Selasa, 11 Juli 2023

APLIKASI ARITMATIK

Pendeteksi Benda Logam Jenis Logam



1. Tujuan[Kembali]

  1. Untuk menyelesaikan tugas sistem digital yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.
  2. Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian pengaplikasian decoder dan encoder yaitu alat pendeteksi getaran dan percikan api di dapur.
  3. Mengetahui bentuk rangkaian dan mensimulasikan pengaplikasian decoder dan encoder pada software proteus. 

2. Alat dan Bahan[Kembali]

Alat

a. DC Voltmeter 



Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter


Generator

a. Power Supply

Spesifikasi:



b. Baterai 





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: 460gr

  • Bahan
        1. Sensor Infrared

    
2.  Sound Sensor



Spesifikasi :
  • *Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada potensiometer)
  • *Condeser yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi
  • *Tegangan kerja antara 3.3V – 5V
  • *Terdapat 2 pin keluaran yaitu tegangan analog dan Digital output
  • *Sudah terdapat lubang baut untuk instalasi
  • *Sudah terdapat indikator led
     3. Sensor Magnetik



Spesifikasi :

  • Operating Voltage: 3.3V to 5V DC
  • Output format: Digital switching output ( 0 and 1 )
  • LEDs indicating output and power
  • PCB Size: 32mm x 14mm
  • LM393 based design
  • Easy to use with Microcontrollers or even with normal Digital/Analog IC

4. Sensor Touch



Spesifikasi:
  • Operating Voltage: 2.0 - 5.5V
  • Operating Current(Vcc=3V):1.5 - 3.0μA
  • Operating Current(VDD=3V):3.5 - 7.0μA
  • Output Response Time: 60 - 220mS
  • Used Chipset: TTP223-BA6
    4. Resistor

     Features

  • Carbon Film Resistor
  • 4-band Resistor
  • Resistor value varies based on  selected parameter
  • Power rating varies based on selected parameter
        5. Transistor NPN BC547


FEATURES
 • Low current (max. 100 mA)
 • Low voltage (max. 65 V).
DESCRIPTION
 >>NPN transistor in a TO-92; 
 >>SOT54 plastic package. 
 >>PNP complements: BC556 and BC557.

        6. 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
Pin Relay:



    7. Logic state








8. Dioda (1N4007)













  9. Kabel

General Reference Standards 
  • DIN VDE 0295, IEC 60228, BS 6360
  • DIN EN 50290‐2‐22, DIN VDE 0207‐363‐4‐1 
  • IEC 60227‐5, EN 50525‐2‐51, VDE 0281‐13
  • DIN VDE 0482‐332‐1‐2, DIN EN 60332‐1‐2, IEC 60332‐1‐2 
  • RoHS, REACH & CE Directives
10. OPAMP




  





Spesifikasi :
  • 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
  11. 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
    12.  LED

    
  

 1



  







  









 15.  Gerbang Logika AND (IC 4081 )








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

16.  Seven Segment




                             


17. Decoder (IC 74LS48)





18. Aritmatik Full Adder (IC 7483)

 


    1. Battery


Baterai atau elemen kering adalah salah satu alat listrik yang berfungsi sebagai penyimpan energi listrik dan mengeluarkan tegangan dalam bentuk listrik (sebagai sumber tegangan). Simbol baterai pada suatu rangkaian listrik dengan tegangan DC atau rangkaian elektronika :


Pada umumnya baterai terdiri dari tiga komponen yang penting yaitu :
1. Batang karbon (C) sebagai anode (kutub positif baterai).
2. Seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)
3. Amonium dioksida (NH4CI) sebagai larutan elektrolit (penghantar)

Terdapat dua jenis baterai yaitu :
1. Baterai Primer 
Baterai adalah baterai yang hanya dapat digunakan sekali, menggunakan reaksi kimia yang tidak dapat dibalik (irreversible reaction).  pada umumnya dijual adalah baterai yang bertegangan listrik 1,5 volt.
2. Baterai Sekunder
Baterai sekunder atau biasanya disebut rechargeable battery adalah baterai yang dapat di isi ulang menggunakan reaksi kimia yang bersifat dapat dibalik (reversible reaction) biasanya digunakan pada telepon genggam.
Adapun salah satu persamaan menghitung tegangan adalah :

P = V x I
Keterangan :
P  = Daya (W)
V = Tegangan yang terukur (V)
I   = Arus yang terukur (I)

    2. 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.

    3. Sensor Sound

Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.
Intensitas suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.
Prinsip kerja : 
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen.
Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler. Jika sinyal tersebut diterima oleh mikro kontroler maka akan diolah sesuai dengan program yang dibuat, apakah robot akan berjalan atau berhenti.
Suara yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan disimpan oleh memory. Sebagai contoh jika kita bertepuk tangan 1 kali maka akan dikenali sebagai kondisi 1 atau on sehingga robot dapat berjalan. Jika bertepuk tangan 2 kali maka robot akan mati atau mendapat sinyal kondisi 0. Penggunaan sinyal tergantung dari user bagaimana dia menggunakannya.
Kesensitifan  sensor suara dapat diatur, semakin banyak condensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat menjalankan program.
Spesifikasi :
  • Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada potensiometer)
  • Condeser yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi
  • Tegangan kerja antara 3.3V – 5V
  • Terdapat 2 pin keluaran yaitu tegangan analog dan Digital output
  • Sudah terdapat lubang baut untuk instalasi
  • Sudah terdapat indikator led
Grafik Respon Sensor :


4. Sensor Magnet (Reed Switch)

Pengertian Sensor Magnet

Sensor magnet adalah sensor yang mudah terpengaruh dan peka terhadap medan magnet kemudian memberikan perubahan kondisi output. Prinsip kerja Sensor magnet yaitu akan aktif ketika konduktor mempengaruhi medan magnet, sehingga magnet tersebut tertolak atau tertarik sesuai dengan pengaruh konduktor yang diberikan. Disebut juga Relai Buluh adalah Alat yang akan terpengaruh Medan Magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran, seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet disekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap maupun uap.

Cara Kerja Magnet
Sensor ini akan bekerja ketika jenis konduktor berada/mempengaruhi keberadaan medan magnet sehingga magent dapat tertarik atau tertolak sesuai pengaruh yang diberikan.

Gambar Sensor Magnet


Grafik:



5. Sensor Sentuh



Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.
Grafik :


    5. Resistor




Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. 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:

Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

Karakteristik utama 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. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

Sebagian besar resistor yang kamu lihat akan memiliki empat pita berwarna . Begini cara mereka membacanya :
1. Dua pita pertama menentukan nilai dari resistansi
2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.




    





    6. 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.

Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

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 Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.

Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.


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.

    7. 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. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

  1. Electromagnet (Coil)
  2. Armature
  3. Switch Contact Point (Saklar)
  4. Spring

Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :Struktur dasar Relay

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

  • Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
  • Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

  • Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
  • Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
  • Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
  • Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :Jenis relay berdasarkan Pole dan Throw


   8. Buzzer




Kata buzzer sebetulnya berasal dari Bahasa Inggris, artinya bel, lonceng, atau alarm. Sedangkan pengertian buzzer secara harfiah adalah alat yang digunakan untuk atau dimanfaatkan untuk menyampaikan dan menyebarluaskan pengumuman. Jadi pada bagian ini buzzer digunakan sebagai output yaitu sebagai penanda atau sebagai bel peringatan.

    9.  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.  

Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :

  • HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
  • TRUE (benar) dan FALSE (salah)
  • ON (Hidup) dan OFF (Mati)
  • 1 dan 0

 7 jenis gerbang logika :

  1. Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
  2. Gerbang OR  : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
  3. Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
  4. Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
  5. Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
  6. Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
  7. Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1. 
10. OPAMP

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah 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. Terminal yang terdapat pada Simbol Op-Amp (Operational Amplifier/penguat operasional) diantaranya adalah :

  1. Masukan non-pembalik (Non-Inverting) +
  2. Masukan pembalik (Inverting) –
  3. Keluaran Vout
  4. Catu daya positif +V
  5. Catu daya negatif -V
Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup.  Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.
Konfigurasi Op-Amp (Closed loop and Open Loop)
    11. 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. LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. 
Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED :
Bahan SemikonduktorWavelengthWarna
Gallium Arsenide (GaAs)850-940nmInfra Merah
Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)630-660nmMerah
Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)605-620nmJingga
Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N)585-595nmKuning
Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP)550-570nmHijau
Silicon Carbide (SiC)430-505nmBiru
Gallium Indium Nitride (GaInN)

    12. 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. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC. Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. 

