1. Tujuan [kembali]
a. Mengetahui pengertian
Sensor Magnetic Reed Switch, Sensor LM35, Sensor PIR dan Sensor GP2D12
b. Mengetahui Simulasi
rangkaian Sensor Magnetic Reed Switch, Sensor LM35, Sensor PIR dan Sensor GP2D12 dengan proteus
c. Mengetahui Aplikasi keamanan kendaraan dengan menggunakan Sensor Magnetic Reed Switch, Sensor LM35, Sensor PIR dan Sensor GP2D12
2. Alat dan Bahan [kembali]
Alat:
1. Power Suply
Power Supply atau dalam
bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat
menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.
2. Voltmeter DC
Difungsikan guna mengukur
besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana,
untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang
sedang diukur.
3. Baterai
Baterai merupakan suatu komponen elektronika yang digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.
Bahan:
4. Resistor
Resistor merupakan komponen
Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang
berfungsi untuk membatasi dan mengatur besarnya arus yang mengalir dalam
rangkaian.
Spesifikasi Resistor yang
digunakan:
Resistor 10k
Data sheet resistor:
5. Diode
Dioda adalah komponen
elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus.
Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing
diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor
untuk mengalirkan listrik.
Karakteristik Dioda:
6.Transistor(BC547)
Berfungsi sebagai penguat,
sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan,
dan modulasi sinyal. Pada rangkaian water level sensor ini transistor hanya
digunakan sebagai saklar, dengan adanya arus di base maka transistor akan
"on" sehingga akan ada arus dari kolektor ke emitor.
Spesifikasi Transistor:
1. DC Current gain(hfe)
maksimal 800
2. Arus Collector
kontinu(Ic) 100mA
3. Tegangan
Base-Emitter(Vbe) 6V
4. Arus Base(Ib) maksimal
5mA
Data Sheet Transistor
Grafik Respon:
7. Inverter NOT( IC 74HC05)
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)
Spesifikasi IC inverter yang
dijual dipasaran:
Adapan IC inverter gerbang
logika NOT yang tersedia yaitu :
TTL Logic NOT Gates
74LS04 Hex Inverting NOT
Gate
74LS14 Hex Schmitt Inverting
NOT Gate
74LS1004 Hex Inverting
Drivers
CMOS Logic NOT Gates
CD4009 Hex Inverting NOT
Gate
CD4069 Hex Inverting NOT
Gate
DataSheet IC 74HC05
8. Gerbang Logika AND (IC 7408)
IC TTL adalah IC yang banyak
digunakan dalam rangkaian digital karena menggunakan sumber tegangan (VS)
antara 4,75 Volt sampai 5,25 Volt. Komponen pembangun IC
TTL(transistor-transistor logic) adalah sesuai dengan namanya IC ini berisi
beberapa transistor yang digabungkan sehingga membentuk dua keadaan (ON/FF).Konfiugurasi
pin:
- Vcc : Kaki 14
- GND : Kaki 7
- Input : Kaki 1, 2, 3, 4,
5, 9,10,12 dan 13
- Output : Kaki 3,6, 8, dan 11
Konfigurasi IC 7408
Data Sheet IC 7408
9. JK flip-flop (IC 74111)
JK flip-flop merupakan flip flopyang dibangun berdasarkan pengembangan dari RS flip-flop. JK flip-flop sering diaplikasikan sebagai komponen dasar suatu counter atau pencacah naik (up counter) ataupun pencacah turun (down counter).
Konfigurasi pin IC 74111
Data Sheet IC 74111
10. Decoder (IC 7448)
IC 7448 adalah Dekoder BCD ke 7 segment jenis TTL adalah rangkaian yang 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).
Konfigurasi pin IC 7448
Datasheet IC 7448
LM741 adalah salah satu IC (Integrated Circuit) Op-Amp (Operational Amplifier) yang memiliki 8 pin. IC Op-Amp ini terdapat 2 jenis bentuk, yaitu tabung (lingkaran) dan kotak (persegi), tetapi yang umum adalah yang berbentuk persegi. Op-Amp banyak digunakan dalam sistem analog komputer, penguat video/gambar, penguat audio, osilator, detector dan lainnya. LM741 biasanya bekerja pada tegangan positif/negatif 12 volt, dibawah itu IC tidak akan bekerja. Setiap pin/kaki-kaki pada IC LM741 mempunya fungsi yang berbeda-beda, keterangan pin/kaki-kaki LM741 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Konfigurasi PIN IC LM741:
Datasheet IC LM741:
12. 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.
