Untuk menyelesaikan tugas besar elektronika yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.
Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian kontrol kebakaran di dapur menggunakan Sensor Gas, Sensor Api, Sensor Vibration dan Sensor Pir.
Mengetahui bentuk rangkaian kontrol kebakaran di dapur menggunakan Sensor Gas, Sensor Api, mSensor Vibration dan Sensor Pir serta mensimulasikan pada software proteus.
DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.
Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter
Generator Daya
1) Baterai
Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.
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
2) Power Suply
Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).
Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Spesifikasi
2) Dioda
Spesifikasi
Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.
3) Transistor
Merupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor DC dan output lainnya.
Spesifikasi :
Bi-Polar Transistor
DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
Continuous Collector current (IC) is 100mA
Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
Base Current(IB) is 5mA maximum
4) Op Amp - LM741
Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
Konfigurasi PIN LM741
Spesifikasi:
Komponen Input
1) Switch atau Button
Switch adalah suatu komponen jaringan komputer yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa perangkat untuk meneruskan data ke perangkat yang dituju.
Pinout
Spesifikasi:
2. 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
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.
Teknologi Flame Sensing yang umum digunakan adalah teknologi Visual Flame Imaging, UV atau ultraviolet, MSIR atau Multi-Spectrum Infrared, dan UV/IR yang merupakan gabungan dari ultraviolet/infrared. Keempat teknologi tersebut dirancang berdasarkan dengan deteksi radiasi line-of-sight yang berasal dari visible, UV, hingga IR spectral bands oleh percikan api.
Untuk memilih di antara empat teknologi tersebut, penting sekali untuk memenuhi persyaratan mengenai aplikasi pemantauan api, termasuk di dalamnya adalah jangkauan deteksi, durasi waktu merespon, FOV (Field of View), dan kekebalan terhadap false alarm tertentu, serta self diagnostik.
3. Sensor Gas Mq-2
Sensor gas adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan gas di sekitar lingkungan tertentu. Sensor ini bekerja dengan mengukur konsentrasi gas tertentu dalam udara dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat diolah oleh mikrokontroler atau sistem lainnya.
Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah sebagai berikut:
Catu daya pemanas : 5V AC/DC
Catu daya rangkaian : 5VDC
Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
Keluaran : analog (perubahan tegangan.
4. Sensor Pir
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.
Output signal: 0,3V (Output high when motion detected)
Sentry Angle: 110 degree
Sentry Distance: max 6/7 m
Shunt for setting overide trigger: H - Yes, L - No
5. Sensor Vibration
Sensor getaran adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik. Sensor ini disebut juga cassing measurement. Sensor yang digunakan adalah sensor seismic transduser, yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan percepatan.
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 g
6) Logicstate
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.
Pinout
Komponen Output
1) LED
Pinout
Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:
Infra merah : 1,6 V.
Merah : 1,8 V – 2,1 V.
Oranye : 2,2 V.
Kuning : 2,4 V.
Hijau : 2,6 V.
Biru : 3,0 V – 3,5 V.
Putih : 3,0 – 3,6 V.
Ultraviolet : 3,5 V.
2) Relay
Spesifikasi
Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.
Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
GND dihubungkan ke GND
IN1/Data dihubungkan ke pin 2
Pinout
3) Motor
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.
Spesifikasi
Pinout
Grafik Respons:
4) Ground
Sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu. Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.
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 Flame
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.
Gambar 14. Grafik Respon Flame Sensor
3. Sensor Gas mq2
Sensor MQ-2 juga merupakan hasil produksi Hanwai Electronics. Material sensitif dari sensor gas ini terbuat dari bahan semikonduktor SnO2 yang memiliki konduktivitas lebih rendah ketika berada pada medium udara bersih. Ketika gas target terdeteksi (metan) konduktivitas sensor akan meningkat sebanding dengan peningkatan konsentrasi gas polutan.Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor ini dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya.
Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.
Grafik Respon Sensor MQ-2 (Sumbu X : Konsentrasi, Sumbu Y : Resistansi)
4. Sensor PIR
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
Fresnel Lens -->Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama.
