Aplikasi Flipflop

-



Kontrol Keamanan Lift di Rumah

1. Tujuan [kembali]

  1. Untuk memahami bagaimana sistem digital bekerja
  2. Untuk memahami bagaimana prinsip kerja rangkaian kontrol Lift

 2. Alat dan Bahan [kembali]

 Alat / instrumen :

    a) Power Supply

                    Battery dibutuhkan sebagai sumber daya energi agar rangkaian dapat bekerja.

    b) Voltmeter

                    DC voltmeter digunakan untuk mengukur besar beda potensial pada rangkaian.

    c) Motor DC


Motor DC digunakan sebagai output dari rangkaian dan juga merupakan alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi listrik menjadi energi gerak berupa putaran.


Bahan / komponen:

    a) Resistor

                    Resistor ini digunakan pada sebagai hambatan yang resistansinya ditentukan untuk tiap-tiap cabang. 

    b) Transistor


                        Spesifikasi:

    *Bi-Polar NPN Transistor

    *DC Current Gain (hFE) is 800 maximum

    *Continuous Collector current (IC) is 100mA

    *Emitter Base Voltage (VBE) is 6V

    *Base Current(IB) is 5mA maximum

    *Available in To-92 Package

    c) OP-AMP


    Pada IC ini terdapat dua pin input, dua pin power supply, satu pin output, satu pin NC (No Connection), dan dua pin offset null. Pin offset null memungkinkan kita untuk melakukan sedikit pengaturan terhadap arus internal di dalam IC untuk memaksa tegangan output menjadi nol ketika kedua input bernilai nol.






  • d) Sound Sensor

Digunakan untuk mendeteksi suara.
e) Sensor Load Cell

 Load Cell

    (model 1263)


Loac cell digunakan sebagai sensor yang dapat mendeteksi berat.

   f) Sensor MQ2


g) Sensor PIR
                                                   

h) Relay


    i)  LED-RED



Berfungsi sebagai lampu indikator keberadaan gas pada rangkaian

    j) Buzzer


k) Decoder




 3. Dasar Teori [kembali]

 - Potensiometer
 Berfungsi untuk mengatur tegangan dengan menaikan atau menurunkan resistansi.
 


- NOT Gate

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

- Potensiometer

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

·          Penyapu atau disebut juga dengan Wiper

·          Element Resistif

·          Terminal

Jenis-jenis Potensiometer

1.    Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.

2.     Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.

3.  Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya. 

Fungsi-fungsi Potensiometer

·          Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.

·          Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply

·          Sebagai Pembagi Tegangan

·          Aplikasi Switch TRIAC

·          Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser

·          Sebagai Pengendali Level Sinyal
- Encoder adalah kebalikan dari decoder, encoder 10 line (desimal) ke BCD 74147 adalah sebuah chip IC yang berfungsi untuk mengokdekan 10 line jalur input (desimal) menjadi data dalam bentuk BCD (Binary Coded decimal). IC encoder 74147 merupakan encoder data desimal menjadi data BCD dengan input aktif LOW dan output 4 bit BCD aktif LOW. Encoder desimal ke BCD ini sering kita perlukan pada saat perancangan suatu perangkat digital dan kita mengalami kekurangan port atau jalut untuk input saklarnya. IC encoder 74147 merupakan IC dalam keluarga TTL yang bekerja dengan tegangan sumber + 5 volt DC. Konfigurasi pin dan tabel kebenaran dari encoder TTL 10 line (desimal) ke BCD IC 74147 dapat dilihat pada gambar berikut. Konfigurasi Pin Dan Tabel Kebenaran Encoder 74147


Konfigurasi pin dan tabel kebenaran encoder 74147 diatas diambil dari datasheet IC 74147. IC 74147 memiliki 16 pin dengan kemasan IC DIP. Encoder IC 74147 memiliki 9 jalur input desimal 1 sampai 9 aktif LOW dan 4 jalur output BCD aktif LOW. Tegangan sumber untuk IC 74147 diberikan melalui pin Vcc (+5 volt DC) dan pin GND (ground). Input pada encoder IC 74147 ini di simbolkan dengan input 1 sampai 9 dan jalur output BCD 4 bit disimbolkan dengan Q0 sampai Q3. Pada tabel kebenaran encoder IC 74147 terdiri dari data jalur input 9 line (1 – 9) aktif LOW, 4 bit output (Q0, Q1, Q2, Q3) BCD aktif LOW dan nilai logika negatif BCD. Kode H (HIGH) mereprentasikan kondisi logika 1 (HIGH), L merepresentasikan logika 0 (LOW) dan kode X adalah don’t care yaitu tidak berpengaruh terhadap proses encoding data desimal ke BCD IC Encoder 74147.