Bentuk dan Simbol Motor DC

Pengertian Motor DC dan Prinsip Kerjanya

Prinsip Kerja 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), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

    13. Switch


Sakelar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik.
Cara Kerja Saklar Listrik
Pada dasarnya, sebuah Saklar sederhana terdiri dari dua bilah konduktor (biasanya adalah logam) yang terhubung ke rangkaian eksternal, Saat kedua bilah konduktor tersebut terhubung maka akan terjadi hubungan arus listrik dalam rangkaian. Sebaliknya, saat kedua konduktor tersebut dipisahkan maka hubungan arus listrik akan ikut terputus.

Berikut ini adalah Simbol Saklar berdasarkan jumlah Pole dan Throw-nya.
Simbol Saklar dan Jumlah Pole dan Throw

14. Gerbang logika AND ( IC 4081 )

Gerbang AND akan berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1, namun bila salah satu atau semua keluarannya berlogika 0 maka keluarannya berlogika 0.
Perhatikan Tabel kebenaran dibawah untuk menjelaskan gerbang AND
Tabel kebenaran gerbang AND

Tabel kebenaran gerbang AND

Gambar : Macam - macam gerbang logika
dan tabel kebenarannya


15. 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


16. Decoder (IC 74LS48)







IC BCD 74LS48 merupakan IC yang bertujuan mengubah data BCD (Binary Coded Decimal) menjadi suatu data keluaran untuk seven segment. IC 74LS48 yang bekerja pada tegangan 5V ini khusus untuk menyalakan seven segment dengan konfigurasi common cathode. Sedangkan untuk menyalakan tampilan seven segment yang bekerja pada konfigurasi common anodhe menggunakan IC BCD 74LS247. 

Konfigurasi Pin Decoder:

  • Pin Input IC BCD, memiliki fungsi sebagai masukan IC BCD yang terdiri dari 4 Pin, nama pin masukan BCD dilangkan dengan huruf kapital yaitu A, B, C  dan D. Pin input berkeja dengan logika High=1.
  • Pin Ouput IC BCD, memiliki fungsi untuk mengaktifkan seven segmen sesuai data yang diolah dari pin input. Pin output berjumlah 7 pin yang namanya dilambangkan dengan aljabar huruf kecil yaitu, b, c, d, e, f dan g. Pin Output bekerja dengan logika low=0. Karena itulah IC 7447 digunakan untuk seven segment common anode.
  • Pin LT (Lamp Test) memiliki fungsi untuk mengaktifkan semua output menjadi aktif low, sehingga semua led pada seven segmen menyala dan menampilkan angka 8. Pin LT akan aktif jika diberi logika low. Pin ini juga digunakan untuk mengetes kondisi LED pada seven segment.
  • Pin RBI (Ripple Blanking Input) memiliki fungsi untuk menahan data input (disable input), pin RBI akan aktif jika diberi logika low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
  • Pin RBO (Ripple blanking Output) memiliki fungsi untuk menahan data output (disable output), pin RBO ini akan aktif jika diberikan logika Low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
Truth Table IC 74LS48 :


17. Aritmatik Full Adder (IC 7483)



IC 7483 adalah rangkaian TTL dengan 4 buah penjumlah-penuh yang berarti bahwa rangkaian ini dapat menjumlahkan bilangan 4 bit Dua atau lebih penjumlah paralel dapat dihubungkan secara kaskade untuk membentuk rangkaian penjumlah bilangan-bilangan dengan bit yang lebih besar. Susunan dua buah IC 7483 tersebut dapat menjumlahkan bilangan 8 bit. Prinsip kerja dari rangkaian Full Adder 4 bit dan 8 bit adalah:
  1. Memiliki 3 input yaitu Carry in, A dan B. Dimana Cin (Carry in) hanya berfungsi sebagai penambah 1 digit(+1) terhadap penjumlahan antara input A dengan B, Jadi saat Cin High(1), maka input = +1 dan saat Cin Low(0) maka input = +0, sederhananya saya ekspresikan dengan persamaan berikut Cin(high) + A + B = 1 + A + B dan/atau Cin(low) + A + B = 0 + A + B
  2. Output maksimum dari rangkaian Full Adder 4bit adalah 15(desimal) atau 1111(biner), output maksimum tersebut belum termasuk Carry out (Cout=0) atau Carry out belum aktif, namun saat hasil penjumlahan melebihi batas maksimum, maka Carry out aktif (Cout=1) dan membuat Full Adder 4 bit offset 1bit, sehingga pada saat kondisi seperti ini, maka output maksimum Full Adder 4 bit bukan lagi 4 bit, melainkan 5 bit yaitu 11111(biner) atau 31(desimal), sekarang kita bisa tau perbedaan Carry in dengan Carry out terhadap Full Adder serta pengaruh yang di timbulkannya.
  3. Prinsip kerja full adder 8 bit masih sama seperti Full Adder 4 bit, hanya saja nilai maksimumnya lebih besar, yaitu 11111111(biner) atau 255(desimal) ini adalah output maksimum saat Carry out pasif (Cout=0), sedangkan saat Carry out aktif (Cout=1), maka output maksimumnya menjadi 111111111(biner) atau 511(desimal).
Truth Table :

4. Percobaan[Kembali]

    1. Prosedur Percobaan

  • Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus, seperti sensor vibration, sensor pir, flame sensor, gerbang AND, buzzer, logic state, decoder, seven segment, resistor, transistor, opamp, dan lain-lain.
  • Susunlah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini
  • Resistor  yang digunakan ada diberi hambatan 10k dan 220.
  • Baterai yang digunakan diberi tegangan yaitu 12V.
  • Power yang digunakan diberi tegangan yaitu 5V dan 7V.
  • Buzzer yang digunakan diberi tegangan 12V
  • Relay yang digunakan diberi tegangan 5V.
  • Setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.
  • Jalankan sensor Flame , Pir, Vibration  dengan menekan logicstate yaitu mengubah dari angka nol menjadi satu.
  • Jika rangkaian benar, maka sensor flame, sensor mq-2 dan sensor Pir akan bekerja  sehingga led menyala, buzzer berbunyi dan motor pun bergerak.
  • Jika logicstatenya tidak dijalankan atau berlogika 0 maka motor tidak akan bergerak, led tidak menyala, dan buzzer tidak berbunyi.
  • Jika sensor vibration diaktifkan, maka pada seven segment akan muncul angka 1.
  • Jika flame sensor diaktifkan, maka seven segment akan menghasilkan angka 2.
  • Jika sensor vibration dan flame sensor diaktifan, maka akan memberikan angka 3 pada seven segmentnya.

    2. Rangkaian Percobaan


    3. Prinsip Kerja

⇉Sensor Infrared
Apabila sensor infrared mendeteksi adanya benda hilang yang ditemukan  yaitu saat sensor berlogika 1 maka ada arus dari power supply menuju ke VCC kemudian dikeluarkan menuju kaki Vout. Tegangan yang keluar dari kaki output sensor sebesar 7 V diteruskan ke R6 kemudian ke Q4 dimana tegangan yang terukur pada kaki base Q4 adalah 0.78 V yang mampu mengaktifkan transistor Q4. Karena transistor aktif, maka ada arus dari power supply menuju relay terus ke kaki kolektor terus ke kaki emiter terus ke ground. Jenis bias yang digunkaan adalah emiter stabil bias. Karena adanya arus yang mengalir pada relay, maka relay menjadi aktif dimana switchnya berpindah dari kanan ke kiri sehingga rangkaian loop pada relay menjadi tertutup sehingga ada tegangan dari baterai yang mengalir pada rangkaian loop yang mengakibatkan indikator benda ditemukan dan speaker sebagai penanda benda ditemukan menjadi aktif. Selain itu, tegangan yang keluar pada kaki Vout juga diteruskan ke IC 7483 dimana pada IC ini bertindak sebagai aritmatik full adder. Tegangan dari kaki Vout masuk ke pin A1 dari IC 7483 yang kemudian menuju ke IC 74LS48 yang bertindak sebagai decoder. Karena masukan yang masuk ke kaki pin IC 7483 hanya 1 maka seven segment akan meampilkan angka 1 pada displaynya.
⇉Sensor Magnetik
Apabila sensor magnetik mendeteksi adanya benda hilang yang ditemukan itu jenis logam yaitu saat sensor berlogika 1 maka ada arus dari power supply menuju ke VCC kemudian dikeluarkan menuju kaki Vout. Tegangan yang keluar dari kaki output sensor sebesar 7 V diteruskan ke R9 terus ke OPAMP. Pada rangkaian tersebut, OPAMP bertindak sebagai non inverting amplifier dimana terjadi penguatan sebagai 2 kali. Tegangan yang telah dikuatkan diumpankan lagi ke sebuah R4 kemudian ke kaki base Q5 dimana tegangan yang terukur pada kaki base Q5 adalah 0.84 V yang mampu mengaktifkan transistor Q5. Karena transistor aktif, maka ada arus dari power supply menuju relay terus ke kaki kolektor terus ke kaki emiter terus ke ground. Jenis bias yang digunkaan adalah self bias. Karena adanya arus yang mengalir pada relay, maka relay menjadi aktif dimana switchnya berpindah dari kanan ke kiri sehingga rangkaian loop pada relay menjadi tertutup sehingga ada tegangan dari baterai yang mengalir pada rangkaian loop yang mengakibatkan indikator alarm ditemukan benda logam dan buzzer sebagai penanda benda ditemukan menjadi aktif. Selain itu, tegangan yang keluar pada kaki Vout juga diteruskan ke IC 7483 dimana pada IC ini bertindak sebagai aritmatik full adder. Tegangan dari kaki Vout masuk ke pin B1 dari IC 7483 yang kemudian menuju ke IC 74LS48 yang bertindak sebagai decoder. Karena masukan yang masuk ke kaki pin IC 7483 hanya 1 maka seven segment akan menampilkan angka 1 pada displaynya.
Apabila pada rangkaian tersebut, yang masuk pada IC 7483 adalah 2 inputan yaitu A1 dan B1 yang menandakan bahwa sensor infrared dan sensor magnetik sama sama aktif, maka seven segment akan menampilkan angka 2 pada displaynya.
⇉Sensor Sound
Apabila sensor sound mendeteksi suara buzzer yang mennadakan ditemukan benda hilang jenis logam  yaitu saat sensor berlogika 1 maka ada arus dari power supply menuju ke VCC kemudian dikeluarkan menuju kaki Vout. Tegangan yang keluar dari kaki output sensor sebesar 7 V diteruskan ke R8 terus ke OPAMP. Pada rangkaian tersebut, OPAMP bertindak sebagai voltage follower dimana terjadi penguatan sebanyak satu kali, sehingga nilai Vinput sama dengan nilai Voutput. Tegangan yang telah dikuatkan diumpankan lagi ke sebuah R3 kemudian ke kaki base Q5 dimana tegangan yang terukur pada kaki base Q1 adalah 0.84 V yang mampu mengaktifkan transistor Q5. Karena transistor aktif, maka ada arus dari power supply menuju relay terus ke kaki kolektor terus ke kaki emiter terus ke ground. Jenis bias yang digunkaan adalah self bias. Karena adanya arus yang mengalir pada relay, maka relay menjadi aktif dimana switchnya berpindah dari kanan ke kiri sehingga rangkaian loop pada relay menjadi tertutup sehingga ada tegangan dari baterai yang mengalir pada rangkaian loop yang mengakibatkan motor sebagai penggerak untuk mengambil benda yang ditemukan menjadi aktif.

5. Video[Kembali]

a. Simulasi Rangkaian 


b. Merangkai Rangkaian


-

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)