Aplikasi Encoder, Decoder, dan Muxdemux
ATAP JEMURAN OTOMATIS
1. TUJUAN (kembali)
Mengetahui dan memahami sensor LDR dan Rain Sensor
Mengetahui prinsip kerja sensor LDR dan Rain Sensor
Mengaplikasikan sensor LDR dan Rain Sensor sebagai atap ruang jemuran otomatis
2. ALAT DAN BAHAN (KEMBALI)
2.1. Alat : (KEMBALI)
1. Power supply
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
Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik.
2.2. Bahan : (KEMBALI)
1. 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 dipakai:
a. Resistor 10k
b. Resistor 1k
2. Dioda
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.
3. OP AMP
Operational Amplifier atau Op-Amp adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat sinyal input baik DC maupun AC.
4.Transistor(BC547)
Spesifikasi Transistor:
Data Sheet Transistor
Grafik respon
5. Gerbang Logika OR (IC 7432)
Gerbang OR atau disebut juga "OR GATE" adalah jenis gerbang logika yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Meskipun memiliki pengertian yang sama dengan gerbang OR tapi memiliki perbedaan pada simbol dan tabel kebenaran.
Konfigurasi pin IC 7432:
Data Sheet IC 7432:
6. Gerbang Logika XOR ( IC 4030)
Gerbang logika XOR adalah singkatan dari EXclusive OR gate yang outputnya hanya akan bernilai logika 1 jika salah satu input X atau Y dalam keadaan bernilai logika 1, ketika semua inputnya dalam keadaan logika 0 atau dalam keadaan logika 1 maka output akan tetap logika 0.
Konfigurasi pin IC 4030:
7. Logicstate
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
8. 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.
Konfigurasi Pin :
Pin 1 : Electrical contact
Pin 2 : Electrical contact
9. Sensor Rain
Rain sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi hujan turun atau tidak. Intinya sensor ini jika terkena air pada papan sensornya maka resistansinya akan berubah, semakin banyak semakin kecil dan sebaliknya.
Konfigurasi pin:
1. VCC: 5V DC
2. GND: ground
3. DO: high/low output
4. AO: analog output
Spesifikasi
1. Mengadopsi bahan dua sisi RF-04 berkualitas tinggi
2. Area: pelat nikel 5cm x 4cm di samping
3. Anti-oksidasi, anti-konduktivitas, dengan waktu penggunaan yang lama
4. Potensiometer menyesuaikan sensitivitas
5. Tegangan bekerja 5V
6. Format keluaran: Output switching digital (0&1) dan output tegangan analog AO
7. Ukuran PCB papan kecil: 3,2 cm x 1,4 cm
8. Menggunakan komparator LM393 tegangan lebar
Data Sheet Sensor Hujan
10. 7 Segment Anoda
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:
11. IC Counter (IC74193)
Sedangkan IC 74193 adalah IC up/down counter yang mencacah dari 0000 s/d 1111 biner atau 0 s/d 15 desimal. Untuk memudahkan pemilihan operasi apakah pencacah naik atau pencacah turun maka dibuat suatu rangkaian kendali yang memanfaatkan gerbang-gerbang logika.
Konfigurasi pin IC 74193:
12. Decoder (IC 7447)
IC 7447, merupakan IC TTL Decoder BCD to 7 Segment. IC ini berfungsi untuk mengubah kode bilangan biner BCD (Binary Coded Decimal) menjadi data tampilan untuk penampil/display 7 segment yang bekerja pada tegangan TTL (+5 volt DC).
konfigurasi pin:
Data Sheet Decoder:
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.
14. Motor DC
Digunakan untuk output dari rangkaian dan berjalan jika sensor infrared berlogika 1
Grafik Motor DC
15. Lamp
Lampu adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaliuran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya
Spesifikasi :
Lampu yang digunakan memiliki tegangan sebesar 12 V.
3. DASAR TEORI (KEMBALI)
1. Resistor
Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya resistor nilai tetap (fixed resistor), resistor variabel (variabel resistor), thermistor, dan LDR.
Cara membaca nilai resistor
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor
2. 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.
3. OP-AMP
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, 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)
Rangkaian Dasar OP AMP
a. OP AMP Inverting
Penguatan yang outputnya berbeda fasa 180° dengan inputnya, bila input positif maka output akan menjadi negatif.
Vout = - (Rf / R1) Vin
b. OP AMP Non Inverting
Penguatan yang outputnya sama dengan input yaitu tidak ada pembalikan fasa.
Vout = Vin (1 + Rf / Rin)
4. Transistor
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 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 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)
5. Gerbang Logika OR (IC 7432)
Gerbang Logika OR memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan 1 Keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran 1 jika salah satu dari Masukan bernilai Logika 1 dan apabila pada gerbang OR menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.
Tabel kebenaran pada tabel diatas menggambarkan fungsi OR inklusi. Gerbang OR memilki keluaran (ouput) bernilai RENDAH bila semua masukan (input) adalah bernilai RENDAH. Kolom keluaran pada tabel memperlihatkan bahwa hanya baris 1 pada tabel kebenaran OR yang menimbulkan keluaran 0, sedangkan semua baris lain menimbulkan keluaran 1.
6. Gerbang Logika XOR ( IC 4030)
Gerbang Ex-OR adalah kombinasi dari gerbang-gerbang logika yang komplek yang digunakan untuk membentuk rangkaian logika aritmatika, komparator dan rangkaian untuk mendeteksi error.
Gerbang logika Ex-OR disimbolkan seperti pada gambar berikut ini.
Dalam bentuk aljabar Boolean, logika Ex-OR dapat dituliskan seperti berikut ini.
rumus exor
atau dapat juga aljabar boolean untuk Ex-OR dijabarkan sebagai berikut ini:
rumus exor2
Tabel kebenaran untuk logika Ex-OR adalah
Gerbang logika Ex-OR biasanya digunakan untuk membuat rangkaian operasi aritmatika dan perhitungan khusus Adder dan Half-Adder. Gerbang logika Ex-OR dapat berfungsi sebagai “carry-bit” atau sebagai kontroller inverter, di mana salah satu input melewatkan data biner dan input lainnya berfungsi sebagai pemberi signal kontrol.
IC gerbang logika Ex-OR antara lain :
IC TTL seri 74LS86 Quad 2 input Ex-OR
IC CMOS seri 4030 Quad 2 input EX-OR
7. 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.
8. Sensor Rain
Sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Dipasaran sensor ini dijual dalam bentuk module sehingga hanya perlu menyediakan kabel jumper untuk dihubungkan ke mikrokontroler atau Arduino.
Prinsip kerja dari module sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.
Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter.
Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.
Spesifikasi sensor hujan :
a. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya
· b.Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi
· c.Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V
· d. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil
· e.Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA
· f. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya
· g.Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor
· h.Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)
· i. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm
9. Sensor LDR
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenainya. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Nilai resistansi dari LDR bergantung pada intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya (siang hari) yang mengenainya, maka semakin kecil nilai resistansinya. Sebaliknya semakin rendah
intensitas cahaya (malam hari) yang mengenainya, maka semakin besar nilai resistansinya.
Secara umum, sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm saat intensitas cahaya rendah (malam hari) dan akan menurun menjadi 500 Ohm saat intensitas cahaya tinggi (siang hari).Umumnya sensor LDR digunakan pada rangkaian lampu otomatis pada rumah, taman, dan jalan raya.
Karakteristik sensor LDR
-Laju Recovery
Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.
-Respon Spektral
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantaryang baik.
Kurva antara intensitas cahaya dan resistansi:
karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :
1. Tegangan maksimum (DC): 150V
2. Konsumsi arus maksimum: 100mW
3. Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
4. Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
5. Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
6. Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius
10. 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
11. IC Counter (IC74193)
Pencacah naik (atau kadang disebut pencacah maju) adalah pencacah yang urutan pencacahannya dari kecil ke besar, sedangkan sebaliknya pencacah turun (atau kadang disebut pencacah mundur) mencacah dari nilai tinggi ke rendah.
Untuk keperluan praktis, terdapat dua jenis IC pencacah naik dan turun yang sering digunakan yaitu IC 74192 dan 74193. IC counter 74192 adalah decade up/down counter yang mencacah dari nilai 0000 s/d 1001 biner atau 0 s/d 9 desimal. Sedangkan IC 74193 adalah IC up/down counter yang mencacah dari 0000 s/d 1111 biner atau 0 s/d 15 desimal.
12. Decoder (IC 7447)
IC BCD 7447 merupakan IC yang bertujuan mengubah data BCD (Binary Coded Decimal) menjadi suatu data keluaran untuk seven segment. IC 7447 yang bekerja pada tegangan 5V ini khusus untuk menyalakan seven segment dengan konfigurasi common anode. Sedangkan untuk menyalakan tampilan seven segment yang bekerja pada konfigurasi common cathode menggunakan IC BCD 7448.
IC ini sangat membantu untuk meringkas masukan seven segmen dengan jumlah 7 pin, sedangkan jika menggunakan BCD cukup dengan 4 bit masukan. IC BCD bisa juga disebut dengan driver seven segment. Berikut konfigurasi Pin IC 7447.
Konfigurasi Pin Decoder:
a. Pin Input IC BCD, memiliki fungsi sebagai masukan IC BCD yang terdiri dari 4 Pin, nama pin masukan BCD dilangkan dengan huruf kapital yaitu A, B, C dan D. Pin input berkeja dengan logika High=1.
b. Pin Ouput IC BCD, memiliki fungsi untuk mengaktifkan seven segmen sesuai data yang diolah dari pin input. Pin output berjumlah 7 pin yang namanya dilambangkan dengan aljabar huruf kecil yaitu, b, c, d, e, f dan g. Pin Output bekerja dengan logika low=0. Karena itulah IC 7447 digunakan untuk seven segment common anode.
c. Pin LT (Lamp Test) memiliki fungsi untuk mengaktifkan semua output menjadi aktif low, sehingga semua led pada seven segmen menyala dan menampilkan angka 8. Pin LT akan aktif jika diberi logika low. Pin ini juga digunakan untuk mengetes kondisi LED pada seven segment.
d. Pin RBI (Ripple Blanking Input) memiliki fungsi untuk menahan data input (disable input), pin RBI akan aktif jika diberi logika low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
e. Pin RBO (Ripple blanking Output) memiliki fungsi untuk menahan data output (disable output), pin RBO ini akan aktif jika diberikan logika Low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
Pada aplikasi IC dekoder 7447, ketiga pin (LT, RBI dan RBO) harus diberi logika HIGH=1 agar tidak aktif. Baik IC 7447 atau 7448 pada bagian output perlu dipasang resistor untuk membatasi arus yang keluar sehingga led pada seven segment bekerja secara optimal. Berikut ini rangkaian IC dekoder 7448 untuk konfigurasi seven segment common cathode.
13. 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
14. Motor DC
Prinsip Kerja 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.
15. Lampu 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.
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).
4. PERCOBAAN (KEMBALI)
4.1. 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 OR, XOR, dan Sensor Rain, LDR resistor , IC 74193 ,seven segment, decoder, 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
4.2. Rangkaian Simulasi (KEMBALI)
Kondisi dimana seseorang belum meletak kan pakaian untuk dijemur pada atap jemuran otomatis maka terlihat seven segment menampilkan 0
Kondisi dimana pakaian telah diletakkan pada atap jemuran otomatis lalu sensor LDR mendeteksi adannya cahaya matahari maka IC74193 memulai coutdown dari 6 untuk membukak atap jemuran. Akan tampil pada seven segment angka 1 yang menandakan hari panas.
Kondisi dimana jika hari hujan maka sensor rain akan berlogika 1 sehingga menyalakan buzzer dan menutup atap jemuran yang dicounter down dengan IC74193 dimulai dari angka 3. Akan tampil pada seven segment angka 2 yang menandakan hari hujan.
Pada saat kita menjemur pakaian pada ruang jemuran dengan atap ruang jemurannya otomatis maka apabila terdeteksi cahaya matahari maka sensor LDR akan terkena cahaya yang mengakibatkan resistansinya menjadi kecil. Arus mengalir dari battery menuju ke sensor LDR dan terukur tegangan output sensor sebesar 8.80 V. Arus juga menuju ke R1 dan akan masuk juga ke rangkaian op amp non inverting yang mana terjadi penguatan sebesar 1.2x sehingga tegangan outputnya menjadi 10.6 V. Lalu di umpankan ke gerbang XOR yang mana inputnya berlogika 1 dan 0 yang akan menghasilkan output berlogika 1. Lalu dihambat arus yang sebesar dari gerbang XOR dengan R4 10k sehingga tegangan basis transistor menjadi 0.81 V yang sudah mengaktivkan transistor Q1. Karena transistor Q1 aktiv maka arus akan mengalir dari battery menuju relay lalu terus ke kaki collector transistor dank e grounding. Karena tegangan relay cukup maka coil relay berpindah ke kiri sehingga menggerakan motor yang dianalogika sebagai pembuka atap jemuran otomatis. Disini juga digunakan IC 74193 sebagai coutdown pembuka atap jemuran yang mana menghitung dari decimal 6 sampai 0 lalu atap jemuran akan terbuka otomatis. Sehingga akan muncul angka decimal 1 pada seven segment dari hasil decoder yang mana menandakan hari panas.
Pada saat hari hujan maka sensor rain akan berlogika 1 yang mana outputnya diumpankan ke gerbang OR yang menghasilkan ouput berlogika 1 karena inputnya berlogika 1 dan 0. Untuk meredam arus yang tinggi masuk transistor dari gerbang OR maka digunakan R8 10k sehingga terukur tegangan basis transistor Q2 4.13V yang mana sudah mengaktifkan transistor Q2. Karena transistor Q2 aktiv maka arus mengalir dari battery menuju relay lalu masuk ke kaki collector transistor dan menuju grounding. Karena relay mendapatkan tegangan yang cukup maka coil relay berpindah ke kiri yang menghidupkan buzzer sebagai penanda hujan dan motor sebagai penutup tap jemuran otomatis. Disini juga digunakan IC 74193 sebagai coutdown pembuka atap jemuran yang mana menghitung dari decimal 3 sampai 0 lalu atap jemuran akan tertutup otomatis. Sehingga akan muncul angka decimal 2 pada seven segment dari hasil decoder yang mana menandakan hari hujan.
Download Datasheet Rain sensor
Download Data SheetTransistor BC547
Data Sheet Gerbang XOR (IC 4030)
Data Sheet Gerbang OR(IC 7432)
Download Data Decoder (IC7447)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar