1. Tujuan [Kembali]
- Memenuhi tugas elektronika C.
- Mejelaskan prinsip kerja sound sensor dan torch LDR.
- Mensimulasikan rangkaian gorden otomatis.
2. Alat dan Bahan [Kembali]
Alat :
- 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.
- 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.
- Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.
- Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
- Bila kabel grounding berfungsi sebagai penghantar arus, maka alat yang mendeteksi adanya arus sisa atau arus bocor adalah ELCB. ELCB ini adalah sebagai proteksi instalasi listrik sebagai pencegah arus bocor. Untuk lebih jelasnya bisa lihat ulasannya pada ELCB Pengaman Arus Bocor.
Voltmeter merupakan suatu alat yang dimanfaatkan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya bentuk penyusunan pararel berdasarkan pada tempat komponen listrik hendak diukur. Dimana dalam setiap komponen ditemukan tiga buah lempengan tembaga di dalamnya. Lempengan tersebut dipasangkan diatas Bakelit yang telah dirangkai dan menyatu dalam tabung plastik atau kaca. Pada lempengan bagian luar dinamakan anode, sementara itu lempengan tengah disebut katode.
Transistor bipolar: (a) simbol skematik PNP, (b) phisik PNP, (c) simbol skematik NPN, (d) fisik NPN |
Dioda merupakan salah satu komponen yang dibuat dari bahan semikonduktor. Bahan untuk mempertemukan elemen P dan N akan menentukan karakteristik dioda dan sifat-sifatnya. Saat ini bahan semikonduktor pembuat dioda adalah semikonduktor silikon dan germanium.
Semikonduktor bahan silikon merupakan bahan yang paling banyak digunakan pada jenis dan tipe dioda karena silikon menawarkan beberapa kelebihan seperti kinerja yang tinggi dan biaya produksi yang lebih rendah. Biasanya tegangan jatuh dioda berbahan silikon berkisar 0,7 Volt.
Berikut beberapa fungsi pada penggunaan diode, antara lain:
- Sebagai alat sensor panas, contohnya pada amplifier.
- Sebagai rangkaian clamper yang dapat memberikan tambahan partikel DC untuk sinyal AC.
- Sebagai alat sensor cahaya, pada umumnya menggunakan diode photo.
- Menstabilkan tegangan yang ada pada voltage regulator.
- Sebagai indikator.
- Untuk suatu rangkaian VCO atau Voltage Controlled Oscilator, pada umumnya menggunakan diode varactor.
- Untuk alat dalam menggandakan tegangan.
- Untuk sekering (saklar) / pengaman.
- Untuk penyearah
Beberapa jenis resistor yang diketahui, jenis resistor yang nilai resistansinya berubah bila terkena cahaya namanya LDR (Light Dependent Resistor) dan resistor yang nilai resistansinya akan bertambah besar bila terkena suhu panas yang namanya PTC (Positive Thermal Coefficient) serta resistor yang nilai resistansinya akan bertambah kecil bila terkena suhu panas yang namanya NTC (Negative Thermal Coefficient).
3. Dasar Teori [Kembali]
Battery
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
Jenis-jenis Baterai
1. Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)
2. Baterai Zinc-Carbon (Seng-Karbon)
3. Baterai Alkaline (Alkali)
4. Baterai Lithium
5. Baterai Silver Oxide
Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal Negatif (Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni Baterai Primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).
Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.
Jenis-jenis Baterai yang tergolong dalam Kategori Baterai Primer (sekali Pakai / Single use) diantaranya adalah :
Baterai Zinc-Carbon juga disering disebut dengan Baterai “Heavy Duty” yang sering kita jumpai di Toko-toko ataupun Supermarket. Baterai jenis ini terdiri dari bahan Zinc yang berfungsi sebagai Terminal Negatif dan juga sebagai pembungkus Baterainya. Sedangkan Terminal Positifnya adalah terbuat dari Karbon yang berbentuk Batang (rod). Baterai jenis Zinc-Carbon merupakan jenis baterai yang relatif murah dibandingkan dengan jenis lainnya.
Baterai Alkaline ini memiliki daya tahan yang lebih lama dengan harga yang lebih mahal dibanding dengan Baterai Zinc-Carbon. Elektrolit yang digunakannya adalah Potassium hydroxide yang merupakan Zat Alkali (Alkaline) sehingga namanya juga disebut dengan Baterai Alkaline. Saat ini, banyak Baterai yang menggunakan Alkalline sebagai Elektrolit, tetapi mereka menggunakan bahan aktif lainnya sebagai Elektrodanya.
Baterai Primer Lithium menawarkan kinerja yang lebih baik dibanding jenis-jenis Baterai Primer (sekali pakai) lainnya. Baterai Lithium dapat disimpan lebih dari 10 tahun dan dapat bekerja pada suhu yang sangat rendah. Karena keunggulannya tersebut, Baterai jenis Lithium ini sering digunakan untuk aplikasi Memory Backup pada Mikrokomputer maupun Jam Tangan. Baterai Lithium biasanya dibuat seperti bentuk Uang Logam atau disebut juga dengan Baterai Koin (Coin Battery). Ada juga yang memanggilnya Button Cell atau Baterai Kancing.
Baterai Silver Oxide merupakan jenis baterai yang tergolong mahal dalam harganya. Hal ini dikarenakan tingginya harga Perak (Silver). Baterai Silver Oxide dapat dibuat untuk menghasilkan Energi yang tinggi tetapi dengan bentuk yang relatif kecil dan ringan. Baterai jenis Silver Oxide ini sering dibuat dalam dalam bentuk Baterai Koin (Coin Battery) / Baterai Kancing (Button Cell). Baterai jenis Silver Oxide ini sering dipergunakan pada Jam Tangan, Kalkulator maupun aplikasi militer.
Logicstate
Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (“.”) atau tidak memakai tanda sama sekali. Contohnya : Z = X.Y atau Z = XY.
Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang AND (AND Gate)
Simbol yang menandakan Operasi Logika OR adalah tanda Plus (“+”). Contohnya : Z = X + Y.
Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang OR (OR Gate)
Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus (“-“) di atas Variabel Inputnya.
Sensor LDR
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.
4. Percobaan [Kembali]
Langkah langkah percobaan
rangkaian :
- Disiapkan alat & bahan yaitu Baterai DC, Resistor, Transistor Bipolar NPN, Dioda, LED, Logicstate, Motor, Relay, Touch Sensor, Torch LDR, DC Voltmeter, Power Supply & Ground.
- Posisikan dan letakkan alat dan bahan sesuai gambar di atas atau sesuai keinginan.
- Sambungkan Vcc Touch Sensor ke Power Supply
- Sambungkan GND ke ground
- Sambungkan V out Touch sensor ke resistor R1 lalu dari resistor R1 dihubungkan ke kaki base transistor NPN Q1
- Sambungkan DC generator ke dioda dan relay RL 1, lalu diteruskan hubung ke kaki kolektor transistor NPN Q1, dan buat rangkaian fixed bias dengan merangkai resistor dihubungkan ke kaki kolektor dan kaki base transistor NPN Q1
- Sambungkan kaki emitor transistor NPN Q1 ke ground
- Sambungkan COM relay RL 1 ke baterai, resistor dan LED blue, lalu pasang Motor secara paralel terhadap rangkaian seri resistor R4 dan LED blue
- Sambungkan kutub positif baterai ke torch LDR, kutub negatif baterai ke ground
- Sambungkan Touch LDR ke resistor R6 lalu dari resistor R6 dihubungkan ke kaki base transistor NPN Q2
- Sambungkan DC generator ke dioda dan relay RL 2,lalu diteruskan hubung ke kaki kolektor transistor NPN Q2, dan buat rangkaian fixed bias dengan merangkai resistor dihubungkan ke kaki kolektor dan kaki base transistor NPN Q2
- Sambungkan kaki emitor transistor NPN Q2 ke ground
- Sambungkan COM relay RL 2 ke baterai, resistor dan LED yellow, lalu pasang Motor secara paralel terhadap rangkaian seri resistor R5 dan LED yellow.
- Sebelun menjalankan rangkaian, pastikan sensor telah diprogramkan
- Jalankan rangkaian simulasi.
5. Rangkaian [Kembali]
6. Prinsip Kerja [Kembali]
Pada rangkaian aplikasi ini, akan bekerja suatu motor
penggerak secara otomatis yang dikendalikan dengan sistem LDR sensor dan Touch sensor untuk membantu
kerja gorden otomatis.
Sistem kerjanya yaitu saat langit pagi hari memancarkan
cahayanya, maka Torch LDR Sensor yang terkena sinar matahari yang merespon cahaya
tersebut sehingga tegangan sumber 12 volt yang terhubung dengan Sensor LDR akan mengumpankan tegangan ke transistor NPN Q2 sehingga transistor aktif, maka relay kaki kolektor NPN Q2 aktif sehingga rangkaian otomatis bekerja terhadap motor. Motor yang
terhubung baterai oleh relay RL2 akan bekerja membuka gorden secara perlahan hingga kain gorden membuka habis sempurna tergulung.
Lalu saat ingin menutup gorden di malam hari, digunakan kerja sistem sensor sentuh (touch sensors) dengan menyentuh sensor, maka touch sensor akan merespon sehingga power 5 volt yang terhubung dengan Tocuh sensor akan mengumpankan tegangan ke transistor NPN Q1 sehingga transistor aktif, maka relay kaki kolektor NPN Q1 aktif sehingga rangkaian otomatis bekerja terhadap motor. Motor yang terhubung baterai oleh relay RL1 akan bekerja menutup gorden secara perlahan.dan rangkaian yang terhubung sensor suara akan bekerja terhadap motor menutup gulungan gorden otomatis secara perlahan sehingga gorden tertutup sempurna kembali.
7. Video [Kembali]
Video Simulasi Rangkaian Aplikasi Gorden Otomatis
8. Link Download [Kembali]
File HTML [Download]
File Datasheet NPN Transistor [Download]
File Datasheet Touch Sensor [Download]
File Datasheet LDR Sensor [Download]
File Datasheet Dioda [Download]
File Datasheet Resistor [Download]
File Datasheet Motor DC [Download]