TUGAS BESAR: Kontrol Perangkap Binatang
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]
Kontrol perangkap binatang elektronika
merupakan salah satu solusi inovatif yang dirancang untuk menangani masalah
binatang liar atau hama secara efektif dan humanis. Dengan memanfaatkan
perangkat elektronik, perangkap ini mampu mendeteksi, menangkap, dan mengelola
binatang secara otomatis, sehingga mengurangi interaksi langsung manusia dengan
hewan tersebut.
Perangkap binatang elektronika tidak hanya
meningkatkan efisiensi dalam pengendalian hama, tetapi juga memperhatikan aspek
keselamatan dan kesejahteraan hewan. Dengan sistem yang canggih, perangkap ini
dapat mengurangi risiko cedera pada hewan yang terjebak, serta memungkinkan
penanganan yang lebih baik dan responsif terhadap kondisi lingkungan.
Pentingnya penerapan teknologi ini juga sejalan dengan kebutuhan untuk menjaga ekosistem yang seimbang, serta mengurangi dampak negatif yang ditimbulkan oleh populasi hewan yang tidak terkontrol. Dalam pengembangan lebih lanjut, kontrol perangkap binatang elektronika diharapkan dapat memberikan solusi yang berkelanjutan dan ramah lingkungan dalam manajemen fauna urban dan pertanian.
- Menyelesaikan tugas besar untuk mata kuliah Elektronika yang diberikan oleh Bapak Darwison, M.T.
- Untuk mengaplikasikan berbagai komponen elektronika dalam membuat perangkat binatang di rumah dimana dalam kasus kali ini adalah tikus
- Dapat merancang simulasi kontrol perangkap binatang otomatis
- Memudahkan menangkap binatang
A. ALAT
- DC Generator
.jpg)
- Dc Voltmeter (Instrument)
Baterai 12V
Berfungsi
sebagai sumber tegangan pada rangkaian.
Spesifikasi:
- 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
B. BAHAN
Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika
yang berfungsi menghambat/membatasi jumlah arus input atau arus yang mengalir
masuk ke dalam satu rangkaian, dimana kemampuan resistor dalam membatasi arus
masuk sesuai dengan spesifikasi resistor tersebut. Sesuai dengan namanya
resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.
2.Kapasitor
Kapasitor atau
disebut juga dengan kondensator adalah komponen elektronika pasif yang dapat
menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu.
3.Dioda
Dioda memiliki fungsi sebagai
penyearah arus listrik. Fungsi dioda atau diode adalah
mampu mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus yang searah
(DC). Dioda memiliki fungsi sebagai penyetabil tegangan.
4. Transistor NPN
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 100 mA
- Emmiter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
- Base Current (IB) is 5 mA maximum
5.
Transistor JFET
6.Op Amp
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.
pin out:
spesifikasi:
KOMPONEN INPUT
7.Vibration sensor
Sensor Vibration berfungsi sebagai alat
untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal analog. Dari sana juga
akan terlihat besaran listrik dan berbentuk rupa tegangan listrik yang ada
8. Touch Sensor
Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah
sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada
dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada
lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga
sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi,
sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar
mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.
grafik
sensor sentuh
9. Sensor Infrared
Sistem sensor infra merah pada
dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara
receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang
dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah
tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima.
Grafik Respon Sensor Infrared
Gambar
Grafik respon sensor infrared
Grafik menunjukkan hubungan antara
resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan
penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi
intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi
yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR
yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah
dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan,
semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari
IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.
10. Sensor Gas MQ-7
11. Sensor Jarak
GP2D12 merupakan salah satu sensor jarak
dengan keluaran tegangan analog. Jarak yang bisa dideteksi GP2D12 mulai
dari 8cm sampai 80cm, sedangkan tegangan yang dikeluarkan adalah mulai
dari 2,6 Vdc dan terus turun sampai sekitar 0,5 Vdc, sehingga jarak berbanding
terbalik dengan tegangan, jadi tegangan akan semakin tinggi pada saat jarak
semakin dekat.
Konfigurasi Pin:
Spesifikasi:
Grafik Respon
12. Sound Sensor
KOMPONEN OUTPUT
1. Lampu led
LED merupakan kependekan dari Light Emitting Diode, yakni salah satu dari banyak jenis perangkat semikonduktor yang mengeluarkan cahaya ketika arus listrik melewatinya.
2.
Motor
Motor Listrik DC atau DC
Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi
kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor
Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan
tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor
Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat elektronik dan
listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti vibrator ponsel, kipas DC
dan bor listrik DC.
3. Ground
Ground adalah titik yang dianggap sebagai
titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal
bolak-balik atau titik patokan (referensi) berbagai titik tegangan dan sinyal
listrik di dalam rangkaian elektronika.
4. Buffer
Voltage follwer memiliki impedansi yang sangat tinggi sehingga tidak membebani rangkaian pengumpan sinyal dibelakangnya. selain itu rangkaian op-amp ini memiliki impendansi output yang rendah yang membuatnya cocok dibebani oleh peranti berikutnya.
1.
Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika
yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena bisa berfungsi
sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu
rangkaian. Dengan resistor, arus listrik dapat didistribusikan sesuai dengan
kebutuhan. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat
dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau
dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).
Simbol
Resistor:
Cara
menghitung nilai resistor:
a.
Membaca Kode Warna Resistor
b.
Membaca Resistor SMD
c.
Menggunakan Multimeter Analog/Digital
4 Gelang
Warna
Masukkan
angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan
angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan
Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10
(10n)
Gelang
ke-4 merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
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%.
5
Gelang Warna
Masukkan
angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan
angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan
angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan
Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10
(10n)
Gelang
ke-5 merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh:
Gelang
ke 1: Coklat = 1
Gelang
ke 2: Hitam = 0
Gelang
ke 3: Hijau = 5
Gelang
ke 4: Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang
ke 5: Perak = Toleransi 10%
Maka
nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm
dengan toleransi 10%.
Rumus:
-Jika rangkaian seri, maka:
-Jika rangkaian paralel, maka:
2. Dioda
Spesifikasi:
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:
- Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
- Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
- Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.
- Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.
- Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.
Untuk
menentukan arus zenner berlaku persamaan:
Keterangan:
Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan
dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus
(menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area
tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau
menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan
breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut
off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus Listrik.
3. Transistor
- Transistor NPN
Transistor merupakan salah satu komponen
elektronika yang banyak sekali dipakai di dunia industri. Transistor yang umum
dipakai memiliki 3 (tiga) metode kerja yaitu:
a.
Cut Off adalah kondisi dimana transistor tidak mengalirkan arus listrik.
b.
Saturasi adalah kondisi dimana transistor tepat mengalirkan arus listrik.
c.
Aktif adalah kondisi dimana transistor bisa disebut sebagai penguat.
Dari
3 metode kerja pada transistor tersebut, dapat dijelaskan juga pada gambar yang
merupakan karakteristik transistor.
Dari gambar, dapat dijelaskan kembali
bahwa parameter – parameter pada transistor yaitu dapat dilihat pada penjelasan
di bawah:
Jenis Nomor: Jumlah jenis perangkat
merupakan nomor bagian individu yang diberikan ke perangkat. Nomor perangkat
biasanya sesuai dengan JEDEC (Amerika) atau Pro-Elektron (Eropa). Ada juga
sistem standar Jepang untuk penomoran pada transistor.
Kasus: Memeriksa sambungan pin karena
pin-pin tersebut tidak selalu standar. Beberapa jenis transistor mungkin
memiliki sambungan pin dengan format EBC, sedangkan kadang-kadang sambungan pin
dengan format ECB, dan ini dapat menyebabkan kebingungan dalam beberapa kasus.
Bahan: Bahan yang digunakan untuk suatu
perangkat sangat penting karena mempengaruhi persimpangan bias maju dan
karakteristik lainnya. Bahan yang paling umum digunakan untuk transistor
bipolar adalah silikon dan germanium.
Polaritas: Polaritas pada perangkat sangat
penting karena mendefinisikan polaritas bias dan pengoperasian pada perangkat.
Dua tipe NPN dan PNP. NPN adalah jenis yang paling umum. Kedua tipe ini
memiliki kecepatan yang lebih tinggi sebagai elektron. Ketika berjalan dalam
konfigurasi emitorumum, sirkuit NPN akan menggunakan tegangan rel positif dan
garis umum negatif, transistor PNP akan membutuhkan rel negatif dan tegangan
umum positif.
·
VCEO: Tegangan kolektor
emiter dan bias terbuka.
·
VCBO: Tegangan kolektor
bias dan emiter terbuka.
·
VEBO: Tegangan emiter
bias dan kolektor terbuka.
·
IC: Arus kolektor.
·
ICM: Arus puncak
kolektor.
·
IBM: Arus puncak bias.
·
PTOT: Disipasi daya
total-ini biasanya untuk suhu sekitar25oC. Ini adalah nilai maksimum
dari daya yang didapat dengan aman.
·
ICBO: Arus cut off
kolektor bias.
·
IEBO: Arus cut off emiter
bias.
·
hFE: Peningkatan arus.
·
VCEsat: Tegangan saturasi
kolektor emiter.
·
VBEsat: Tegangan saturasi
bias emiter.
·
Cc: Kapasitas kolektor.
·
Ce: Kapasitas emiter.
Secara fungsinya transistor dapat
berfungsi sebagai saklar, kondisi ini setara dengan kondisi transistor pada
saat saturasi dan fungsi lain dari transistor adalah sebagai penguat sinyal
yakni sama dengan kondisi transistor pada saat transistor dalam keadaan mode
kerja aktif.
Transistor BC547 merupakan transistor tipe
NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay
tersebut akan memberikan kontak pada motor dc.
- Transistor JFET
FET adalah suatu semiconductor device
seperti halnya bipolar transistor. Perbedaan utamanya adalah arus yang melalui
device di-kontrol oleh tegangan. Sedangkan pada bipolar transistor, arus arus
yang melalui device di-kontrol oleh arus.
Apabila kita hubungkan tegangan bias dari
gate ke source dengan polaritas seperti diperlihatkan pada gambar 11.2 (a), VGG
= 1 Volt, maka akan menghasilkan tegangan gate-source VGS = -1 Volt. Sedangkan
pada drain kita berikan tegangan supply (VDD) yang dapat diatur besarnya
(variabel). Dengan mengatur VDD mulai dari nol sampai dengan nilai tertentu,
maka akan dihasilkan kurva karakteristik drain, seperti diperlihatkan pada
gambar 11.2 (b).
Sebaliknya jika tegangan bias dari gate ke
source (VGG) dapat diatur besarnya (variabel), sedangkan tegangan supply (VDD)
yang konstan besarnya, maka magnitudo arus drain (ID) akan berkurang dengan
pertambahan magnitudo dari VGS. Sehingga besarnya arus drain (ID) dikontrol
oleh besarnya tegangan gate-source (VGS), sebagaimana diilustrasikan pada
gambar 11.3.
4. Op-Amp LM741
Penguat operasional atau yang dikenal
sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki
fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp
memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi
keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan
dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.
Op-Amp
memiliki beberapa karakteristik, di antaranya:
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)
Rangkaian
dasar Op-Amp
Op Amp IC 741 adalah sirkuit
terpadu monolitik, yang terdiri dari Penguat Operasional tujuan umum. Ini
pertama kali diproduksi oleh semikonduktor Fairchild pada tahun 1963. Angka 741
menunjukkan bahwa IC penguat operasional ini memiliki 7 pin fungsional, 4 pin
yang mampu menerima input dan 1 pin output.
Op Amp IC 741 dapat memberikan
penguatan tegangan tinggi dan dapat dioperasikan pada rentang tegangan yang
luas, yang menjadikannya pilihan terbaik untuk digunakan dalam integrator,
penguat penjumlahan, dan aplikasi umpan balik umum. Ini juga dilengkapi
perlindungan hubung singkat dan sirkuit kompensasi frekuensi internal yang
terpasang di dalamnya.
Konfigurasi
PIN
Spesifikasi:
Respons
karakteristik kurva I-O:
5. Kapasitor
Kapasitor atau biasa disebut kondensator adalah komponen elektronik bersifat pasif yang dapat menyimpan muatan listrik sementara dengan satuan dari kapasitor adalah Farad.
Kapasitor ini terdari dua plat konduktor yang dipasang sejajar namun tidak bersentuhan.
Energi yang disimpan dalam kapasitor dapat di salurkan ke berbagai alat antara lain lampu flash camera, sirkuit elektronik, dan masih banyak lagi.
Dalam seni elektronik atau lambing dari kapasitor dalam bidang elektronik dapat disimbolkan dengan bentuk
Siapa yang sudah pernah melihat bentuk dari kapasitor? Kalau belum lihatlah gambar dibawah ada berbagai jenis kapasitor sebagai berikut.
Jenis Kapasitor
Kapasitor Keramik
Kapasitor Polyester
Kapasitor Elektrolit
Berbagai contoh diatas merupakan jenis jenis kapasitor. Dari berbagai jenis tersebut sebenarnya memiliki fungsi dan kemampuan yang sama yang membedakan dari berbagai kapasitor diatas adalah bahan pembuatnya.
Pada bagian dalam kapasitor itu dapat kita gambarkan seperti dua plat yang disusun berhadapan ataupun dua plat yang disusun seperti obat nyamuk.
Apakah kalian dapat membayangkannya? Kalu belum mari diperhatikan dengan seksama.
1. Dua plat disusun sejajar
2. Dua Plat disusun seperti obat nyamuk
Apakahkalian tau apa perbedaan baterai dan kapasitor?
Walaupun dua benda tersebut memiliki bentuk dan fungsi yang hamper sama, namun keduanya memiliki perbedaan.
Baterai merupakan penyimpan muatan listrik yang dapat juga digunakan sebagai sumber tegangan listrik.
Namun kapasitor hanya berfungsi sebagai penyimpan muatan listrik sementara dan tidakdapat difungsikan sebagai sumber tegangan listrik.
Suatu kapasitor memiliki nilai kapasitansi yang bergantung pada nilai Q (muatan listrik) dan V (tegangan listrik).
Besar nilai kapasitansi bergantung juga pada ukuran, bentuk, posisi kedua keeping sejajar dan materi yang memisahkan kedua plat tersebut.
Dari berbagai parameter tersebut kita akan mengetahui nilai kapasitansi dari kapasitor yang dirumuskan pada rumus kapasitor dibawah ini.
Rumus Kapasitor
Dalam materi ini ada berbagai fariabel yang perlu diperhatikan dan diketahui. Variable tersebut dapat kita ketahui dengan rumus rumus seperti dibawah ini.
1. Rumus Besar Nilai Kapasitansi
C = €A/d
Dimana
- C = nilai kapasitansi (F)
- A = luas plat sejajar (m2)
- d = jarak dua plat (m)
- € = permeabilitas bahan penyekat (C2/Nm2)
2. Beda Potensial Kapasitor
Q1 = Q2
C1V1 = C2V2
Dimana
- Q1 dan Q2 = Beda potensial Kapasitor
3. Energi Kapasitor
W = ½ Q2/C
W = ½ QV
W = ½ CV2
Dimana
- W = enegri kapasitor (J)
6. Relay
Relay adalah saklar elektro-magnetik yang
menggunakan tegangan DC rendah untuk menghidupkan dan mematikan suatu alat atau
sistem yang terhubung dengan tegangan DC yang tinggi atau tegangan AC.
Susunan relay yang paling sederhana terdiri atas kumparan kawat penghantar
yang dugulung pada inti besi. Susunan kontak relay, secara umum terdiri dari:
*
Normally Open (NO): posisi saklar berada pada keadaan terbuka saat relay dalam
keadaan tidak dialiri arus.
*
Normally Close (NC): posisi saklar berada pada keadaan tertutup saat
relay dalam keadaan tidak dialiri arus.
Berdasarkan pada prinsip dasar cara
kerjanya, relay dapat bekerja karena adanya medan magnet yang
digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberikan tegangan sebesar
tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya
arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai
elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO.
Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan
hilang sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak NC.
7.LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat
dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya
monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang
terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED
tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat
memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering
kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik
lainnya.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam
(bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai
perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan
pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.
Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil
telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu
tube.
Cara
Kerja LED (Light Emitting Diode)
Seperti dikatakan sebelumnya, LED
merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya
pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P)
dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri
tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor
yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan
proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan
ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan
karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju
atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron
pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang)
yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa
dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu
warna).
LED atau Light Emitting Diode yang
memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan
sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.
8. Sensor
- Vibration Sensor
Vibration sensor / Sensor getaran ini
memegang peranan penting dalam kegiatan pemantauan sinyal getaran karena
terletak di sisi depan (front end) dari suatu proses pemantauan getaran mesin.
Secara konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran
fisik menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya
berbentuk tegangan listrik. Pemakaian sensor getaran ini memungkinkan sinyal
getaran tersebut diolah secara elektrik sehingga memudahkan dalam proses
manipulasi sinyal, diantaranya:
- Pembesaran sinyal getaran
- Penyaringan sinyal getaran dari sinyal pengganggu.
- Penguraian sinyal, dan lainnya.
Sensor
getaran dipilih sesuai dengan jenis sinyal getaran yang akan dipantau. Karena
itu, sensor getaran dapat dibedakan menjadi:
- Sensor penyimpangan getaran (displacement transducer)
- Sensor kecepatan getaran (velocity tranducer)
- Sensor percepatam getaran (accelerometer).
Pemilihan
sensor getaran untuk keperluan pemantauan sinyal getaran didasarkan atas
pertimbangan berikut:
- Jenis sinyal getaran
- Rentang frekuensi pengukuran
- Ukuran dan berat objek getaran.
- Sensitivitas sensor
Berdasarkan
cara kerjanya sensor dapat dibedakan menjadi:
- Sensor aktif, yakni sensor yang langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa
perlu catu daya
(power supply) dari luar, misalnya Velocity Transducer.
- Sensor pasif yakni sensor yang memerlukan catu daya dari luar agar dapat
berkerja.
Grafik
perbandingan frekuensi dengan sensitivitas sensor getaran :
- Touch Sensor
Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah
sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada
dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada
lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga
sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi,
sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar
mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.
Simbol
Touch Sensor:
- Infrared sensor
Sistem sensor infra merah pada
dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara
receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang
dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah
tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima.Sensor infared terdiri dari led
infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto
transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima
sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
Prinsip
kerja sensor infrared
Gambar
Ilustrasi prinsip kerja sensor infrared
Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.
Prinsip kerja rangkaian sensor infrared
berdasarkan pada gambar 2. Adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh
fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra
merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith
closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat.
Rangkaian
dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan
fototransistor
Keadaan
Basis Mendapat Cahaya Infra Merah dan Berubah Menjadi Saklar (Switch Close)
Secara Sesaat
Grafik
Respon Sensor Infrared
Grafik
respon sensor infrared
Grafik menunjukkan hubungan antara
resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan
penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi
intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi
yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR
yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah
dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan,
semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari
IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.