13. Relay
Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan
arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil. Relay
memiliki fungsi sebagai saklar atau elektromagnetik switch yang mana
dikendalikan oleh magnet listrik.
Konfigurasi pin relay:
Spesifikasi Relay:
15. Sensor LM35
digunakan untuk mendeteksi suhu ruangan dengan output sebesar 10mV/Celcius
· Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
· Lineritas +10 mV/ º C.
· Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
· Range +2 º C – 150 º C.
· Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
· Arus yang mengalir kurang dari 60 μA.
Grafik respon sensor lm35 :
16. Sensor Magnetic Reed Switch
Pengertian Reed switch secara umum merupakan sensor elektrik yang dioperasikan dengan memanfaatkan medan magnet sebagai pengubah kondisinya. Atau secara ringkas disebut sensor magnet karena akan aktif jika terkena lempengan magnet.
Konfigurasi Pin :
Spesifikasi :
- Operating Voltage: 3.3V to 5V DC
- Output format: Digital switching output ( 0 and 1 )
- LEDs indicating output and power
- PCB Size: 32mm x 14mm
- LM393 based design
- Easy to use with Microcontrollers or even with normal Digital/Analog IC
17. Sensor GP2D12
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 :
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.
Komponen Output :
19. Led
LED berfungsi sebagai lampu indikator.
Datasheet LED
20. 7 Segment Cathoda
Layar
tujuh segmen adalah salah satu perangkat layar untuk menampilkan sistem
angka desimal yang merupakan alternatif dari layar dot-matrix. Layar
tujuh segmen ini sering kali digunakan pada jam digital, meteran
elektronik, dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi
numerik.
Data Sheet Seven segment:
21. Motor DC
Digunakan untuk output dari rangkaian dan berjalan jika
sensor infrared berlogika 1
Grafik Motor DC:
Spesifikasi item:
o Tanpa kecepatan beban 12000 ± 15% rpm
o Tidak ada arus beban =280mA
o Tegangan operasi 1.5 - 9 VDC
o Mulai Torsi =250g.cm (menurut blade yang
dikembangkan sendiri)
o mulai saat ini =5A
o Resistansi Isolasi di atas 10O antara casing
dan terminal DV 100V
o Arah Rotasi CW: Terminal [+] terhubung ke
catu daya positif, terminal [-] terhubung ke nagative
o daya, searah jarum jam dianggap oleh arah
poros keluaran
3. Dasar Teori [kembali]
- Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
- Diode
Cara Kerja Dioda:
Secara sederhana, cara kerja
dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan
(unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif
(reverse biased).
a. tanpa tegangan
Pada kondisi tidak diberikan
tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N
junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya
muatan elektro dari sisi n ke sisi p.
b. kondisi forward bias
Pada kondisi ini, bagian
anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda
disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan
mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik
ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang
positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif.
c. kondisi reverse bias
Pada kondisi ini, bagian
anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda
disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan
mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik
ke masing-masing kutub.
- Transistor
Transistor NPN
Pada transistor NPN,
semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga
dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan
katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor
karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.
Transistor PNP
Pada transistor PNP,
semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga
dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan
anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base
reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial
emitor lebih besar daripada base dan kolektor.
Transistor sebagai saklar
Jika ada arus yang cukup
besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk
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. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung
dengan;
Rb = Vbe / Ib
Transistor sebagai penguat
Transistor sebagai penguat
jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat
dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common
base.
DC Current Gain = Collector
Current (Ic) / Base Current (Ib)
- Inverter NOT( IC 74HC05)
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
- Gerbang Logika AND (IC 7408)
Gerbang AND atau disebut
juga "AND GATE" adalah jenis gerbang logika yang memiliki dua input
(Masukan) dan satu output (keluaran). Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol
dan tabel kebenaran gerbang AND berikut.
Pada gerbang logika AND,
simbol yang menandakan operasi gerbang logika AND adalah tanda titik (.) atau
bisa juga dengan tanpa tanda titik, contohnya seperti Z = X.Y atau Z = XY.
Perhatikan tabel kebenaran
gerbang AND. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat
pernyataan berikut. "Gerbang AND akan menghasilkan output (keluaran)
logika 1 bila semua variabel input (masukan) bernilai logika 1"
sebalikanya "Gerbang AND akan menghasilkan keluaran logika 0 bila salah
satu masukannya merupakan logika 0"
Jenis Gerbang Logika AND
Adapun gerbang logika AND
terdiri dari gerbang logika AND 2 input dan 3 input. Untuk memperjelas silahkan
perhatikan gambar berikut.
Berdasarkan ekspresi Boolean
untuk fungsi logika AND didefinisikan sebagai (.) yang mana merupakan operasi
bilangan biner, sehingga gerbang AND dapat diturunkan secara bersama-sama untuk
membentuk sejumlah input.
Tetapi mengingat bahwa IC
gerbang AND yang tersedia dipasaran hanya terdiri dari input 2, 3, atau 4. maka
diperlukan input tambahan , sehingga gerbang AND standar perlu diturunkan
bersama sehingga mendapatkan nilai input yang diperlukan, sebagai contoh
Gerbang AND Multi Input
Berdasarkan Gerbang AND 6 input diatas maka ekspresi
Boolean yaitu :
Q = (A.B).(C.D).(E.F)
- JK flip-flop (IC 74111)
JK flip-flop sering diaplikasikan sebagai komponen dasar suatu counter atau pencacah naik (up counter) ataupun pencacah turun (down counter). JK flip flop dalam penyebutanya di dunia digital sering di tulis dengan simbol JK -FF. Dalam artikel yang sedikit ini akan diuraikan cara membangun sebuah JK flip-flop menggunakan komponen utama berupa RS flip-flop. Rangkaian Dasar JK Flip-Flop
Gambar Rangkaian Dasar JK Flip-Flop.
Gambar
rangkaian diatas memperlihatkan salah satu cara untuk membangun sebuah
flip-flop JK, J dan K disebut masukan pengendali karena menentukan apa yang
dilakukan oleh flip-flop pada saat suatu pinggiran pulsa positif diberikan.
Rangkaian RC mempunyai tetapan waktu yang sangat pendek, hal ini mengubah pulsa
lonceng segiempat menjadi impuls sempit. Pada saat J dan K keduanya 0, Q tetap
pada nilai terakhirnya. Pada saat J rendah dan K tinggi, gerbang atas tertutup,
maka tidak terdapat kemungkinan untuk mengeset flip-flop. Pada saat Q adalah
tinggi, gerbang bawah melewatkan pemicu reset segera setelah pinggiran pulsa
lonceng positif berikutnya tiba. Hal ini mendorong Q menjadi rendah . Oleh
karenanya J = 0 dan K=1 berarti bahwa pinggiran pulsa lonceng positif
berikutnya akan mereset flip-flopnya. Pada saat J tinggi dan K rendah, gerbang
bawah tertutup dan pada saat J dan K keduanya tinggi, kita dapat mengeset atau
mereset flip-flopnya. Untuk lebih jelasnya daat dilihat pada tabel kebenaran JK
flip-flop berikut.
- Logic State
status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.
- Decoder (IC 7448)
Prinsip kerja rangkaian ini adalah untuk menampilkan angka angka desimal kedalam display, dalam aplikasi decoder, ketiga jalur kontrol (LT, RBI, dan RBO) harus diberikan logika high dengan tujuan data input BCD dapat masukan dan penampilan 7 segmen dapat menerima data tampilan sesuai data BCD yang diberikan pada jalur input
Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/dekoder-ttl-bcd-ke-7-segment/
Copyright © Elektronika Dasar
- Sensor PIR
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
a. Lensa Fresnel
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.
b. 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.
c. Pyroelectric Sensor
Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32˚C, 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.
d. Amplifier
Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
e. Komparator
Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.
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.