IR Filter -->IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.
Pyroelectric Sensor -->Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik.
Amplifier -->Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
Komparator-->Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.
Blok Diagram sensor PIR
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:
Jangkauan Sensor PIR
Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detector.
5. Sensor Vibration
Vibration sensor / Sensor getaran ini memegang peranan penting dalam kegiatan pemantauan sinyal getaran karena terletak di sisi depan (front end) dari suatu proses pemantauan getaran mesin. Secara konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya berbentuk tegangan listrik. Pemakaian sensor getaran ini memungkinkan sinyal getaran tersebut diolah secara elektrik sehingga memudahkan dalam proses manipulasi sinyal, diantaranya: - Pembesaran sinyal getaran - Penyaringan sinyal getaran dari sinyal pengganggu. - Penguraian sinyal, dan lainnya. Sensor getaran dipilih sesuai dengan jenis sinyal getaran yang akan dipantau. Karena itu, sensor getaran dapat dibedakan menjadi: - Sensor penyimpangan getaran (displacement transducer) - Sensor kecepatan getaran (velocity tranducer) - Sensor percepatam getaran (accelerometer). Pemilihan sensor getaran untuk keperluan pemantauan sinyal getaran didasarkan atas pertimbangan berikut: - Jenis sinyal getaran - Rentang frekuensi pengukuran - Ukuran dan berat objek getaran. - Sensitivitas sensor Berdasarkan cara kerjanya sensor dapat dibedakan menjadi: - Sensor aktif, yakni sensor yang langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa perlu catu daya (power supply) dari luar, misalnya Velocity Transducer. - Sensor pasif yakni sensor yang memerlukan catu daya dari luar agar dapat berkerja. Grafik perbandingan frekuensi dengan sensitivitas sensor getaran :
6. 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.
7. 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.
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. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
Electromagnet (Coil)
Armature
Switch Contact Point (Saklar)
Spring
Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian 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 :
9. 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.
10. Logic state
Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.
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 :
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.
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.
Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
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.
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.
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.
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.
11. Dioda
Pengertian dioda (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Dalam ilmu fisika dioda digunakan untuk penyeimbang arah rangkaian elektronika. Elektronika memiliki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor. Sehingga anode dapat menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tetapi tika sebaliknya katoda ke anoda.
Simbol Dioda
Perhatikan gambar Dioda berikut ini:
Gambar di atas merupakan bentuk sederhana dari dioda. Ada simbol + berarti aliran yang positif disebut anoda sedangkan simbol – berarti negatif disebut katoda.
Jenis Dioda
Berikut ini adalah jenis diode diantaranya:
Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali
Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya
12. 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 :
Masukan non-pembalik (Non-Inverting) +
Masukan pembalik (Inverting) –
Keluaran Vout
Catu daya positif +V
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-Loopconfiguration 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.
Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.
Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya: a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼) b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼) c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼) d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)
Amplifier Operasional:
Penguat Pembalik:
Istilah berikut digunakan dalam rumus dan persamaan untuk Penguatan Operasional.
·R f = Resistor umpan balik
·R in = Resistor Masukan
·V in = Tegangan masukan
·V keluar = Tegangan keluaran
·Av = Penguatan Tegangan
Penguatan tegangan:
Gain loop dekat dari penguat pembalik diberikan oleh;
Tegangan Keluaran:
Tegangan keluaran tidak sefasa dengan tegangan masukan sehingga dikenal sebagai penguat pembalik .
Penguat Penjumlahan:
Tegangan Keluaran:
Output umum dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;
Jumlah Tegangan Input Amplifikasi Terbalik:
jika resistor inputnya sama, outputnya adalah jumlah tegangan input yang diskalakan terbalik,
Jika R 1 = R 2 = R 3 = R n = R
Output yang Dijumlahkan:
Ketika semua resistor dalam rangkaian di atas sama, outputnya adalah jumlah terbalik dari tegangan input.
