Defriyan Hidayat_2210951005_Etika Profesi B ; Etika Digital

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Download File

1. Tujuan[Kembali]

• Mengetahui komponen-komponen dalam rangkaian
• Mengetahui cara kerja komponen dalam rangkaian
• Dapat membuat rangkaian simulasi dengan menerapkan konsep detector non inverting dengan Vref (+)

2.Alat dan Bahan[Kembali]

a. Alat :

•     Instrumen 

          1. Multimeter 

Multimeter adalah suatu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur tiga jenis besaran listrik yaitu arus listrik, tegangan listrik, dan hambatan listrik. Multimeter dapat digunakan untuk pengukuran listrik arus searah maupun pengukuran listrik arus bolak balik.

spesifikasi :

• 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 Supply

Berfungsi untuk memberikan tegangan sumber pada rangkaian
Spesifikasi :

• Input voltage: 5V-12V
• Output voltage: 5V
• Output Current: MAX 3A
• Output power:15W
• conversion efficiency: 96%

b. Bahan :

    

        1. Resistor

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). 

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

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

Gambar, Simbol, dan Pinout 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

Gambar, Simbol, dan Pinout 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 :

          5. Komponen Input 

• Sound Sensor

Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Sensor suara merupakan module sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran listrik yang akan dioleh mikrokontroler.

Pin OUT

Spesifikasi :

•   Working voltage: DC 3.3-5V
•   Dimensions: 45 x 17 x 9 mm
•   Signal output indication
•   Single channel signal output
•   With the retaining bolt hole, convenient installation
•   Outputs low level and the signal light when there is sound

Grafik Respons Sensor Sound

Sensor suara merupakan module sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran listrik yang akan dioleh mikrokontroler.

• Proximity Sensor

Pinout

Proximity sensor adalah alat pendeteksi yang bekerja berdasarkan jarak obyek terhadap sensor. Karakteristik dari sensor ini adalah mendeteksi obyek benda dengan jarak yang cukup dekat. 

Spesifikasi:

    Tegangan kerja antara 10-30 Vdc atau tegangan 100-200VAC

2 Cable

Ouput : No

Sensing : 10mm

Hysteresis : Max 10% Of Sensing Distance

Standard Sensing Target : Besi (Iron)45 X 45 X 1

Setting Distance : 0 - 7mm

Responce Frequency : 250hz

Residual Voltage : Max 1.5v

Control Output : Max 200ma

Operating Indicator : Led (Red)

Protecion : Ip67 (Iec Standards)

Materials Case :

Heat Resistant Abs, Standard Cable (Black), Polyvinyl Chloride (Pvc).

Dimensi : 30 X 30 X 35.2mm

Panjang Kabel : 2mtr

Flame Sensor 

Flame sensor merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api yang dimana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm. Sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mensensing kondisi nyala api.

Sensor api atau Flame sensor merupakan salah satu alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang tiba-tiba muncul. Besarnya nyala api yang terdeteksi adalah nyala api dengan panjang gelombang 760 nm sampai dengan 1.100 nm.

 Secara umum, prinsip kerja sensor api cukup sederhana, yaitu memanfaatkan sistem kerja metode optik. Optik yang mengandung ultraviolet, infrared, atau pencitraan visual api, dapat mendeteksi adanya percikan api sebagai tanda awal kebakaran. Jika telah terjadi reaksi percikan api yang cukup sering, maka akan terlihat emisi karbondioksida dan radiasi dari infrared.

Spesifikasi Sensor Api :

• Touch Sensor

Touch sensor merupakan sebuah monitor yang sensitif terhadap sentuhan dan tekanan (resistif), sehingga perangkat ini memiliki dua fungsi yaitu, sebagai perangkat output karena menampilkan informasi dan input karena menerima informasi.

PinOut

3. Dasar Teori[Kembali]

  1. Detector Non-Inverting dengan Vref (+)

Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti gambar 78

Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar 80. Dengan Vi > 0 maka Vo = +Vsat dan sebaliknya bila Vi < 0 maka Vo = -Vsat.

     2).Rangkaian

• Dioda

Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

 

Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.

Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.
4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.
5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.

Untuk menentukan arus zenner  berlaku persamaan:

• Transistor

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

 

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. 

• 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.

Karakteristik penguat ideal adalah:

• Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
• Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
• Impedansi output sangat kecil (Zo <<).

4. Percobaan[Kembali]

a. Prosedur percobaan

- siapkan alat dan bahan yang akan digunakan

- susun alat dan bahan sesuai keinginan

- rangkai semua komponen alat dan bahan dengan benar dan tepat

- pada bagian sensor masukkan code hex, supaya sensor dapat berfungsi

- jalankan rangkaian dengan menekan tombol play

b. Gambar rangkaian

   Ketika flame sensor mendeteksi adanya percikan api, maka akan menyebabkan buzzer berbunyi yang menandakan adanya peringatan bahwa ada percikan api, sehingga flame sensor akan berlogika 1, sehingga didapatkan tegangan keluaran sensor sebesar +5V. Lalu, arus mengalir masuk ke kaki non inverting OP AMP 741 disalurkan dengan tahanan yang disesuaikan lanjut menuju kaki 6 OP AMP 741 dan menghasilkan tegangan output sebesar 11V. Ini didapatkan dari rumus Vo=Aol (Vi-Vref). Dikarenakan Vsnya sebesar 12V, maka tegangan outputnya hanya dapat terbaca <12V yaitu 11 V. Lalu, arus mengalir menuju R3, di sini dapat dilihat bahwa transistor sudah aktif karena nilai Vbe>0,7 V, di sini dapat terbaca tegangan Vbe sebesar +0,90V. Lalu, arus mengalir ke kaki base transistor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena arus yang keluar di kaki transistor sudah cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga transistor aktif, sehingga arus mengalir dari power supply (+7V) menuju relay RL 2, kemudian ke kaki kolektor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena adanya arus yang melewati relay, maka switch relay akan berpindah ke kiri, maka ada arus yang mengalir dari baterai menuju buzzer sehingga buzzer akan berbunyi sebagai penanda bahwa adanya percikan api. Selain itu, arus juga menuju R12 dan mengaktifkan LED merah sebagai indicator bahwa adanya percikan api.

   Ketika sound sensor mendeteksi adanya suara buzzer sebagai tanda bahwa adanya percikan api, maka didapatkan keluaran yaitu motor akan berputar sebagai tanda bahwa kapsul pesawat terpisah dari body pesawat, sehingga sound sensor akan berlogika 1,sehingga didapatkan tegangan keluaran sensor sebesar +5 V, lalu arus mengalir masuk ke kaki non inverting OP AMP 741 disalurkan dengan tahanan yang disesuaikan lanjut menuju kaki 6 OP AMP 741 dan menghasilkan tegangan output sebesar 11V. Ini didapatkan dari rumus Vo=Aol (Vi-Vref). Dikarenakan Vsnya sebesar 12V, maka tegangan outputnya hanya dapat terbaca <12V yaitu 11 V. Lalu, arus menuju menuju R6. Disini dapat dilihat bahwa transistor sudah aktif karena nilai Vbe>0,7 V. Tegangan Vbe di sini dapat terbaca sebesar +0,95V. Lalu, arus mengalir menuju kaki base transistor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena arus yang keluar di kaki transistor sudah cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga transistor aktif, sehingga arus mengalir dari power supply (+12V) menuju R4 lalu ke relay RL 1, kemudian ke kaki kolektor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena adanya arus yang melewati relay, maka switch relay akan berpindah ke kanan, maka ada arus yang mengalir dari baterai menuju R13, sehingga motor akan berputar menandakan bahwa kapsul terpisah dari body pesawat, serta LED merah akan menyala sebagai indicator bahwa kapsul terpisah dari body pesawat.

    Namun, apabila terdapat kerusakan pada motor sound sensor, maka bisa dilakukan secara manual dengan menekan touch sensor untuk mengaktifkan motor sebagai pertanda bahwa  kapsul pesawat terpisah dari body pesawat, maka touch sensor akan berlogika 1, sehingga didapatkan tegangan keluaran sensor sebesar +5V, lalu arus mengalir masuk ke kaki non inverting OP AMP 741 disalurkan dengan tahanan yang disesuaikan lanjut menuju kaki 6 OP AMP 741 dan menghasilkan tegangan output sebesar 11V. Ini didapatkan dari rumus Vo=Aol (Vi-Vref). Dikarenakan Vsnya sebesar 12V, maka tegangan outputnya hanya dapat terbaca <12V yaitu 11 V. Lalu, arus menuju R2. Disini dapat dilihat bahwa transistor sudah aktif karena nilai Vbe>0,7 V. Tegangan Vbe di sini dapat terbaca sebesar +0,95V. Lalu, arus mengalir menuju kaki base transistor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena arus yang keluar di kaki transistor sudah cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga transistor aktif, sehingga arus mengalir dari power supply (+12V) menuju R18 lalu ke relay RL 3, kemudian ke kaki kolektor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena adanya arus yang melewati relay, maka switch relay akan berpindah ke kiri, maka ada arus yang mengalir dari baterai menuju R17, sehingga motor akan berputar menandakan bahwa kapsul terpisah dari body pesawat, serta LED merah akan menyala sebagai indicator bahwa kapsul terpisah dari body pesawat.

   Kemudian, pada ketinggian yang telah ditentukan, proximity sensor akan bekerja dan menghasilkan keluaran motor akan berputar sebagai pertanda bahwa parasut akan terbuka, sehingga didapatkan tegangan keluaran sensor sebesar +1,09V yang kemudian diteruskan ke kaki non inverting OP AMP 741 disalurkan dengan tahanan yang disesuaikan lanjut menuju kaki 6 OP AMP 741 dan didapatkan tegangan keluaran atau Vout sebesar  11 V. Ini didapatkan dari rumus Vo=Aol (Vi-Vref). Dikarenakan Vsnya sebesar 12V, maka tegangan outputnya hanya dapat terbaca <12V yaitu 11 V. Lalu arus mengalir menuju R8. Transistor di sini telah aktif karena ditandai dengan nilai Vbe>0,7 V. Di sini tegangan Vbe yang terbaca sebesar +0,86V. Lalu, arus mengalir ke kaki base transistor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Dikarenakan transistor sudah aktif, maka arus mengalir dari power supply (+12V) menuju R22 menuju ke relay RL4 dan ke kaki kolektor lalu ke kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena adanya arus yang mengalir melewati relay maka switch relay akan berpindah ke kiri. Maka ada arus yang mengalir dari baterai menuju motor sehingga motor akan berputar ke kiri menandakan parasut akan terbuka.

c. Video Simulasi 

5. Download File[Kembali]

Download file rangkaian[Disini]

Download video[Disini]

Download datasheet resistor[Disini]

Download datasheet relay[Disini]

Download datasheet transistor[Disini]

Download datasheet DC Motor[Disini]

Download datasheet Voltmeter[Disini]

Download file library touch sensor[Disini]

Download file library flame sensor[Disini]

Download file library sound sensor[Disini]

Download file library proximity sensor[Disini]

[menuju awal]