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/encoder-10-line-desimal-ke-bcd-74147/
Copyright © Elektronika Dasar

- IC 7447


 merupakan IC TTL  Decoder BCD to 7 Segment. IC ini berfungsi untuk mengubah kode bilangan biner BCD (Binary Coded Decimal) menjadi data tampilan untuk penampil/display 7 segment  yang bekerja pada tegangan TTL (+5 volt DC).
  • Jalur input data BCD, pin input ini terdiri dari 4 line input yang mewakili 4 bit data BCD dengan sebutan jalur input A, B, C dan D.
  • Jalur ouput 7 segmen, pin output ini berfungsi untuk  mendistribusikan data pengkodean ke penampil 7 segmen. Pin output dekoder BCD ke 7 segmen ini ada 7 pin yang masing-masing diberi nama a, b, c, d, e, f dan g.
  • Jalur LT (Lamp Test) yang berfunsi untuk menyalakan semua led pada penampil 7 segmen, jalur LT akan aktif pad saat diberikan logika LOW pad jalut LT tersebut.
  • Jalur RBI (Riple Blanking Input) yang berfungsi untuk menahan sinyal input (disable input), jalur RBI akan aktif bila diberikan logika LOW.
  • Jalur RBO (Riple blanking Output) yang berfungsi untuk menahan data output ke penampil 7 segmen (disable output), jalur RBO ini akan aktif pada sat diberikan logika LOW.

Dalam aplikasi decoder, ketiga jalur kontorl (LT, RBI dan RBO) harus diberikan logika HIGH dengan tujuan data input BCD dapat masuk dan penampil 7 segmen dapat menerima data tampilan sesuai data BCD yang diberikan pada jalur input.

IC 7447 biasanya dipasangkan dengan 7 segment common anode. Hal ini dikarenakan output untuk IC 7447 berlogika low.

-  Sensor Sound

Sensor pendeteksi suara bekerja mirip dengan Telinga kita, memiliki diafragma yang mengubah getaran menjadi sinyal. Namun, yang berbeda adalah sensor suara terdiri dari mikrofon kapasitif internal, detektor puncak, dan amplifier (LM386, LM393, dll.) Yang sangat sensitif terhadap suara.

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. 

Dengan komponen-komponen ini, memungkinkan sensor untuk bekerja:

1. Gelombang suara merambat melalui molekul udara
2. Gelombang suara seperti itu menyebabkan diafragma di mikrofon bergetar, yang mengakibatkan perubahan kapasitansi
3. Perubahan kapasitansi kemudian diperkuat dan didigitalkan untuk pemrosesan intensitas suara

- Sensor MQ-2




Karakteristik sensor gas MQ2 yaitu:

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)

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 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. 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.


  - 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.





 
Konfigurasi PIN
 

      Spesifikasi :

1. Vin : DC 5V 9V.

2. Radius : 180 derajat.

3. Jarak deteksi : 5 7 meter.

4. Output : Digital TTL.

5. Memiliki setting sensitivitas.

6. Memiliki setting time delay.

7. Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.

8. Berat : 10 gr.

Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1. 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. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.

2. 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.

3. 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. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

 *Grafik respon sensor PIR


1. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan



Pada grafik tersebut ; (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda ; (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan ; (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR, namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.

2. Respon terhadap suhu 


Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR.


 - Sensor Load Cell

Load Cell adalah alat electromekanik yang biasa disebut Transducer, yaitu gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja, kemudian merubah gaya mekanik menjadi sinyal listrik.
Simbol load cell di proteus:


Dalam sistim pengukuran, transduser merupakan elemen masukan yang fungsi kritisnya adalah mengubah sebuah besaran fisis menjadi sinyal listrik yang sebanding. Srtain Gage adalah sebuah transduser pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Alat ini ditemukan pertama kali oleh Edward E.Simmons pada tahun 1938. Strain gage merupakan sebuah alat seperti biskuit tipis (wafer), yang dapat disatukan (bonded) ke berbagai bagian guna mengukur regangan yang diberikan padanya. Strain Gage terbuat dari foil atau kawat tahanan berdiameter kecil. Tahanan dari foil / kawat berubah terhadap panjang jika pada gage yang disatukan mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang di berikan dan diukur dengan jembatan Wheatstone yang dipakai secara khusus. Sensitivitas sebuah Strain Gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut dengan faktor gage (gage factor).

Nilai faktor gage bahan berbeda beda contohnya
Respon sensor:


Karakteristik strain gage:

1. Konstanta kalibrasi untuk gage stabil. Tidak bervariasi dengan waktu, temperature atau factor-faktor lingkungan lainnya.

2. Gage mampu mengukur stain dengan ketelitian ± 1µm/m. dalam range strain besar ±10%.

3. Ukuran gage kecil sehingga strain diperirakan dengan kesalahan kecil.

4. Respon gage, sebagian besar dikontrol oleh inersia, memungkinkan untuk merekam strain dinamik dengan komponen-komponen melebihi 100 kHz.

5. Sistem gage mudah penempatan dan pembacaannya.

6. Keluaran gage selama periode pembacaan tidak bergantung kepada temperature dan parameter lingkungan lainnya.

7. Gage dan peralatan pendukungnya rendah biaya dan dapat dipakai secara luas

8. System gage mudah diinstal dan dioperasikan

9. Gage menunjukkan respon linier terhadap strain pada range lebar.

10. Gage cocok dipakai dalam elemen pengindera di dalam system transduser lainnya dimana sebuah kuantitas tidak diketahui seperti tekanan diukur dalam bentuk strain


Pemilihan Strain Gage yang tepat


     Beberapa perameter teknis perlu diperhatikan pada saat memilih dan menentukan strain gauge mana yang sesuai untuk pengukuran yang akan dilakukan, diantaranya:

1. Panjang Gage

    Pemilihan panjang gauge bergantung pada objek / specimen. Gauge yang pendek, dapat digunakan untuk lokalisasi pengukuran regangan, sedangkan gauge yang panjang lebih banyak dipilih dan digunakan untuk mengukur regangan rata-rata yang mewakili seluruh permukaan. Sebagai contoh pada pengukuran regangan rata-rata pada beton pondasi (concrete), dibutuhkan panjang gauge yang lebih panjang karena strukturnya yang terdiri atas semen dan campuran pasir dan krikil.

Berikut adalah acuan panjang gauge merk Showa Instruments dan aplikasi-aplikasinya:

• ≤ 1 mm Untuk pengukuran terpusat

• 2 ~ 6 mm Untuk logam dan penggunaan umum

• 10 ~ 20 mm Untuk mortar (semen campuran), kayu, FRP, dll

• ≥ 30 mm Untuk beton pondasi (concrete) dan material campuran kasar

2. Resistansi Gage

    Menunjukkan nilai resistansi dalam besaran “Ω” [ohm], yang diukur pada keadaan tanpa beban dan pada temperatur suhu ruang oleh pabrikan.

3. Mampu Ukur Regangan (Measurable Strain)

   Menunjukkan besarnya regangan yang mampu diukur. Umumnya berkisar 2 sampai 4% maksimum. Namun dengan strain gauge foil-yielding dapat mencapai 10%.

4. Rentang Suhu (Temperature Range)

    Menunjukkan batasan suhu lingkungan yang disanggupi oleh strain gauge, dengan kata lain strain gauge masih dapat menghasilkan nilai pengukuran yang akurat. Umumnya berkisar antara -30ºC ~ +80ºC. Untuk jenis high-temperature strain gauge, dapat mencapai +180ºC

5. Faktor Gage (K)

   Nilai keluaran dari strain gauge adalah dalam besaran elektrik – resistansi. Sedangkan besarnya yang menjadi tujuan pengukuran adalah nilai regangan. Dengan demikian diperlukan suatu nilai konversi yang disebut factor gauge (K).

6. Sensitifitas Transfers (Kt)

   Pada kenyataanya nilai resisitansi strain gauge dapat juga berubah akibat pengaruh adanya regangan yang arahnya tegak lurus terhadap aksis gauge – regangan transfersal (εt). karena keduanya memiliki relasi kesebandingan, maka ditetapkanlah suatu konstanta yang disebut dengan sensitifitas transfers (Kt). Nilai ini biasanya ditulis dalam persen (%)


7. Termal Output

  Didefinisikan sebagai adanya pergeseran / penyimpangan nilai regangan akibat perbedaan temperatur suhu. Umumnya bernilai pada kisaran ±2µε/ºC. Pada jenis strain gauge temperature tinggi diatas suhu 160 ºC, nilainya mencapai ±5µε/ºC.

- Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Fungsi resistor yang bersifat resistif merupakan salah satu komponen kategori pasif dalam elektronika. Satuan resistansi resistor disebut Ohm yang dilambangkan dengan simbol Omega (𝛀).






 

Hukum Ohm mengatakan bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya.

Rumus Hukum Ohm

 

Simbol Resistor

 Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:
1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama
2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua
3. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10(10^n)

 


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

 

    -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.


 Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

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

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)
    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.

 

Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :

  1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
  2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
  3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
  4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).

  - Transistor

    Transistor merupakan salah satu Komponen Elektronika Aktif yang paling sering digunakan dalam rangkaian Elektronika, baik rangkaian Elektronika yang paling sederhana maupun rangkaian Elektronika yang rumit dan kompleks. Transistor pada umumnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Germanium, Silikon, dan Gallium Arsenide. Secara umum, Transistor dapat dibagi menjadi 2 kelompok Jenis yaitu Transistor Bipolar (BJT) dan Field Effect Transistor (FET).

 


Fungsi-fungsi Transistor diantaranya adalah :
  • sebagai Penyearah,
  • sebagai Penguat tegangan dan daya,
  • sebagai Stabilisasi tegangan,
  • sebagai Mixer,
  • sebagai Osilator
  • sebagai Switch (Pemutus dan Penyambung Sirkuit)

    Transistor adalah Komponen Elektronika yang terdiri dari 3 Lapisan Semikonduktor dan memiliki 3 Terminal (kaki) yaitu Terminal Emitor yang disingkat dengan huruf “E”, Terminal Base (Basis) yang disingkat dengan huruf “B” serta Terminal Collector/Kolektor yang disingkat dengan huruf “C”. Berdasarkan strukturnya, Transistor sebenarnya merupakan gabungan dari sambungan 2 dioda. Dari gabungan tersebut , Transistor kemudian dibagi menjadi 2 tipe yaitu Transistor tipe NPN dan Transistor tipe PNP yang disebut juga dengan Transistor Bipolar. Dikatakan Bipolar karena memiliki 2 polaritas dalam membawa arus listrik.

NPN merupakan singkatan dari Negatif-Positif-Negatif sedangkan PNP adalah singkatan dari Positif-Negatif-Positif.


 

Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

V = (Vbat - Vled)

Rled = V / Ile

IB = (VBB - VBE) / RB

 

VCE = VCC - ICRC

  PD = VCE.IC


Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat

 Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar 12.

 


Gambar 12 Rangkaian Emitter-Stabilized Bias

 

sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.

 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.






IC 74157  

74157 data selector multiplexer pin configuration

IC 74157 merupakan IC multiplekser yang memiliki empat buah data selektor. Setiap data selektor mempunyai dua saluran masukan (A dan B) dan satu keluaran (Y).

74157 multiplexer truth table for data selectors

Pada tabel kebenaran dapat dilihat bahwa:

1.  Jika pin Enable diberi logika HIGH, maka apapun masukan dan apapun keadaan pin Select maka keluaran akan selalu berlogika LOW.

2.  Jika pin Enable diberi logika LOW dan pin Select juga diberi logika LOW, maka masukan pada pin A akan diteruskan ke keluaran.

3.  Jika pin Enable diberi logika LOW dan pin Select juga diberi logika HIGH, maka masukan pada pin B akan diteruskan ke keluaran.

 - 


 4. Percobaan [kembali]

1.Prosedur percobaan

  • siapkan komponen yang dibutuhkan
  • letakkan semua komponen sesuai dengan gambar dibawah
  • selanjutnya hubungkan ke motor
  • letakan juga sensor suara,sensor magnetic,sensor infra red
  • setelah semua komponen tersusun dan terhubung,
  • play kan simulasinya
  • jika benar maka simulasi bisa dibuat applikasinya.

2. Gambar rangkaian

     

3. prinsip kerja

Prinsip Kerja:

Sensor pertama yang akan akatif yaitu sensor PIR, sensor PIR digunakan untuk mendeteksi orang didepan pintu lift. Jika sensor PIR mendeteksi adanya orang atau logic state berlogika 1 maka akan keluar output tegangan dari sensor. Diumpankan menjadi input pada ic multiplexer 74157, karena kaki enable dan selektornya diberi dihubungkan ke ground(atau diberi logika 0). Maka sesuai dengan truth table, jika input pada mux 74157 adalah E'=0 S=0 A=1, maka output yang keluar pada Y=1. Berarti ada tegangan dan diumpankan ke resistor sebesar 10k ohm, dan meghasilkan tegangan sebesar 0.79V pada kaki VBE, yang mana itu cukup untuk mengaktifkan transistor. Sehingga mengalir arus dari power supplay menuju relay, lalu ke kaki kolektor menuju kaki kolektor dan ke ground. Karena ada arus yang mengalir sehingga relay berpindah kekiri dan menggerakkan motor untuk membuka pintu. Namun, jika PIR sensor tidak aktif(tidak mendeteksi adanya orang) atau pada logic state diberi logika 0, maka tidak ada tegangan yang keluar dari kaki out sensor, dan menghasil kan input pada mux 74157 menjadi '= 0, S=0, A=0, sehingga output Y=0, menandakan tidak ada arus yang diumpankan pada resistor dan tegangan pada kaki VBE transistor adalah 0 dan transistor tidak aktif, karena untuk mengaktifkan transistor dibutuhkan tegangan sebesar V>0,6 V. Lalu, tidak ada arus yang mengalir sehingga relay tidak berpindah, dan menggerakkan pintu penutup. Input Tombol Lantai Selanjutnya ada input tombol yang digunakan untuk memilih lantai. Terdapat 3 pilihan lantai. Digunakan button yang dipasang dengan resistor pull-down yang berfungsi untuk menghindari kondisi floating. Jika ditekan button LT1, maka arus dari VCC akan mengalir menuju resistor 10k Ohm sehingga menghasilkan logika 1 untuk input gerbang NOT(karena input pada encoder 74147 adalah aktif low). Output 0 pada gerbang NOT diinputkan ke input 1 pada encoder. Karena input pada encoder adalah 11111110, maka outputnya 1110, karena outputnya LOW, maka keluarannya di-NOT kan sebelum di-inputkan ke input dekoder yang aktif high, sehingga input pada dekoder menjadi 0001 dan karena itu menghasilkan output aktif low, yaitu QA= 1, QB= 0, QC= 0, QD= 1, QE= 1, QF= 1, QG= 1. Lalu dihubungkan ke 7-segment common anoda dan menampilkan angka 1. Begitu pula untuk pemilihan lantai 2 dan 3.

Sensor LOADCELL Lalu, ada LOADCELL sensor yang digunakan untuk mendeteksi beban pada lift. Jika nilai yang terbaca pada loadcell besa dari 85, untuk saat ini adalah 86, yang mana pada tegangannya yaitu sebesar 0.0207V dan diumpankan kekaki non-inverting amplifier dan diberi penguatan sebanyak 15 kali (R15/18 * Vin)  dan menghasilkan output 0,36V. Lalu, diumpankan lagi ke kaki non-inverting detektor. Dimana pada rangkaian detektor non-inverting terdapat tegangan referensi yang dapat diatur menggunakan potensiometer dgn maksimal tegangan sebesar 1V.  Cara mencari nilai tegangan referensi, persentase potensiometer yang dipakai dikali maksimal tegangan referensi, akan didapatkan (35%x1=0,35V). Kemudian, di rangkaian detektor non inverting, terdapat tegangan saturasi yang dimana ketika tegangan input >= tegangan referensi maka output yg dihasilkan adalah +Vsat, namun apabila tegangan input kecil dari tegangan referensi maka outputnya -Vsat. didapat dgn rumus (+-vsat= +-vs+-2) sehingga yang kita dapatkan pada rangkaian ini, krna tegangan input>= tegangan referensi, kita dapatkan +vsat sebesar 13,8V. Lalu diumpankan ke resistor sebesar 10k dan menghasilkan tegangan sebesar 0,87V. Yang mana cukup untuk mengaktifkan transistor, sehingga mengalir arus dari power supplay menuju relay, menuju kaki kolektor, lalu kaki emitor dan ground. Karena ada arus yang mengalir, maka relay berpindah ke kiri dan arus mengalir dari batrai menuju motor untuk membuka pin dan juga alarm penanda bahwa kapasitas beban lift sudah melebihi batas.

DEMULTIPLEXER Sensor Vibration Selanjutnya ada sensor Vibration yang digunankan untuk mendeteksi adanya gempa. Jika terjadi gempa maka output sensor vibration yang berupa tegangan akan masuk ke input A demultiplexer dan pada input A ic demux 4556 adalah E=0, B=0, A=1. Yang mana sesuai dengan truth table akan menghasilkan keluaran 1101, pada kaki Q1 =0, karena outputnya aktif LOW, maka diumpankan ke ic NOT sehingga outputnya menjadi 1 dan diumpankan ke resistor 10k ohm sehingga pada kaki VBE terbaca tegangan sebesar 0,79V yang mana cukup untuk mengaktifkan transistor. Sehingga arus mengalir dari power supply, menuju relay, lalu kek kaki kolektor, kaki emitor dan ground. Karena adanya arus yang mengalir, maka relay akan berpindah ke kiri dan mengaliri arus ke batrai dan alarm sebagai penanda gempa pemberitahuan orang di dalam lift.

Sensor Gas MQ-2 Sensor gas MQ-2 digunakan untuk mendeteksi adanya asap rokok pada lift. Jika terdapat asap rokok yang ditandai denga logic state berlogika 1, maka akan keluar output berupa tegangan menuju input B pada ic 4556. Sehingga input yang masuk adalah E=0, B=1, A=0 akan menghasilkan output 1011, pada kaki Q2=0, karena outputnya aktif LOW, maka diumpankan ke ic NOT sehingga outputnya menjadi 1 dan diumpankan ke resistor 10k ohm sehingga pada kaki VBE terbaca tegangan sebesar 0,79V yang mana cukup untuk mengaktifkan transistor. Sehingga arus mengalir dari power supply, menuju relay, lalu kek kaki kolektor, kaki emitor dan ground. Karena adanya arus yang mengalir, maka relay akan berpindah ke kiri dan mengaliri arus ke batrai dan motor sebagai penghisap asap rokok dalam lift.

Jika kedua sensor tidak menyala, maka input pada demux adalah E=0, B=0, A=0 yang mana akan menghasilkan output 0111, pada Q0= 0, karena outputnya aktif LOW, maka diumpankan ke ic NOT sehingga outputnya menjadi 1 dan diumpankan ke resistor 220 ohm lalu ke LED green, yang mana menandakan tidak ada bencana atau kondisi aman. Namun, jika kedua sensor menyala, maka input pada demux adalah E=0, B=1, A=1 maka outpunya adalah 0111, pada Q3=0, karena outputnya aktif LOW, maka diumpankan ke ic NOT sehingga outputnya menjadi 1 dan diumpankan ke resistor 10k ohm sehingga pada kaki VBE terbaca tegangan sebesar 0,79V yang mana cukup untuk mengaktifkan transistor. Sehingga arus mengalir dari power supply, menuju relay, lalu kek kaki kolektor, kaki emitor dan ground. Karena adanya arus yang mengalir, maka relay akan berpindah ke kiri dan mengaliri arus ke baterai dan alarm sebagai penanda bencana orang di dalam lift dan juga LED red sebagai indikator bahaya

 5. Video [kembali]



 6. Download [kembali]

Komentar

Posting Komentar