Jika R f = R 1 = R 2 = R 3 = R n = R;
V keluar = – (V 1 + V 2 + V 3 +… + V n )
Penguat Non-Pembalik:
Istilah yang digunakan untuk rumus dan persamaan Penguat Non-Pembalik.
·R f = Resistor umpan balik
·R = Resistor Tanah
·V masuk = Tegangan masukan
·V keluar = Tegangan keluaran
·Av = Penguatan Tegangan
Keuntungan Penguat:
Gain total penguat non-pembalik adalah;
Tegangan Keluaran:
Tegangan output penguat non-pembalik sefasa dengan tegangan inputnya dan diberikan oleh;
Unity Gain Amplifier / Buffer / Pengikut Tegangan:
Jika resistor umpan balik dilepas yaitu R f = 0, penguat non-pembalik akan menjadi pengikut / penyangga tegangan
Penguat Diferensial:
Istilah yang digunakan untuk rumus Penguat Diferensial.
·R f = Resistor umpan balik
·R a = Resistor Input Pembalik
·R b = Resistor Input Non Pembalik
·R g = Resistor Ground Non Pembalik
·V a = Tegangan input pembalik
·V b = Tegangan Input Non Pembalik
·V keluar = Tegangan keluaran
·Av = Penguatan Tegangan
Keluaran Umum:
tegangan keluaran dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;
Keluaran Diferensial Berskala:
Jika resistor R f = R g & R a = R b , maka output akan diskalakan perbedaan dari tegangan input;
Perbedaan Penguatan Persatuan:
Jika semua resistor yang digunakan dalam rangkaian adalah sama yaitu R a = R b = R f = R g = R, penguat akan memberikan output yang merupakan selisih tegangan input;
V keluar = V b – V a
Penguat Pembeda
Penguat Operasional jenis ini memberikan tegangan output yang berbanding lurus dengan perubahan tegangan input. Tegangan keluaran diberikan oleh;
Input gelombang segitiga => Output gelombang persegi panjang
Input gelombang sinus => Output gelombang kosinus
Penguat Integrator
Penguat ini memberikan tegangan keluaran yang merupakan bagian integral dari tegangan masukan.
13. 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 Semikonduktor
Wavelength
Warna
Gallium Arsenide (GaAs)
850-940nm
Infra Merah
Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)
630-660nm
Merah
Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)
605-620nm
Jingga
Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N)
585-595nm
Kuning
Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP)
550-570nm
Hijau
Silicon Carbide (SiC)
430-505nm
Biru
Gallium Indium Nitride (GaInN)
14. Motor
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
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).
15. 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.
Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus
Susunlah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini
Resistor yang digunakan ada diberi hambatan 220k, 100k, 10k, 220 dan 200.
Baterai yang digunakan diberi tegangan yaitu 12V.
Power yang digunakan diberi tegangan yaitu 9V 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 dan mq-2 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.
2. Rangkaian Simulasi
3. video simulasi
Prinsip Kerja
Saat kebocoran gas LPG terjadi, MQ2 akan mendeteksi gas sehingga logicstate berlogika 1 sehingga motor untuk penghisap gas begerak dan buzzer pun aktif. Saat kebakaran terjadi akibat kebocoran gas LPG, maka flame sensor akan mendeteksi api sehingga logicstate berlogika 1 yang mengakibatkan pompa air menjadi aktif. Sedangkan jika ada orang yang mau keluar, maka sensor pir pun aktif karena mendeteksi adanya pergerakan dan menyebabkan motor bergerak yang menandakan bahwa pintu terbuka secara otomatis. Jika kebakarannya besar maka vibration sensor akan mendeteksi getaran dari reruntuhan sehingga pompa airnya akan aktif.
