminal Count Down(TCD) are also active low output pins, the output is always High, it goes Low once IC reaches too its max & min count.
  • When a circuit has reached the maximum count state (9 for the LS192, 15 for the LS193), the next HIGH-to-LOW transition of the Count Up Clock will cause TCU to go LOW. TCU will stay LOW until CPU goes HIGH again, thus effectively repeating the Count Up Clock, but delayed by two gate delays.
  • Similarly, the TCD output will go LOW when the circuit is in the zero states and the Count Down Clock goes LOW.
  • Since the TC outputs repeat the clock waveforms, they can be used as the clock input signals to the next higher-order circuit in a multistage counter.
  • The truth table for these pins is given in the below table.


  • 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.

  • 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.

  • Voltmeter
Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.


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

  • 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). Baterai simbol seperti gambar di bawah ini:


Gambar Simbol Baterai

  • Power Supply
    Power supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Power supply memiliki simbol sebagai berikut :
Gambar simbol power supply

  •  Gerbang Logika AND 









Gerbang AND (IC 4081) memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0.

Konfigurasi pin : 
  • Pin 7 adalah suplai negatif
  • Pin 14 adalah suplai positif
  • Pin 1 & 2, 5 & 6, 8 & 9, 12 & 13 adalah input gerbang
  • Pin 3, 4, 10, 11 adalah keluaran gerbang
Spesifikasi  :
    - Catu daya : 3 V - 15 V
    - Fungsi : Quad 2-Input AND Gate
    - Propagation delay : 55 ns
    - Level tegangan I/O : CMOS
    - Kemasan : DIP 14-pin

  • Sensor Infrared


Infrared (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier).
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


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.


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:



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.
  • Sensor Gas MQ2
    Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann 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. 
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.

konfigurasi dari sensor MQ-S :
  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.
Sensor MQ2 memiliki symbol seperti gambar di bawah ini :

Gambar Simbol Sensor MQ2

 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)
Berikut ini adalah gambar grafik respon sensitifiras sensor MQ2

  • Flame Sensor

Salah satu detektor yang memiliki fungsi terpenting adalah detektor api atau yang biasa disebut dengan Flame Detector yang mampu mengaktifkan alarm bila mendeteksi adanya percikan api yang berisiko menyebabkan bencana kebakaran. Namun, saat memilih Flame Detector, pengguna diharuskan telah benar-benar paham atas prinsip dari alat detektor tersebut dan meninjaunya demi mendapatkan Flame Detector yang sesuai dengan aktivitas di dalam lokasi dan tingkat kebutuhannya, serta bagaimana konsekuensi risiko yang mungkin terjadi.

Prinsip Flame Detektor tersebut menggunakan metode optik yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi percikan api atau flame. Reaksi intens bahan yang memicu kebakaran dapat ditandai dari UV, terlihatnya emisi karbondioksida, dan radiasi dari infrared. Flame Detector juga mampu membedakan antara False Alarm atau peringatan palsu dengan api kebakaran sungguhan melalui komponen sistem yang dirancang dengan fungsi mendeteksi adanya penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang tertentu.
Tingkat potensi risiko kebakaran dari setiap jenis bahan semakin meluas mengingat semakin canggihnya teknologi penginderaan api atau teknologi Flame Sensing. Pada umumnya bahan bakar industri yang tergolong mudah terbakar antara lain: bensin, hidrogen, belerang, alkohol, LNG/LPG, minyak tanah, kertas, disel, kayu, jet bahan bakar, tekstil, ethylene, dan pelarut.

Spesifikasi :


  • Tipe : Flame sensor isi 5 sensor
  • Vin : DC 3.3V-9V
  • Range sensor : 120°
  • Output : Digital
  • Tiap sensor memiliki lampu indikator
  • Mendeteksi api lilin dengan range panjang gelombang 700-1100nm
  • Dimensi  : panjang 4 cm x lebar 4 cm
  • Berat : 50 gram
  • Kondisi : baru

Aplikasi :

Sensor deteksi api, sensor alarm kebakaran, sensor robot KRPAI pemadam api dll

Gambar : Grafik Respon Flame Sensor
  •  Vibration Sensor

Vibration sensor adalah perangkat yang dapat mengukur jumlah dan frekuensi getaran yang terdapat pada sebuah sistem, mesin dan beberapa perangkat tertentu. Pengukuran tersebut bisa digunakan untuk melakukan pendeteksian pada masalah lain yang terdapat pada sebuah aset dan melakukan prediksi pada kerusakan yang akan terjadi di masa mendatang. Beberapa bisnis yang menggunakan peralatan yang berat dalam pengoperasian mereka biasanya mereka akan membutuhkan alat vibration sensor ini, Keuntungan yang bisa didapatkan jika menggunakan alat ini adalah untuk pemantuan kondisi pada sebuah peralatan atau aset ini akan sangat bergantung pada sensor, tentu saja termasuk sensor getaran. Dengan melakukan pemantuan pada data getaran dari aset, kita dapat melihat performa pada aset dalam jangka waktu tertentu.

Prinsip kerja : Vibration sensor atau sensor getaran ini akan dihubungkan pada aset atau sebuah benda. Benda ini nantinya akan dilakukan pemantauan secara nirkabel. Setelah itu benda akan dilakukan pemantuan dengan berbagai macam metode pengujian, tergantung pada jenis sensor yang digunakan. Data dari hasil pengujian berupa Frekuensi dan intensitas.

Sensor Getar ini dapat digunakan untuk mendeteksi getaran (alarm). Bisa digunakan sebagai alarm motor / mobil / jendela / pintu rumah.


Spesifikasi : 


  • Menggunakan sensor SW-420 normally closed
  • Sinyal output comparator bersih, bergelombang bagus dan mampu menghantar lebih dari 15mA
  • Tegangan kerja 3.3V - 5V
  • Format output: 0 dan 1 (digital, rendah dan tinggi)
  • Dilengkapi lubang baut untuk instalasi
  • Papan PCB kecil berukuran 3.2cm x 1.4cm
  • Memakai comparator LM393

Cara kerja :


1. Bila tidak ada getaran, sensor getaran terhubung dan nilai output rendah. Lampu indicator menyala.

2. Bila terdeteksi getaran, sensor getaran segera terputus dan nilai output tinggi. Lampu indicator tidak menyala.

3. Outputnya dapat langsung dihubungkan ke microcontroller untuk mendeteksi nilai rendah dan tinggi sehingga dapat diketahui apakah sedang terjadi getaran.

Availability:10

Model:SW-420


4. Langkah Percobaan [kembali]
  • Siapkan komponen-komponen yang diperlukan
  • Letakkan komponen tersebut, seperti gambar rangkaian
  • Rangkai komponen tersebut
  • Jalankan simulasinya

5. Rangkaian Simulasi [kembali]



6. Prinsip Kerja [kembali]
    
            Sensor infrared yang pertama berlogika 1 dan yang kedua berlogika 0 yang terdapat gerbang NOT, counter pertama berlogika 0 masuk counter 74LS192 terdapat inputan MR (master riset) berfungsi untuk mengatur IC dalam keadaan riset atau seluruh output akan menampilkan 0, inputan PL (preset load) berfungsi untuk mengatur dalam keadaan set atau output akan menampilkan nilai data inputan, lalu kaki DN (down) jika kaki down aktif maka IC akan menghitung dari bit terbesar ke terkecil dan jika kaki UP aktif maka IC akan menghitung dari bit terkecil ke terbesar, selain itu inputannya itu D0, D1, D2, D3 dan outputnya yaitu Q0, Q1, Q2, Q3. untuk output TCD dan TCU dari counter sebelumnya. lalu tegangan terhubung ke R6 sebesar 10k menuju  basis, ke emitor lalu ke ground, tegangan dari kolektor menuju relay, relay akan pindah atau switch ke arah kiri lalu terjadi loop dimana arus dari baterai akan mengalir ke motor dan juga led, sehingga dapat kita lihat motor akan bergerak sehingga pintu museum akan tertutup.
        Pada sensor Vibration  berlogika 1 Tegangan sebesar 5v masuk ke buffer dengan power supply antara +12v dan -12v, lalu tegangan keluar sebesar 5v karena rumus buffer yaitu VOut= Vin yang berarti buffer tidak memberikan amplifikasi ataupun atenuasi terhadap sinyal inputnya. Yang artinya keluaran dari buffer sama dengan masukannya. lalu tegangan masuk ke R1 sebesar 10k menuju  basis, ke emitor lalu ke ground, tegangan dari kolektor menuju relay, relay akan pindah atau switch ke arah kiri lalu terjadi loop dimana arus dari baterai akan mengalir ke buzzer dan juga led,  buzzer menyala menandakan terjadinya gempa.
        Pada sensor flame berlogika 1 lalu masuk ke full adder 7462 dimana full adder terdiri dari 5 input A1,A2,B1,B2 dan C0  jika CO berlogika 1 atau 0 akan sangat mempengaruhi outputnya. untuk outputnya terdiri dari S1, S2 dan C2. Jika sensor flame hidup otomatis sensor Gas juga akan hidup karena ada api pastinya ada asap, rangkaian full adder terdiri dari gerbang XOR, OR dan AND. Dimana ouput C2 = A.B + A.C0 + B.C0 dan ouput dari S1 dan S2 yaitu A1 ⊕ B1 ⊕ C0. berarti S1 = 1 ⊕ 0 ⊕ 0 = 1 dan S2 = 1 ⊕ 0 ⊕ 0 = 1 dan untuk C2 = 1.0 + 1. 0 + 1.0 = 0. Sehingga didapatkan output untuk S1=1, S2=1 dan C2=0. tegangan aktif dari sensor flame sebesar +3,39 v menuju kaki bias, ke emitor baru ke ground, tegangan dari kolektor menuju relay, relay akan pindah atau switch ke arah kiri lalu terjadi loop dimana arus baterai akan mengalir ke led lalu ke motor dan buzzer. led dan buzzer menyala menandakan adanya api, kemudian motor aktif dan akan memadamkan api kecil. 
        Pada sensor gas Tegangan sebesar +5v masuk ke full adder dan keluar berlogika 1,  lalu tegangan tersebut diumpankan ke R7 sebesar 200 dengan vbe sebesar +1,81 v, transistor on karena vbe lebih dari +0.6v. lalu tegangan menuju kaki basis, ke emitor lalu ke ground, tegangan dari kolektor menuju relay, relay akan pindah atau switch ke arah kiri lalu terjadi loop dimana arus dari batrai akan mengalir ke motor dan juga led. motor menyala maka kipas akan menyedot asap
    
7. Video [kembali]   



8. Download File [kembali]
   
    Download HTML [klik]
    Download File Rangkaian [klik]
    Download Video Rangkaian [klik]
    Download Datasheet Resistor [klik]
    Download Datasheet Transistor NPN [klik]
    Download Datasheet Opamp [klik]
    Download Datasheet Potensiometer [klik]
    Download Datasheet Dioda [klik]
    Download Datasheet LED [klik]
    Download Datasheet Relay [klik]
    Download Datasheet Motor DC [klik]
    Download Datasheet Baterai [klik]
    Download Datasheet 7432 (gerbang OR) [klik]
    Download Datasheet 7447 [klik]
    Download Datasheet 4555 [klik]
    Download Datasheet flame sensor [klik]
    Download Data Sheet Sensor Gas MQ2 [klik]
    Download Datasheet Infrared Sensor [klik]
    Download Datasheet sensor vibration[klik]
    Download Library Sensor MQ2 [klik]
    Download Library Infrared Sensor [klik]
    Download Library flame sensor [klik]
    Download Library vibration sensor [klik]

MODUL 4

Smart Parking Area [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. ...