Grafik Respon :
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 Magnetic Reed Switch
Sensor magnet adalah sensor yang mudah terpengaruh dan peka terhadap medan magnet kemudian memberikan perubahan kondisi output. Prinsip kerja Sensor magnet yaitu akan aktif ketika konduktor mempengaruhi medan magnet, sehingga magnet tersebut tertolak atau tertarik sesuai dengan pengaruh konduktor yang diberikan.
Sensor Magnet adalah Alat yang akan terpengaruh Medan Magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran, seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet disekitarnya.
Reed switch adalah saklar listrik dioperasikan oleh medan magnet switch terdiri dari dua kawat feromagnetik nikel-besi dan pisau kontak berbentuk khusus (buluh) diposisikan dalam kapsul kaca tertutup rapat dengan celah dan dalam pelindung.
Reed switch dapat dioperasikan dengan menggunakan medan magnet yang dihasilkan oleh salah satu magnet permanen arus pembawa coil.
- 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
- Sensor LM35
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.
- Sensor GP2D12
Sensor GP2D12 adalah sensor jarak analog yang menggunakan infrared untuk mendeteksi jarak antara 10 cm sampai 80 cm. GP2D12 mengeluarkan output voltase non linear dalam hubungannya dalam jarak objek dari sensor dan menggunakan interface analog to digital converter (ADC) Spesifikasi Teknis:
.a. Range 10 – 80 cm
b. Update frequency/ period 25 Hz / 40ms
c. power supply voltage 4.5 – 5.5 V
d. Noise on analog output < 200mV
e. Mean consumtion 35 mA
Kelemahan:
a. Respon 40ms
b. Error bila jarak <10cm dan pada cermin
c. Hanya dapat mengukur <80 cm
Kelebiahan:
a. Dapat mengukur jarak pada bidang miring
b. Sudut pengukuran sempit
c. Sangat direktif
Berikut hubungan anatara jarak dan deteksi objek terhadap output analog sensor
- OP-AMP LM741
LM741 adalah salah satu IC (Integrated Circuit) Op-Amp (Operational Amplifier) yang memiliki 8 pin. IC Op-Amp ini terdapat 2 jenis bentuk, yaitu tabung (lingkaran) dan kotak (persegi), tetapi yang umum adalah yang berbentuk persegi. Op-Amp banyak digunakan dalam sistem analog komputer, penguat video/gambar, penguat audio, osilator, detector dan lainnya. LM741 biasanya bekerja pada tegangan positif/negatif 12 volt, dibawah itu IC tidak akan bekerja. Setiap pin/kaki-kaki pada IC LM741 mempunya fungsi yang berbeda-beda, keterangan pin/kaki-kaki LM741 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Op-Amp LM741 dapat membuat beberapa fungsi rangkaian seperti gambar berikut.
- 7 Segment Anoda
Seven segment merupakan
bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal.
Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk
angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini
terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan
angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau
tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.
Supaya memudahkan
penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan
mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan
biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian
atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh
batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar
di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai
bagian-bagian tersebut.
Dengan menyalakan beberapa
segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan
juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak
dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan
decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder
tersebut terbentuk dari pintu-pintu akal
yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk
mengemudikan tampilan 7 segmen.
Tabel Pengaktifan Seven
Segment Display
- 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.
Ada besi atau yang disebut
dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai
pengendali. Sehingga kumparan kumparan
yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker
untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi
baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus
listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.
Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan
kumparan) 5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Beban maksimum AC 10A @
250 / 125V
4. Maksimum baban DC 10A @
30 / 28V
5. Switching maksimum
- 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), ArmatureWinding
(Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).
Pada prinsipnya motor
listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus
listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan
bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat
selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara
kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan
bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang
menyebabkan pergerakan kumparan berhenti
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.
- IC Op-Amp
Inverting Amplifier
NonInverting
Komparator
Adder
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)
Bentuk Gelombang :
- Penguat Non-inverting (Op Amp)
Rangkaian penguat inverting maupun non-inverting biasanya menggunakan IC Op-Amp 741.
