Rabu, 24 Februari 2021

Rangkaian Aplikasi 1 Elektronika

 

Rangkaian Aplikasi 1

 

Pintu Otomatis





Tujuan :

  • Mengetahui fungsi komponen yang digunakan.
  • Mengetahui prinsip kerja sensor Vibration.
  • Membuat rangkaian aplikasi "Sensor Vibration" pada aplikasi Proteus.

Alat Dan Bahan
  • Baterai 12 V
                

            Merupakan penyuplai energi berupa listrik

    • Resistor 
                Menghambat daya 





    • Ground
               
    Yaitu dengan menancapkan sebuah batang logam atau pasak biasanya di pasang tegak lurus masuk kedalam tanah. Ada juga yang menggunakan pipa galvanis yang di dalamnya di isi dengan kabel BC, kemudian di hubungkan dengan kabel penyalur melalui bak kontrol.

    Bila sistem single grounding masih mendapatkan hasil kurang baik, maka perlu di tambahkan material logam arus pelepas ke dalam tanah yang jarak antara batang logam atau material minimal 2 meter dan dihubungkan dengan kabel BC/BCC.

    Penambahan batang logam atau material dapat juga di tanam mendatar dengan kedalaman tertentu, bisa juga mengelilingi bangunan membentuk cincin atau cakar ayam. Kedua teknik ini bisa juga di terapkan secara bersamaan dengan acuan tahanan sebaran/resistansi kurang dari 5 Ohm setelah pengukuran dengan Earth Tester Ground.

     3. Maksimum Ground

    Maksimum grounding yaitu dengan memasukkan bahan grounding penangkal petir dalam bentuk lembaran tembaga yang diikat oleh kabel BC, serta dengan memasukkan larutan bentonite pada titik grounding penangkal petir tersebut. Hal ini dengan tujuan untuk meningkatkan serta menjaga kualitas resistensi grounding. Biasanya material ini di gunkan pada daerah yang tekstur tanahnya keras atau berbatu. 




  • Transistor NPN
           1. Bi-Polar NPN Transistor
           2. DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
           3. Continuous Collector current (IC) is 500mA
           4. Emitter Base Voltage (VBE) is 5V
           5. Base Current(IB) is 5mA maximum
           6. Available in To-92 Package



    • Logicstate
                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. 



    • Relay


      Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A


        • Speaker
                    Menghhasilkan suara atau getaran


          • Sensor Pir

        • Diode



        • LED
                    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.


        Dasar Teori


        Fungsi dari komponen-komponen yang digunakan dalam rangkaian yang akan dibuat yaitu:

        A. Baterai
        Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.



        B. Resistor
        Resistor memiliki nilai resistansi atau hambatan yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. Resistor memiliki dua pin untuk mengukur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu yang dapat menghasilkan tegangan listrik di antara kedua pin. Nilai tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir.



        C. LED
        Light Emitting Diode atau LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.




        D. Transistor
        Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor BC548C bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor  atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).


        E. Ground
        Fungsi Grounding
        Sistem grounding pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah untuk memberikan perlindungan pada seluruh sistem. Untuk lebih jelasnya, berikut ini adalah beberapa fungsi dari grounding:

         

        1. Untuk keselamatan, grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting, misalnya kabel grounding yang terpasang pada badan/sasis alat elektronik seperti setrika listrik akan mencegah kita tersengat listrik saat rangkaian di dalam setrika bocor dan menempel ke badan setrika.
        2. Dalam instalasi penangkal petir, system grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik yang besar langsung ke bumi. meski sifatnya sama, namun pemasangan kabel grounding untuk instalasi rumah dan grounding untuk pernangkal petir pemasangannya harus terpisah.
        3. Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.
        4. Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.


        F. Logicstate
        Logicstate berfungsi sebagai input dari gerbang logika dimana ini saya memakai sensor inframerah, logicstate berfungsi sebagai inputnya dari sensor ini.


        G. Relay
        Prinsip Kerja Relay

        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. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

        Arti Pole dan Throw pada Relay

        Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :

        • Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
        • Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)

        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.

        Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya.

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

        Diode adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur). Diode dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika. Diode sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier dan sering kali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan serta parameter penggunaan. Beberapa jenis diode juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.  

        I.  Sensor Pir

        Sensor PIR merupakan sensor yang dapat mendeteksi pergerakan, dalam hal ini sensor PIR banyak digunakan untuk mengetahui apakah ada pergerakan manusia dalam daerah yang mampu dijangkau oleh sensor PIR. Sensor ini memiliki ukuran yang kecil, murah, hanya membutuhkan daya yang kecil, dan mudah untuk digunakan. Oleh sebab itu, sensor ini banyak digunakan pada skala rumah maupun bisnis. Sensor PIR ini sendiri merupakan kependekan dari “Passive InfraRed” sensor.

         

        Cara Kerja PIR

        Pada umumnya sensor PIR dibuat dengan sebuah sensor pyroelectric sensor (seperti yang terlihat pada gambar disamping) yang dapat mendeteksi tingkat radiasi infrared. Segala sesuatu mengeluarkan radiasi dalam jumlah sedikit, tapi semakin panas benda/mahluk tersebut maka tingkat radiasi yang dikeluarkan akan semakin besar. Sensor ini dibagi menjadi dua bagian agar dapat mendeteksi pergerakan bukan rata-rata dari tingkat infrared. Dua bagian ini terhubung satu sama lain sehingga jika keduanya mendeteksi tingkat infrared yang sama maka kondisinya akan LOW namun jika kedua bagian ini mendeteksi tingkat infrared yang berbeda (terdapat pergerakan) maka akan memiliki output HIGH dan LOW secara bergantian.

        Sinar InfraRed Manusia

        Sinar InfraRed Manusia

        Inilah mengapa sensor PIR dapat mendeteksi pergerakan manusia yang masuk pada jangkauan sensor PIR, hal ini disebabkan manusia memiliki panas tubuh sehingga mengeluarkan radiasi infrared seperti yang ditunjukkan pada gambar disamping.

         

        Bagian-Bagian Sensor PIR

        Gambar berikut menunjukkan bagian-bagian dari sensor PIR yang perlu untuk diketahui

        Bagian Sensor PIR
        Bagian Sensor PIR
        1. Pengatur Waktu Jeda : Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi gerakan dan gerakan telah berahir. *
        2. Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
        3. Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
        4. Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
        5. DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).
        6. Output Digital : Output digital sensor
        7. Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
        8. BISS0001 : IC Sensor PIR
        9. Pengatur Jumper : Untuk mengatur output dari pin digital.

        J. Speaker    

        Memiliki fungsi untuk merubah gelombang elektrik atau listrik menjadi audio atau gelombang suara. Fungsi tersebut bisa berjalan normal selama komponen-komponen di dalamnya bekerja dengan baik dan sebagaimana mestinya.



        Percobaan


        A. Prosedur percobaan

      • Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.
      • Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.
      • Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.
      • Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.
      • Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.
      • Buka bagian Terminals mode ().
      • Pilih terminal yang diperlukan.
      • Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.
      • Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.
      • Klik play (pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.
      • Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output LED pada rangkaian sensor sentuh tersebut dan motor sebagai penggerak keran


      • B. Rangkaian Simulasi










        C. Prinsip Kerja

        Saat sensor tidak mendeteksi adanya suhu tubuh manusia maka sensor tidak akan mengalirkan tegangan ke transistor, jika transistor tidak menerima tegangan minal 0,7 V makan arus yang mengalir dari kaki kolektor akan diteruskan ke kaki emitor dan diteruskan ke ground. Jika sensor menerima input berupa suhu maka sensor akan mengeluarkan output berupa tegangan ke transistor, saat transistor menerima tegangan diatas 0,7 V maka kaki basis pada transistor akan terhubung dengan kaki kolektor sehingga arus yang mengalir dapa relay akan terhubung dan relay pun aktif. Jika relay aktif maka akan ada arus menuju ke rangkaian touch, untuk membuka pintu maka dibutuhkan tekanan jari manusia





        D. Video SImulasi




        Link Download :

        Dwonload sensor Disini
        Dwonload Rangkaian Disini
        Dwonload video Disini
        Dwonload HTML Disini

        Tidak ada komentar:

        Posting Komentar

        ELEKTRONIKA

        Latihan Soal Tugas 1

        SOAL 1. Pada Dioda apa tujuan permukaan konduksi yang terhubung ke-p memiliki ukuran kecil?     a. Untuk mengurangi jumlah foton      b. Un...