↠↠Ketika terjadi kebocoran gas lpg maka sensor gas mq-2 akan mendeteksi adanya gas lpg sehingga logicstate akan berlogika satu dan arus akan mengalir dan keluar berupa tegangan di kaki v out. Tegangan itu akan menuju R5 dan diteruskan menuju kaki non inverting dari opamp. Kemudian terjadi penguatan di kaki inverting sebanyak 2 kali. Rumusnya adalah R8 dibagi R7 tambah 1 kemudian dikali Vinput sehingga didapatkan Voutnya 10 V. Tegangan tersebut kemudian diumpankan lagi pada resistor kemudian menuju basis transistor. Jenis bias pada transistor adalah fixed bias. Karena transistor Q3 telah aktif maka ada arus dari power supply menuju relay terus ke kolektor menuju emitor terus ke ground. Karena relay aktif, maka switch relay bergesernya ke arah kiri sehingga loop pada relay akan tertutup. Dengan menutupnya rangkain loop relay maka ada arus yang mengalir yang membuat led menyala dan buzzer pun berbunyi.
↠↠Ketika kebocoran gas menyebabkan kebakaran , maka flame sensor akan mendeteksi adanya api sehingga logicstate akan berlogika satu, sehingga flame sensor mengeluarkan tegangan output sebesar 5v, tegangan keluaran dari sensor api akan masuk ke Op amp yang bertindak sebagai voltage follower dimana nilai Vinput sama dengan Voutput. Kemudian tegangan akan mengalir melalui R2 dan menuju ke kaki base transistor, dimana tipe transistornya adalah fixed bias. Karena tegangan di kaki base telah cukup maka transistor Q1 menjadi aktif. Karena transistor Q1 telah aktif maka ada arus dari power supply menuju relay terus ke kolektor menuju emitor terus ke ground. Karena relay aktif, maka switch relay bergesernya ke arah kiri sehingga loop pada relay akan tertutup. Dengan menutupnya rangkain loop relay maka ada arus yang mengalir yang membuat lampu indikator menyala dan bergeraknya pompa air.
↠↠Ketika kebakaran terjadi, dan jika ada orang yang mau keluar dari ruangan (dapur) maka sensor pir akan aktif yang mendeteksi adanya pegerakan. Sehingga logicstate akan berlogika satu dan arus akan mengalir dan keluar berupa tegangan di kaki Vout. Tegangan itu akan menuju R4 dan diteruskan menuju kaki non inverting dari opamp. Kemudian terjadi penguatan di kaki inverting sebanyak 2 kali. Tegangan tersebut kemudian diumpankan lagi pada R1 kemudian menuju ke basis transistor. Jenis bias pada transistor adalah emitter stabillizier bias. Karena tegangan pada kaki base telah cukup maka transistor menjadi aktif. Karena transistor telah aktif maka ada arus dari power supply menuju relay terus ke kolektor menuju emitor terus ke R13 dan ke ground. Karena relay aktif, maka switch relay bergesernya ke arah kiri sehingga loop pada relay akan tertutup. Dengan menutupnya rangkain loop relay maka ada arus yang mengalir yang membuat motor yang berfungsi sebagai pembuka pintu akan aktif.
↠↠Ketika kebakaran terjadi, dan bahan bangunan banyak yang roboh maka sensor vibration akan mendeteksi adanya getaran sehingga logicstate akan berlogika satu, sehingga sensor vibration mengeluarkan tegangan output sebesar 5V, tegangan keluaran dari sensor vibration akan menuju ke R18 terus masuk ke Op amp yang bertindak sebagai non inverting amplifier. Dimana terjadi penguatan sebanyak 2 kali. Kemudian tegangan akan mengalir melalui R23 dan menuju kekaki base transistor , dimana tipe transistornya adalah emitter stabilizer bias. Karena tegangan di kaki base telak cukup maka transistor Q4 aktif. Karena transistor Q4 telah aktif maka ada arus dari power supply menuju relay terus ke kolektor menuju emitor terus ke R15 dan ke ground. Karena relay aktif, maka switch relay bergesernya ke arah kiri sehingga loop pada relay akan tertutup. Dengan menutupnya rangkain loop relay maka ada arus yang mengalir sehingga motor yang berfungsi sebagai pompa air menjadi aktif.
.jpeg)
.jpeg)
.jpeg)
%20(5)%20-%20Proteus%208%20Professional%20-%20Schematic%20Capture%2015_06_2023%2010_05_58.png)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar