Aplikasi Gerbang Logika

Aplikasi Gerbang Logika

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Prosedur percobaan

5. Gambar Rangkaian

6. Video Rangkaian 

7. Link Download

1. Tujuan [Kembali]

    - Untuk mengetahui Aplikasi gerbang logika

    - Untuk mengetahui prinsip kerja dari gerbang logika

2. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat

a. batterai

 

        Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

        b. Volmeter

        Volmeter merupakan suatu alat yang dimanfaatkan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya bentuk penyusunan paralel berdasarkan pada tempat komponen listrik hendak diukur.

        c. Power

    Power Supply merupakan suatu perangkat keras (hardware) pada komponen elektronika yang mempunyai fungsi sebagai supplier arus listrik dengan terlebih dahulu merubah tegangannya dari AC jadi DC yang kemudian diubah menjadi daya atau energi yang dibutuhkan komponen-komponen pada komputer seperti motherboard, CD Room, Hardisk, dan komponen lainnya.

        d. Ground

    Grounding atau pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.

        Bahan

a. Resistor

    stor

 

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

        b. Transistor

               

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

karakteristik ransistor:

1. DC current gain maksimal 800

2. Arus colector continu (Ic) 100 mA

3. Tegangan base emitter (Vbe) 6V

4. Arus base maksimal 5mA

        c. Motor DC

                                                                 

                                            

 Motor DC adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC idisebut sebagai Motor Arus Searah.

                                                    

        d. Sensor PIR 

      

 

Sensor PIR dapat mendeteksi infrared yang berasal dari daerah sekelilingnya. Infrared passive bisa disebabkan karena suhu tubuh manusia ataupun benda lainnya, sehingga jika ada sesuatu yang mendekati sensor PIR, otomatis sensor ini akan ON atau mendeteksi adanya infrared passive. Prinsip seperti itulah yang dimanfaatkan untuk mendeteksi pergerakan manusia.  

Karakteristik sensor PIR:

1) Bekerja dengan membaca radiasi optik yang dipancarkan suatu benda dan mengubahnya dalam besaran listrik.

2) Jangkauan jarak sensor PIR 30 cm-10 m

3) Sensor PIR hanya bekerja pada beda yang dapat memiliki gelombang infrared antara 8-14 mikrometer. 

4) Menangkap energi panas denga besar suhu kira-kira 32℃

    e. Relay

 

Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan   menggunakan listrik. Relay disebut sebagai komponen electromechanical karena terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak saklar atau mekanikal.

        f. Sensor Infrared

 

Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infrared terdiri dari Led infra red sebagai pemancar(transmitter) dan pada bagian penerima(receiver) terdapat photodioda,phototransistor. Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat.

• 5VDC Operating voltage

• I/O pins are 5V and 3.3V compliant

• Range: Up to 20cm

• Adjustable Sensing range

• Built-in Ambient Light Sensor

• 20mA supply current

• Mounting hole

        g. 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.

        h. Gerbang logika

            1. gerbang logika AND

AND adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0 apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya output berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1.

simbol gerbang and pada proteus:

  

karakteristik gerbang and:

Gerbang AND memiliki karakteristik logika di mana jika input yang masuk adalah bernilai 0, maka hasil outputnya pasti akan bernilai 0. Jika kedua input diberi nilai 1, maka hasil output akan bernilai 1 pula.

        2. Gerbang logika NAND

Gerbang NAND adalah kombinasi dari gerbang AND serta gerbang NOT. Yang mana telah menghasilkan kebalikan dari input atau keluaran gerbang AND.

        Gerbang NAND tersebut akan menghasilkan keluaran atau output logika nol ketika semua input atau masukkan pada logika satu. Selain itu, jika terdapat sebuah input atau masukkan yang memiliki nilai logika nol maka akan menghasilkan keluaran atau output logika satu. Contoh simbol, Z = XY (variabel input XY diberi lambang minus di atasnya).

       Karakteristik Gerbang NAND 

        

    Gerbang NAND memiliki karakteristik yaitu memiliki dua atau lebih sinyal masukkan namun hanya memiliki satu sinyal keluaran. Sifat gerbang NAND ini adalah apabila memiliki sinyal keluaran rendah (0), maka semua sinyal masukkan harus dalam keadaan lebih tinggi (1). 

3.  Dasar Teori [Kembali]

Sensor Infrared(IR)

Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infrared terdiri dari Led infra red sebagai pemancar(transmitter) dan pada bagian penerima(receiver) terdapat photodioda,phototransistor. Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat.

Konfigurasi pin infra red (IR) receiver atau penerima infra merah tipe TSOP adalah output (Out), Vs (VCC +5 volt DC), dan Ground (GND). Sensor penerima inframerah TSOP ( TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules ) memiliki fitur-fitur utama yaitu fotodiode dan penguat dalam satu chip, keluaran aktif rendah, konsumsi daya rendah, dan mendukung logika TTL dan CMOS. Detektor infra merah atau sensor inframerah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) adalah penerima inframerah yang telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz, sehingga penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 dan 1. Jika detektor inframerah (TSOP) menerima frekuensi carrier tersebut, maka pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut, maka keluaran detektor inframerah (TSOP) akan berlogika 1.

Prinsip Kerja :

 

Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Ketika IR LED mencarkan radiasi cahaya,radiasi tersebut akan mencapai objek dan beberapa radiasi cahaya akan dipantukan kembali ke Penerima photodiode, Berdasarkan intensitas yang diterima oleh photodiode maka output dari sensor dapat ditentukan.

Grafik diatas menunjukkan hubungan anrara resistansi dan jarak untuk sensitivitas antara transmitter dan reciever. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah yang keluar dari pemancar. semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR reciever yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan IR trasmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR transmitter.

• Resistor
  

 

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.

 

 

 

 

 

• Transistor

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Fitur:
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

 

Datasheet Transistor BC548 dan BC547

 

 

Grafik Respon :

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

 

Rumus transistor NPN:

 

Sensor PIR

Sensor PIR bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar infrared pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar infrared inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupaka inti dari sensor PIR sehingga menyebabkan Pyroelectric sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

 

Sensor PIR dapat mendeteksi infrared yang berasal dari daerah sekelilingnya. Infrared passive bisa disebabkan karena suhu tubuh manusia ataupun benda lainnya, sehingga jika ada sesuatu yang mendekati sensor PIR, otomatis sensor ini akan ON atau mendeteksi adanya infrared passive. Prinsip seperti itulah yang dimanfaatkan untuk mendeteksi pergerakan manusia.  

Karakteristik sensor PIR:

1) Bekerja dengan membaca radiasi optik yang dipancarkan suatu benda dan mengubahnya dalam besaran listrik.

2) Jangkauan jarak sensor PIR 30 cm-10 m

3) Sensor PIR hanya bekerja pada beda yang dapat memiliki gelombang infrared antara 8-14 mikrometer. 

4) Menangkap energi panas dengan besar suhu kira-kira 32℃

Relay

Relay bisa juga dijabarkan ѕеbаgаі ѕuаtu alat atau komponen elektro-mekanik уаng digunakan untuk mengoperasikan seperangkat kontak saklar, dеngаn memanfaatkan tenaga listrik ѕеbаgаі sumber energinya.

Dеngаn memanfaatkan lilitan atau coil (koil) berintikan besi уаng dialiri arus listrik, tentunya аkаn menghasilkan medan magnet pada ujung inti besi ара bіlа koil dialiri arus listrik.Medan magnet/energi magnet tersebutlah уаng digunakan untuk mengerjakan saklar nantinya.

Saklar уаng digerakkan (secara mekanis) оlеh daya/energi listrik.Jadi secara sederhana dараt disimpulkan bаhwа Relay аdаlаh Komponen Elektronika berupa Saklar Elektronik уаng digerakkan оlеh arus listrik.Adapun Pengertian dari Relay adalah Relay adalah Saklar (Switch) yang cara pengoperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).

 

simbol relay

Cara Kerja Relay

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

1. Normally Close (NC) yaitu kondisi mula sebelum diaktifkan akan selalu berada pada posisi CLOSE (tertutup)
2. Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada pada posisi OPEN (terbuka)
   

sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang memiliki fungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila suatu Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan muncul gaya Elektro-magnet yang lalu menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO).

Posisi dimana Armature tersebut berada pada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Ketika saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan balik lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.Arti Pole dan Throw pada RelayKarena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay.

 Batterai

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.

Baterai primer (sekali pakai) digunakan satu kali kemudian dibuang; bahan elektrode berubah secara ireversibel selama pelepasan. Contoh umum adalah baterai alkaline yang digunakan untuk senter dan banyak perangkat elektronik portabel. Baterai sekunder (dapat diisi ulang) dapat habis dan diisi ulang beberapa kali menggunakan arus listrik yang diterapkan; komposisi asli dari elektrode dapat dikembalikan dengan arus balik. Contohnya termasuk baterai asam timbal yang digunakan dalam kendaraan dan baterai ion-litium yang digunakan untuk elektronik portabel seperti laptop dan ponsel.

Kutub yang bertanda positif menandakan bahwa memiliki energi potensial yang lebih tinggi daripada kutub bertanda negatif. Kutub bertanda negatif adalah sumber elektron yang ketika disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi ke peralatan eksternal. Ketika baterai dihubungkan dengan rangkaian eksternal, elektrolit dapat berpindah sebagai ion didalamnya, sehingga terjadi reaksi kimia pada kedua kutubnya. Perpindahan ion dalam baterai akan mengalirkan arus listrik keluar dari baterai sehingga menghasilkan kerja. Meski sebutan baterai secara teknis adalah alat dengan beberapa sel, sel tunggal juga umumnya disebut baterai.

Baterai hadir dalam berbagai bentuk dan ukuran, dari sel miniatur yang digunakan untuk alat bantu dengar dan arloji hingga kecil, sel tipis yang digunakan dalam ponsel cerdas, hingga baterai asam timbal besar atau baterai litium-ion dalam kendaraan, dan pada ukuran paling besar, bank baterai besar seukuran ruangan yang menyediakan daya siaga atau darurat untuk pertukaran telepon dan pusat data komputer.

Prinsip operasi

Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit.

Tiap sel setengah memiliki gaya gerak listrik (GGL), ditentukan dari kemampuannya untuk menggerakan arus listrik dari dalam ke luar sel. GGL bersih sebuah sel adalah perbedaan GGL masing-masing sel setengah. Maka, jika elektrode memiliki GGL  dan , maka GGL bersihnya adalah . Dengan kata lain, GGL bersih adalah perbedaan antara potensial reduksi reaksi setengah.

Perbedaan potensial  pada kutub baterai dikenal dengan (perbedaan) tegangan kutub dan diukur dalam volt. Tegangan kutub sebuah sel yang tidak sedang diisi ulang atau dipakai disebut tegangan rangkaian terbuka dan sama dengan GGL sel. Karena adanya resistensi dalam,tegangan kutub pada sel yang dipakai lebih kecil daripada tegangan rangkaian terbuka dan ketika sel diisi ulang, akan lebih besar daripada tegangan rangkaian terbuka.

Sebuah sel ideal memiliki resistensi dalam yang dapat diabaikan, maka sel tersebut akan menjaga tegangan terminal konstan sebesar  sampai habis, kemudian turun menjadi nol. Jika sel menjaga 1,5 volt dan menyimpan muatan satu coulomb maka pada pelepasan total akan menghasilkan 1,5 joule kerja. Pada sel sebenarnya, resistensi dalam akan meningkat ketika melepas muatan (discharge) dan tegangan rangkaian terbuka juga menurun ketika melepas muatan. Jika tegangan dan hambatan diplot terhadap waktu, maka grafiknya biasanya berbentuk kurva.

Tegangan yang muncul melewati kutub sel tergantung dari energi yang dilepas dari reaksi kimia pada elektrode dan elektrolit. Sel baterai alkalin dan baterai seng karbon memiliki sifat kimia yang berbeda, tetapi menghasilkan GGL yang sama berkisar 1,5 volt. Begitu juga sel NiCd dan NiMH memiliki sifat kimia yang berbeda namun menghasilkan GGL sama sekitar 1,2 volt.

Besar energi yang dapat disimpan baterai dipengaruhi oleh dua hal, yaitu tegangan baterai yang bersatuan volt dan kapasitas baterai yang bersatuan Ah. Energi yang disimpan (Wh) = Tegangan baterai (V) x Kapasitas baterai (Ah).

Tegangan baterai sendiri secara teoretik hanya dipengaruhi oleh tipe materialnya. Misal, pada baterai zink klorida, tidak peduli berapapun ukuran baterai, tegangannya ialah 2,12 V. Lalu, kapasitas baterai dipengaruhi oleh ukuran baterai, atau lebih akurat adalah massa material aktif/elektrode yang ada di baterai tersebut.

Namun begitu, secara praktikal besar energi spesifik (energi/gram) yang dapat disimpan jauh lebih rendah daripada teoretik. Hal ini disebabkan terdapat komponen-komponen dalam baterai yang menambah berat baterai yaitu elektrolit, separator, current collector, kontainer, terminal, seal, dll.

Lalu, terdapat faktor seperti penurunan tegangan yang terjadi karena tiga hal. Yang pertama adalah terdapat hambatan dalam baterai yang disebabkan oleh hambatan ionik dari elektrolit dan juga hambatan elektronik dari komponen aktif baterai. Yang kedua adalah adanya polarisasi aktivasi, yaitu polarisasi yang terjadi karena reaksi elektrokimia pada permukaan elektrode. Yang ketiga adalah polarisasi konsentrasi, yaitu polarisasi yang terjadi karena perbedaan konsentrasi reaktan dengan produk pada elektrode yang disebabkan oleh transfer muatan.

Hingga saat ini, baterai sekunder atau isi ulang yang paling umum digunakan di handphone, laptop, maupun mobil listrik ialah baterai litium ion dengan elektrolit cair berupa LiPF6. Elektrolit tersebut sebenarnya memiliki tingkat keamanan yang relatif rendah dibanding karena sifatnya yang mudah bereaksi dengan udara dan terbakar.

Oleh karena itu, saat ini sedang dikembangkan elektrolit padat yang memiliki tingkat keamanan lebih tinggi. Sayangnya, konduktivitas ionik elektrolit padat masih secara umum di bawah elektrolit cair. Dengan begitu, hambatan dalam yang akan dimiliki oleh baterai dengan elektrolit padat secara umum lebih besar dan penurunan tegangan yang akan terjadi juga semakin besar.

7. Motor DC

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.

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi  sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.

Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.

Bentuk dan Simbol 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), Armature Winding (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.

 8. 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.

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

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).

 Gerbang NAND

Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran Logika 0 apabila semua Masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1.

        Gerbang NAND tersebut akan menghasilkan keluaran atau output logika nol ketika semua input atau masukkan pada logika satu. Selain itu, jika terdapat sebuah input atau masukkan yang memiliki nilai logika nol maka akan menghasilkan keluaran atau output logika satu. Contoh simbol, Z = XY (variabel input XY diberi lambang minus di atasnya).

       Karakteristik Gerbang NAND 

        

    Gerbang NAND memiliki karakteristik yaitu memiliki dua atau lebih sinyal masukkan namun hanya memiliki satu sinyal keluaran. Sifat gerbang NAND ini adalah apabila memiliki sinyal keluaran rendah (0), maka semua sinyal masukkan harus dalam keadaan lebih tinggi (1). 

Gerbang and

 

Tabel kebenaran

A	B	Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Gerbang AND memiliki karakteristik logika di mana jika input yang masuk adalah bernilai 0, maka hasil outputnya pasti akan bernilai 0. Jika kedua input diberi nilai 1, maka hasil output akan bernilai 1 pula. Logika gerbang AND bisa diumpamakan sebagai sebuah rangkaian dengan dua buah saklar yang disusun secara seri. Jika salah satunya memutuskan hubungan rangkaian, maka hasil yang dikeluarkan dari rangkaian tersebut adalah 0. Tidak peduli saklar manapun yang diputuskan maka hasil akhirnya adalah 0. Ketika kedua buah saklar terhubung dengan rangkaian bersamaan, maka hasil akhirnya barulah bernilai 1.

4. Prosedur Percobaan [Kembali]

Untuk membuat rangkaian bel dan pintu otomatis, langkah-langkah yang dilakukan adalah

        a. Cari semua komponen yang dibutuhkan

        b. Menyusun semua komponen yang di butuhkan di proteus

        c. Setelah semua rangkaian tersusun, sambungkan rangkaian

        d. setelah semua rangkaian tersusun, jalankan rangkaian.

 

5. Gambar Rangkaian [Kembali]

Prinsip kerja

Saat logicstate berlogika 1, atau sensor mendeteksi adanya suara. tegangan sebesar 5 V keluar dari output dan masuk ke kaki gerbang and u1. lalu arus yang masuk ke R1 terus ke base transistor Q1 terus ke emitor dan ke ground. Tegangan pada Q1 lebih besar tegangan daritegangan VBE nya, yaitu 0,78 V maka Q1 on, karena Q1 on arus mengalir dari power suply menuju ke relay sehingga switch berpindah ke kiri dan relay akan on,  dari relay arus mengalir ke kaki kolektor Q1 menuju ke emitor lalu ke ground. Karena relay on dan switchnya berpindah ke kiri, arus mengalir ke battrai dan dari battrai menuju ke motor sehingga motor bergerak dan bel berbunyi. Dari battrai arus mengalir ke R3 terus ke LED sehingga LED juga menyala.

Saat logicstate berlogika 1, atau sensor mendeteksi adanya sentuhan, dengan tegangan sebesar 5V keluar dari output dan masuk ke kaki gerbang nand U2. Karena kaki gerbang nand berlogika 1 maka output dari gerbang nand berlogika 0, jika gerbang kaki gerbang nand berlogika 1 maka output dari gerbang nand berlogika 1 maka relay tidak on. Arus mengalir ke resistor R4 terus ke base transistor Q2 lalu menuju ke emitor dan ke ground. Tegangan pada Q2 lebih besar daripada VBE nya, yaitu 0,78 V maka Q2 on. Karena Q2 nya on arus dari power suply menuju ke relay sehingga switch pada relay berpindah ke kiri dan relay akan on, dari relay arus mengalir ke kaki kolektor Q2 menuju ke emitor lalu ke ground . Karena relay on dan switch berpindah ke kiri, Arus mengalir ke battrai dan dari battrai masuk ke motor sehingga motor bergerak dan pintu terbuka. Dari battrai arus juga mengalir ke R5 terus ke LED  sehingga LED menyala. 

6. Video Rangkaian [Kembali]

7. Link Download [Kembali]

Gambar Rangkaian klik disini

Video Rangkaian klik disini

Datasheet

        - Resistor klik disini

        -Transistor klik disini

        -Library PIR klik disini

        -Sensor PIR klik disini

        -Library infrared klik disini

        -Sensor Infrared klik disini

        -Led klik disini

        -Baterai klik disini

        -Gerbang logika AND klik disini

        -Gerbang logika NAND klik disini

        -Motor klik disini

Materi klik disini