- Sound SensorSensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik. Sensor suara ini digunakan untuk menghantarkan listrik berdasarkan pendeteksian suara untuk menghidupkan perangkat yang dihubungkan. Prinsip kerja sensor suara sederhana dan sangat mudah. Ia bekerja seperti telinga manusia. Modul sensor suara terdiri dari papan sirkuit kecil yang merupakan mikrofon 50 Hz-10 kHz dan beroperasi dengan modul detektor sensor untuk deteksi. Komponen sirkuit pemrosesan eksternal lainnya mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik.Komponen perangkat keras penting lainnya adalah pembanding presisi tinggi LM393N. Perangkat ini wajib mendigitalkan sinyal listrik ke keluaran digital D0. Untuk menyesuaikan sensitivitas output digital D0, modul sensor suara berisi potensiometer bawaan. Sensor suara berisi mikrofon yang disebut mikrofon kondensor dengan 2 pelat bermuatan - satu adalah diafragma dan yang lainnya adalah pelat belakang. Pelat ini tampak seperti kapasitor. Jika sinyal suara (bertepuk tangan, membentak, mengetuk, alarm) atau sinyal audio bergerak melalui udara dan mengenai diafragma mikrofon, maka jarak antara 2 pelat bermuatan berubah karena getaran diafragma.Oleh karena itu perubahan kapasitansi antara pelat ini menghasilkan sinyal listrik keluaran. Sinyal keluaran ini sebanding dengan sinyal suara masukan yang diterima mikrofon. Terakhir, sinyal keluaran diperkuat oleh amplifier dan didigitalkan untuk menentukan intensitas sinyal suara yang masuk.
Grafik Respon Sensor Suara
- Sensor Jarak GP2D12
Penggunaan sensor GP2D12 ini tidak ada
perlakuan khusus dalam proses pembacaannya, sehingga apabila ada
mikrokontroler yang sudah terdapat ADC (Seperti Atmega8535) di dalam maka
sensor jarak ini tinggal dihubungkan dan dibaca tegangan keluarannya.
ATmega8535 merupakan salah satu jenis dari mikrokontroler AVR buatan ATMEL yang
mempunyai 8 channel ADC (Analog to Digital Converter) dengan resolusi
10bit. Maksudnya adalah mikrokontroler ini mampu untuk diberi masukan tegangan
analog sampai 8 saluran secara bersamaan dengan ketelitian sampai 10 bit,
sehingga pemakaian sensor jarak GP2D12 pada mikrokontroler ini maksimal adalah
8 buah.
Adapun prinsip kerja sensor sharp GP2D12
ini menggunakan prinsip pantulan sinar infra merah. Dalam aplikasi ini nilai
tegangan keluran dari sensor yang berbanding terbalik dengan hasil pembacaan
jarak dikomparasi dengan tegangan referensi komparator. Prinsip kerja dari
rangkaian komparator sensor sharp GP2D12 adalah jika sensor mengeluarkan
tegangan melebihi tegangan referensi, maka keluaran dari komparator akan
berlogika rendah. Jika tegangan referensi lebih besar dari tegangan sensor maka
keluaran dari komparator akan berlogika tinggi. Selain menggunakan
komparator, untuk mengakases sensor jarak sharp GP2D12 dapat dengan
menggunakan prinsip ADC, atau dengan kata lain mengolah sinyal analog dari
pembacaan sensor sharp GP2D12 ke bentuk digital dengan bantuan
pemrograman.
GP2D12 (Infrared Range Detector) adalah
sensor jarak yang berbasikan infrared, sensor ini dapat mendeteksi obyek
dengan jarak 8 sampai 80 cm. Output dari GP2D12 adalah berupa tegangan analog.
Agar GP2D12 dapat berhubungan dengan mikrokontroller di perlukan ADC (Analog to
Digital conventer) yang berfungsi untuk mengkonversi output dari GP2D12 yang
berupa analog menjadi digital.
Grafik
respon sensor GP2D12:
- Sensor MQ-7
Sensor MQ-7 merupakan sensor gas yang digunakan dalam peralatan untuk mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari-hari, industri, atau mobil. Fitur dari sensor gas MQ-7 ini adalah mempunyai sensitivitas yang tinggi terhadap karbon monoksida (CO), stabil, dan berumur panjang. Sensor ini menggunakan catu daya heater : 5V AC/DC dan menggunakan catu daya rangkaian : 5 VDC, jarak pengukuran : 20 - 2000 ppm untuk ampuh mengukur gas karbon monoksida.Sensor gas MQ-7 disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi kerak yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Pemanas menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk pekerjaan komponen sensitif. Sensor Gas MQ-7 dibuat dengan 6 pin, 4 dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan 2 lainnya digunakan untuk menyediakan arus pemanasan.Cara kerjanya sesuai gambar di bawah ini, yaitu hambatan muka Rs sensor diperoleh melalui sinyal yang dipengaruhi oleh tegangan output yang terkena beban RL yang terhubung secara seri. Ketika sensor mendeteksi adanya gas CO, pengukuran sinyal output pada sensor akan diperoleh setelah heater bekerja dalam beberapa saat (2,5 menit dari tegangan tinggi ke tegangan rendah).
Berdasarkan kerja grafik respon MQ-7 di bawah ini memiliki sensitivitas tinggi dan respon cepat terhadap gas karbon monoksida dan Hidrogen sehingga saat kadar gas CO dan H2 lebih banyak terkontaminasi di suatu ruangan laboratorium, maka resistansi pada sensor gas MQ-7 akan semakin mengecil, sehingga respon sensor MQ-7 akan aktif mengumpankan tegangan untuk mengaktifkan pengaman tanda bahaya akibat kontaminasi gas beracun. Keluaran dari sensor MQ7 berupa sinyal analog.
Grafik Respon Sensor Gas MQ-5
- Prosedur
- Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
- Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
- Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
- Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
- Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja
Dimana ketika hewan terdeteksi getaran oleh sensor maka logistednya bernilai 1, lalu maka menghasilkan tegangan output sebesar 5 volt, dikarenakan op amp bertindak sebagai voltage follower maka tegangan input sama dengan tegangan out put jadi pada output tegangan pada op amp berniali 5 v juga, lalu tegangan mengalir ke melalui R3 lalu menuju ke kaki base transistor, tipe transistornya adalah emitter stabilizer-bias. Dikarenakan vbe lebih dari 0.6v, jadi relay aktif dan menyebabkan seitch bergeser hingga loop pada relay akan tertutup. Tertutupnya loop dari relay maka arus mengalir dari kutub positif baterai menuju motor sehingga motor tersebut bergerak dan kunci pada perangkap akan terkunci secara otomatis
FILE RANGKAIAN & VIDEO SIMULASI:
Download Rangkaian [klik disini]
Download Video Touch sensor [klik disini]
Download Video Sound sensor [klik disini]
Download Video Gas sensor [klik disini]
Download Video Infrared sensor [klik disini]
Download Video Vibration sensor [klik disini]
Download Video Analog sensor [klik disini]
FILE LIBRARY SENSOR:
Download Library Sensor GAS MQ-7 CO2 [klik disini]
Download Library Sensor TOUCH [klik disini]
Download Library Sensor INFRARED [klik disini]
Download Library Sensor LDR [klik disini]
Download Library Sensor SOUND [klik disini]
Download Library Sensor VIBRATION [klik disini]
FILE DATASHEET:
Datasheet Voltmeter DC [klik disini]
Datasheet LED [klik disini]
Datasheet Dioda [klik disini]
Datasheet Resistor [klik disini]
Datasheet NPN [klik disini]
Datasheet Relay [klik disini]
Datasheet Buzzer [klik disini]
Datasheet DC Motor [klik disini]
Datasheet Potensiometer [klik disini]
Datasheet Sound Sensor [klik disini]
Datasheet Touch sensor [klik disini]
Datasheet SW-420 [klik disini]
Datasheet MQ-7 [klik disini]
Datasheet infrared [klik disini]
Datasheet GP2D120 [klik disini]
Datasheet Battery [klik disini]
Datasheet Op-Amp 741 [klik disini]
.png){kind=logo}
Komentar
Posting Komentar