4. Prosedur Percobaan [kembali]
1. Siapkan semua alat dan
bahan yang diperlukan
2. Disarankan agar membaca
datasheet setiap komponen
3. Cari komonen yang
diperlukan di library proteus
4. pasang Gerbang AND, dan
Sensor pir,Touch Sensor, resistor , inverter ,seven segment, IC counter 4026, relay,
motor dc, logic state, Lampu dan power suply sesuai gambar rangkaian dibawah
6. Atur nilai resistor serta
logic state
7. Coba dijalankan rangkaian
apabila ouput hidup(motor dc,lampu,led) dan seven segment menyala maka
rangkaian bisa digunakan
5. Prinsip kerja [kembali]
saat sensor magnet berlogika 1 menandakan pintu tertutup. pir berlogika 0 menandakan tidak adanya terdeteksi gerakan di belakang mobil walaupun sensor GP2D12 mendeteksi jarak <55cm.
sensor PIR berlogika 1 dan sensor magnet berlogika 1 sedangkan jarak pada sensor GP2D12 <55 cm. motor akan bergerak sehingga motor akan menginjak rem secara otomatis dan mobil perlahan berhenti pertanda terdeteksinya gerakan orang di belakang mobil.
sensor PIR berlogika 1 dan sensor magnet berlogika 1 sedangkan jarak pada sensor GP2D12 >55 cm. motor tidak akan bergerak sehingga mobil tetap mundur walaupun terdeteksi adanya gerakan di belakang mobil tetapi masih batas aman >55cm
sensor magnet berlogika 0 dan sensor pir berlogika 0 sedangkan sensor GP2D12 mendeteksi jarak >55cm sehingga sensor yang bekerja hanya sensor magnetic red switch. hal ini menandakan pintu mobil antik dalam keadaan terbuka ditandai dengan led yang hidup kedip-kedip.
Pada rangkaian diatas
menggunakan sensor magnetic red switch sebagai penanda pintu mobil terbuka atau tertutup yang ditandai dengan aktifnya led JK FF secara bergantian dan sensor PIR sebagai pendeteksi adanya gerakan di belakang mobil. kemudian sensor GP2D12 sebagai pendeteksi jarak dari mobil ke benda atau orang di belakang mobil.
prinsip kerja sensor GP2D12
Apabila sensor GP2D12 mendeteksi jarak <=55cm tegangan sebesar 5v akan masuk ke sensor gp2d12 menghasilkan output sebesar 0,56 masuk ke op amp non inverting kemudian dikuatkan sebanyak 10,2x sehingga menghasilkan output dengan tegangan sebesar 5,74. kemudian tegangan 5,74volt sebagai vinput dari LM741 sehingga tegangan referensi dari lm741 adalah sebesar 3,01 sehingga tegangan outputnya adalah +Vsaturasi masuk melewati resistor R8 menghasilkan tegangan -4,00volt di VBE sehingga transistor tidak dapat aktif, karena transistor tidak aktif maka switch relay tidak akan bergerak ke kiri sehingga akan tetap berada di kanan dan terhubung dengan batterai yang bisa menghidupkan motor
namun apabila sensor GP2D12 mendeteksi jarak >55cm misalnya di angka 56cm maka tegangan sebesar 5v masuk ke sensor jarak kemudian menghasilkan output sebesar 0,55volt kemudian menjadi input bagi opamp non inverting sehingga terjadi penguatan sebesar 10,2x sehingga menghasilkan tegangan output sebesar 5,65 yang mana menjadi Vin di LM741 dengan Vreferensinya adalah 3,01volt sehingga menghasilkan output sebesar 3,97volt kemudian lewat ke R8 menghasilkan tegangan output 0,78 di kaki VBE sehingga transistor ON karena tegangan di VBE cukup, karena transistor ON maka arus akan mengalir dari power supply terus menuju relay terus menuju collector terus ke emiter terus ke ground. karena transistor Q7 on maka switch relay bergerak kekiri sehingga tidak terhubung dengan motor dan oleh karena itu motor penggerak remnya off.
prinsip kerja sensor PIR
apabila pada sensor PIR terdeteksi adanya gerakan yang melewati sensor PIR (berlogika 1 dan jarak pada sensor gp2d12 <55cm)
maka
tegangan output sebesar 5v terjadi percabangan yang satu ke gerbang AND kemudian ke resistor R3 dan juga terhubung ke decoder pin A dan C. karena logika 1 di PIR maka pin A dan C juga berlogika 1 sehingga kaki A dan C aktif pada kedua decoder tersebut, untuk A nilai nya adalah 2 pangkat 0 = 1 dan C adalah 2 pangkat 2= 4 maka apabila dijumlah 1 + 4 = 5 sehingga output decoder yg aktif adalah qa,qc,qd,qf,qg kemudian masuk ke seven segmen sehingga di seven segmen akan ditampilkan angka 5 pada masing-masing seven segmen. sedangkan output yang masuk ke resistor R3 kemudian keluar tegangan sebesar 0,79 sehingga cukup untuk mengaktifkan transistor Q1 sehingga dengan aktifnya transistor Q1 maka arus akan mengalir dari suply terus ke relay terus ke collector terus ke emitter terus ke ground. dengan aktifnya transistor maka switch relay akan bergerak ke kiri sehingga ada suply 12v dari batterai mengalir ke motor sehingga motor dalam keadaan aktif artinya motor akan menggerakkan rem secara perlahan sampai mobil benar-benar berhenti.
namun apabila sensor PIR berlogika 0 dan gp2d12 <55cm maka motor tidak aktif sehingga memungkinkan mobil untuk mundur tanpa adanya orang di belakang mobil.
apabila sensor magnet berlogika 0 maka output diteruskan ke inverter sehingga menghasilkan output berlogika 1 kemudian masuk ke kaki K dari JK FF, kemudian di sisi lain kaki J dari JK FF terhubung dengan gerbang AND yang outputnya berlogika 0 kemudian masuk ke gerbang NOT menjadi berlogika 1 sehingga output dari NOT menjadi input di kaki J pada JK FF sehingga ketika pin J dan K sama-sama berlogika 1 maka kondisi ini disebut kondisi toogle yang mana apabila pada clk diberi sinyal pulsa maka output Q dan Q not akan secara bergantian berlogika dari 0-1 dan dari 1-0 hal ini menandakan pintu dalam keadaan terbuka. namun sebaliknya
apabila sensor magnet berlogika 1 maka output masuk ke gerbang NOT sehingga menghasilkan output dengan logika 0 di gerbang NOT. karena pada kaki J berlogika 1 dan kaki K berlogika 0 maka apabila diberi sinyal pulsa pada clk akan menghasilkan output dengan logika 1 pada Q dan logika 0 pada Q NOT sehingga yang aktif hanya salah satu LED yaitu LED blue menandakan pintu dalam keadaaan tertutup.
Prinsip Kerja Sensor LM35
Apabila sensor LM35 mendeteksi suhu >=30cm tegangan sebesar 9v akan masuk ke sensor gp2d12 menghasilkan output sebesar 0,30volt masuk ke op amp non inverting kemudian dikuatkan sebanyak 10x sehingga menghasilkan output dengan tegangan sebesar 3,02. kemudian tegangan 3,02volt sebagai vinput dari LM741 sehingga tegangan referensi dari lm741 adalah sebesar 3,00 volt sehingga tegangan outputnya adalah +Vsaturasi masuk melewati resistor R7 menghasilkan tegangan 0,77volt di VBE sehingga transistor aktif, karena transistor aktif maka switch relay akan bergerak ke kiri sehingga terhubung dengan batterai yang bisa menghidupkan motor
namun apabila sensor LM35 mendeteksi suhu < 30 misalnya di angka 29cm maka tegangan sebesar 5v masuk ke sensor jarak kemudian menghasilkan output sebesar 0,29volt kemudian menjadi input bagi opamp non inverting sehingga terjadi penguatan sebesar 10x sehingga menghasilkan tegangan output sebesar 2,92volt yang mana menjadi Vin di LM741 dengan Vreferensinya adalah 3,01volt sehingga menghasilkan output sebesar -4,02volt kemudian lewat ke R7 menghasilkan tegangan output -4,02 di kaki VBE sehingga transistor Off karena tegangan di VBE tidak cukup, maka relay akan tetap berada dikanan sehingga motor penggerak pendingin air akan off.
6. Video [kembali]
7. Download File [kembali]
[DATASHEET SENSOR MAGNETIC REED SWITCH]
[LIBRARY SENSOR MAGNETIC REED SWITCH]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar