tugas besar Parkir otomatis bawah tanah

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan
2. Tujuan
3. Alat dan Bahan
4. Dasar Teori
5. Percobaan

a. Prosedur Percobaan
b. Rangkaian Simulasi
c. Prinsip Kerja

Sistem Parkir Otomatis atau disebut juga Sistem Manless merupakan perlengkapan pada gedung parkir maupun peralatan palang parkir yang dilengkapi dengan pintu gerbang masuk tempat pengambilan karcis/tanda masuk parkir demikian juga pada pintu keluar. pada pintu keluar diperiksa karcis parkirnya dan besaran biaya yang dikenakan kepada pemarkir serta pembayarannya.

Pada tempat parkir modern, pengoperasian tempat parkir dapat dilakukan tanpa petugas di gardu masuk maupun keluar. kendaraan dapat dilengkapi dengan suatu perangkat elektronik yang mengidentifikasi kendaraan yang masuk ke area parkir, membuka palang parkir secara otomatis demikian juga pada saat keluar.

Dengan menerapkan Sistem Parkir Otomatis ini ( Manless ) maka akan semakin memudahkan dan menambah keuntungan bagi pengelola parkir, baik pengelola parkir gedung komersil, perumahan ataupun perkantoran.

2. Tujuan [Kembali]

1. Dapat memahami sistem rangkaian aplikasi parkir otomatis menggunakan sensor infrared, sensor touch, dan PIR sensor.

2. Mengaplikasikan rangkaian aplikasi parkir otomatis kedalam software proteus

3. Untuk dapat mengetahui penggunaan aplikasi parkir otomatis

4. Untuk dapat lebih memahami karakteristik parkir otomatis

5. Untuk menyelesaikan tugas besar yang diberikan Bapak Dr. Darwis

3. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Alat

1) Baterai

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.

2) DC Voltmeter

Dc voltmeter berfungsi mengukur tegangan pada rangkaian

B. Bahan

1) Resistor

Resistor fungsinya untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

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), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.

2. Dioda

Dioda mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

3) Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

4) OP-Amp

Op-Amp adalah singkatan dari Operational Amplifier. Merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. IC Op-Amp adalah piranti solid-state yang mampu mengindera dan memperkuat sinyal, baik sinyal DC maupun sinyal AC. Op amp berfungsi sebagai pengindra dan penguat sinyal masukan baik DC maupun AC juga sebagai penguat diferensiasi impedansi masukan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah. OpAmp banyak dimanfaatkan dalam peralatan-peralatan elektronik sebagai penguat, sensor, mengeraskan suara, buffer sinyal, menguatkan sinyal, mengitegrasikan sinyal. Selain itu digunakan pula dalam pengaturan tegangan, filter aktif, intrumentasi, pengubah analog ke digital dan sebaliknya.

5) Ground

Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting.

Komponen Input

1) Sensor Infrared

Sensor Infrared merupakan komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. 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.

Konfigurasi pin:

2) Sensor Touch

Touch sensor merupakan sebuah lapisan penerima input dari luar monitor. Input dari touchscreen adalah sebuah sentuhan, maka dari itu sensornya juga merupakan sensor sentuh. Sensor Sentuh berfungsi ketika ada sentuhan tangan manusia yang mengenai sensor.

FITUR DAN SPESIFIKASI :

* Operating voltage 2.0V~5.5V

* Operating current @VDD=3V, no load, SLRFTB=1

* The response time max about 60mS at fast mode, 220mS at low power mode @VDD=3V

* Sensitivity can adjust by the capacitance (0~50pF) outside

* Have two kinds of sampling length by pad option (SLRFTB pin)

* Stable touching detection of human body for replacing traditional direct switch key

* Provides Fast mode and Low Power mode selection by pad option (LPMB pin)

* Provides direct mode ‘toggle mode by pad option (TOG pin), Open drain mode by bonding option, OPDO pin is open drain output, Q pin is CMOS output

* All output modes can be selected active high or active low by pad option (AHLB pin)

* Have the maximum on time 100sec by pad option (MOTB pin)

* Have external power on reset pin (RST pin)

* After power-on have about 0.5sec stable-time, during the time do not touch the key pad, And the function is disabled

* Auto calibration for life and the re-calibration period is about 4.0sec, when key has not be touched

3) PIR Sensor

Spesifikasi :
- Deteksi sudut 120 derajat.
- Kisaran deteksi 7m.
- Ukuran: 32x24mm
- Output sinyal switch TTL output sinyal tinggi (3.3 V), output sinyal rendah (0.4 V).
- Waktu pemicu dapat disesuaikan 0,3 detik hingga 10 menit.
- Umum digunakan dalam perangkat anti-pencurian dan peralatan lainnya.
- Modul telah dipaksa untuk mengatur bekerja memicu dapat digunakan kembali
- Tegangan kerja 4,5 untuk 20V

4). Loadcell

Sensor load cell adalah jenis sensor beban yang banyak digunakan untuk mengubah beban atau gaya menjadi perubahan tegangan listrik. Perubahan tegangan listrik tergantung dari tekanan yang berasal dari pembebanan. Pada sensor load cell terdapat strain gauge yaitu komponen elektronika yang digunakan untuk mengukur tekanan. Strain gauge dikonfigurasikan menjadi rangkaian jembatan wheatstone. Jembatan wheatstone terdiri dari empat buah resistor yang dirangkai seri dan paralel.

Spesifikasi:

5) Logicstate

Logicstate berfungsi menandakan sensor aktif atau tidak.

6) Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya

Komponen Output

1) LED

Fungsi utama LED dalam dunia elektronika sebagai indikator

Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

Infra merah : 1,6 V.
Merah : 1,8 V – 2,1 V.
Oranye : 2,2 V.
Kuning : 2,4 V.
Hijau : 2,6 V.
Biru : 3,0 V – 3,5 V.
Putih : 3,0 – 3,6 V.
Ultraviolet : 3,5 V.

2) Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara.

3) 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.

4) Relay

Relay adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyambung dan memutuskan arus listrik dalam sebuah rangkaian. Karena fungsi relay tersebut, itulah mengapa komponen yang satu ini juga disebut sebagai saklar.

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi atau solenoid di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kotak saklar akan menutup. Pada saat rus dihentikan, gaya magnet akan dihentikan, gaya magnet akan hilang. Tuas akan kembali ke posisi semuladan kontak saklar kembali terbuka.relay biasanya digunakan untuk menggerakan arus atau tegangan yang besar

Pada dasarnya relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu:

Electromagnet
Armature
Switch contact point (saklar)
Spring

Kontak poin relay terdiri atas dua yaitu :

Normally close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi close
Normally open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi open

4. Dasar Teori [Kembali]

1. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.

Simbol Resistor Sebagai Berikut :

Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.

Kapasitas Daya Resistor

Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.

Nilai Toleransi Resistor

Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).

Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%.

Jenis-Jenis Resistor

Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film.

Resistor Kawat (Wirewound Resistor)

Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.

Resistor Arang (Carbon Resistor)

Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.

Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)

Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.

Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor)

Resistor Tetap(Fixed Resistor)

Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti :

Metal Film Resistor
Metal Oxide Resistor
Carbon Film Resistor
Ceramic Encased Wirewound
Economy Wirewound
Zero Ohm Jumper Wire
S I P Resistor Network

Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)

Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu :

Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis
Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah “Trimer Potensiometer atau VR”
Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain.
LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut.

Jenis-jenis resistor tetap dan variable diatas akan dibahas lebih detil dalam artikel yang lain.

Menghitung Nilai Resistor

Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable.

Kode Warna Resistor

Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :

Resistor Dengan 4 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

Resistor Dengan 6 Cincin Warna

Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.

Kode Huruf Resistor

Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor.

Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :

R, berarti x1 (Ohm)
K, berarti x1000 (KOhm)
M, berarti x 1000000 (MOhm)

Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :

F, untuk toleransi 1%
G, untuk toleransi 2%
J, untuk toleransi 5%
K, untuk toleransi 10%
M, untuk toleransi 20%

Rumus Resistor:

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, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

Dimana V adalah tegangan, I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan

Mencari resistansi total dalam rangkaian dapat menggunakan :

Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

2. Dioda

Dioda atau disebut juga sinyal dioda adalah komponen dasar semikonduktor aktif yang hanya bisa mengalirkan arus satu arah saja (forward bias) yaitu dari arah positip (Anoda) ke arah negatif (Katoda) namun memblok arus untuk arah sebaliknya. Dalam rangkaian elektronika dioda diibaratkan sebagai kran/katup listrik satu arah. Dioda memiliki dua elektroda yaitu elektroda positip (Anoda) dan elektroda negatif (Katoda). Secara umum dioda biasa dipakai untuk merubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) atau disebut sebagai Rectifier.

Dioda dibuat dari bahan semikonduktor seperti germanium (Ge), Silicon (Si) dan galium arsenide (GaAs), sifat listrik pada jenis material tersebut ialah menengah atau dengan kata lain tidak baik sebagai konduktor dan tidak baik juga sebagai insulator, sifat ini dinamakan semikonduktor.

Material semikonduktor memiliki sangat sedikit "elektron bebas" karena molekul atomnya terkumpul bersama dalam bentuk pola kristal yang sering disebut "kisi kristal". Untuk meningkatkan daya hantar listrik pada material ini maka perlu dicampurkan "kotoran atom" pada struktur kristalnya sehingga menghasilkan lebih banyak elektron bebas dan lubang atom. Untuk menghasilkan sisi Negatif (katoda) pada dioda maka material semikonduktor biasanya dicampurkan kotoran atom dengan bahan seperti: Arsenik, Antimony atau Fosfor. dan untuk menghasilkan sisi positip (Anoda) dicampur dengan kotoran atom dari bahan Aluminium, Boron atau Galium.

JENIS DAN SIMBOL DIODA

Seperti penjelasan diatas, Jenis dioda tergantung dari bahan material yang dipakai saat pembuatannya, dibawah ini adalah contoh gambar dan simbol dari jenis-jenis dioda:

1. Dioda Silicon

Terbuat dari bahan Germanium, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,7V, pada rangkaian elektronika biasa dipakai sebagai penyearah (rectifier). Contoh dioda Germanium adalah: 1N4000 series dan 1N5000 series dll.

2. Dioda Germanium

Terbuat dari bahan Silicon, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,3V. Biasa diaplikasikan sebagai dioda penyearah. contoh dioda silicon adalah: IN4148 atau 1N914 dll.

3. Dioda Zener

Terbuat dari bahan silikon, dioda zener atau sering disebut juga "breakdown diode" berfungsi sebagai pembatas tegangan pada rangkaian, atau dengan kata lain dioda zener adalah komponen regulator tegangan sederhana. dioda zener memiliki rating tegangan antara 1 sampai ratusan volt dengan daya mulai dari 1/4w.

4. Light Emitting Diode atau LED

Adalah jenis dioda yang dapat mengeluarkan cahaya, LED yang banyak dipasaran berbentuk kubah bulat dan juga kotak persegi dengan variasi warna merah, kuning, hijau, biru atau putih. batas arus maksimum LED adalah 20mA. dan memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) antara 1,2v sampai 3,6v tergantung dari jenis warna LED.

5. Dioda Schottky

disebut juga dioda power memiliki drop tegangan maju (forward bias) yang rendah, namun rating arus dan tegangannya tinggi. Biasa dipakai sebagai penyearah pada frekuensi tinggi, sering dipakai pada rangkaian pengisian battre, AC Rectifier dan Inverter.contoh untuk dioda schotky adalah 5819 atau 58xx dll.

3. Transistor

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

1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

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

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:

Simbol Transistor NPN BC547

Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

Rumus dari Transitor adalah :

hFE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor

iB = perubahan arus basis

hFE = arus yang dicapai

Rumus dari Transitor adalah :

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Pemberian bias

Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu:

1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.

2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.

3. Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE.

Sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.

4. Voltage-divider Bias adalah arus bias didapatkan dari tegangan di R2 dari hubungan VCC seri dengan R1 dan R2 seperti gambar 61. Untuk mencari arus IB maka dilakukan perubahan rangkaian dengan memakai metoda thevenin sehingga menghasilkan rangkaian pengganti seperti gambar 62.

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

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)

1. Detektor Non Inverting

Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti gambar 78.

2. Non Inverting Amplifier

Rangkaian non inverting amplifier (tidak membalik) adalah seperti gambar 122, input dimasukkan ke kaki non inverting sehingga tegangan output yang dihasilkan sefasa dengan tegangan input. Untuk mencari turunan penguatan tegangan ACL maka rangkaian dimisalkan dahulu dengan input dc positif, seperti gambar 123.

3. Voltage Follower

Rangkaian voltage follower atau buffer dimana ACL = 1, adalah seperti pada gambar 129.

Syarat op-amp ideal adalah Ed= 0 maka VO = Vi sehingga ACL= Vo/Vi=1

4. Different Amplifier

Rangkaian Diferential Amplifier adalah menghasilkan selisih

dari dua input yang satu diinputkan ke kaki invertingdanyang satu lagi diinputkan ke kaki non inverting seperti terlihat pada gambar132 diatas.

5. 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.

Simbol di proteus

6. 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.

Simbol di proteus

7. Power Supply

Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika. Power supply atau catu daya adalah suatu alat atau perangkat elektronik yang berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC untuk memberi daya suatu perangkat keras lainnya. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Power supply/unit catu daya secara efektif harus mengisolasi rangkaian internal dari jaringan utama, dan biasanya harus dilengkapi dengan pembatas arus otomatis atau pemutus bila terjadi beban lebih atau hubung singkat. Bila pada saat terjadinya kesalahan catu daya, tegangan keluaran DC meningkat di atas suatu nilai aman maksimum untuk rangkaian internal, maka daya secara otomatis harus diputuskan.

Simbol di proteus

8. Motor DC

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/directunidirectional.

Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

Simbol motor DC di proteus:

8. Potensiometer

Struktur Potensiometer beserta Bentuk dan Simbolnya

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

- Penyapu atau disebut juga dengan Wiper

- Element Resistif

- Terminal

Jenis-jenis Potensiometer

Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu :

- Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.

- Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.

- Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.Jenis-jenis Potensiometer

Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer

Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).

Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).

Fungsi-fungsi Potensiometer

Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :

Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.

Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply

Sebagai Pembagi Tegangan

Aplikasi Switch TRIAC

Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser

Sebagai Pengendali Level Sinyal

9. Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

9. Buzzer

A. Konfigurasi PIN Buzzer

1	Positif	Diidentifikasi dengan simbol (+) atau kabel terminal yang lebih panjang. Dapat didukung oleh 12V DC
2	Negatif	Diidentifikasi oleh kabel terminal pendek. Biasanya terhubung ke ground sirkuit

B. Spesifikasi Buzzer

1. Rated Voltage : 12V

2. DC Operating Voltage : 4 to 8V

3. DC Rated Current* : ≤30mA

4. Sound Output at 10cm* : ≥85dB

5. Resonant Frequency : 2300 ±300Hz

6. Tone : Continuous

7. Operating Temperature : -25°C to +80°C

8. Storage Temperature : -30°C to +85°C

9. Weight : 2g

*Value applying at rated voltage (DC)

SENSOR

1) PIR Sensor

Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) adalah sebuah sensor yang biasa digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia. Sensor PIR adalah sebuah sensor yang menangkap pancaran sinyal inframerah yang dikeluarkan oleh tubuh manusia maupun hewan. Sensor PIR dapat merespon perubahan- perubahan pancaran sinyal inframerah yang dipancarkan oleh tubuh manusia.

Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.

Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu:

a) Lensa Fresnel

Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.

b) IR Filter

IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.

c) Pyroelectric Sensor

Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32˚C, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

d) Amplifier

Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.

e) Komparator

Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.

Simulasi Gif kasar berikut menunjukkan bagaimana sensor PIR merespons manusia yang bergerak dan mengembangkan beberapa pulsa pendek dan tajam di seluruh output lead-nya untuk pemrosesan yang diperlukan atau memicu tahap relay yang dikonfigurasi dengan tepat

Simbol PIR Sensor :

2). Load Cell (indikator beban)

Spesifikasi (Jenis standar poliester yang didukung)
Rentang suhu -300C hingga + 800C
Panjang alat ukur 8 mm
Lebar alat ukur 2 mm
Faktor pengukur 2.1
Panjang alas (tipe tunggal) 13,0 mm
Lebar alas (tipe tunggal) 4,0 mm
Diameter dasar (mawar) 21,0 mm

Spesifikasi (Miniatur jenis yang didukung poliimida)
Kisaran suhu -30 ° C hingga + 180 ° C
Panjang pengukur 2mm_______ 5mm
Lebar pengukur 1,6 mm_____ 1,8 mm
Faktor pengukur 2.0 _________ 2.1
Panjang dasar (tipe tunggal) 6,0 mm_____ 9,0 mm
Lebar alas (tipe tunggal) 2,5 mm_____ 3,5 mm
Diameter dasar (mawar) 7,5 x 7,5 mm _12 x 12 mm

Prinsip Kerja:

Selama proses penimbangan akan mengakibatkan reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan gaya secara elastis. Gaya yang ditimbulkan oleh regangan ini dikonversi ke dalam sinyal elektrik oleh strain gauge (pengukur regangan) yang terpasang pada load cell.

Prinsip kerja load cell berdasarkan rangkaian Jembatan Wheatstone:

Lalu apa yang disebut strain gauge dan apa fungsinya?

Strain gauge adalah sebuah konduktor yang diatur sedemikian rupa dengan pola zig-zag dan terdapat di permukaan membrane. Ketika terjadi peregangan membrane, otomatis resistansinya mengingkat. Strain gauge berfungsi sebagai sensor untuk mengukur berat benda atau barang dalam ukuran besar. Umumnya sensor strain gauge ini terdapat pada jembatan timbang atau timbangan truk (truck scale).

Secara fisik strain gauge berupa grid metal foil cukup tipis yang melekat pada permukaan Load Cell. Akibat adanya beban di load cell maka terjadi strain lalu ditransmisikan ke foil grid. Tahanan dari foil grid ini mengalami perubahan dengan nilai sebanding strain induksi beban.

Umumnya strain gauge memiliki sensor tipe metal foil dimana proses photoeching kemudian membentuk konfigurasi grid. Prosiesnya sendiri sangat sederhana sehingga bisa dibuat beragam ukuran gauge maupun bentuk grid. Gauge memiliki ukuran terpendek 0.20 mm dan 102 mm untuk ukuran terpanjang. Untuk tahanan standar 350 ohm namun ada juga gauge dengan tahanan 500 ohm - 10.000 ohm untuk kepentingan khusus.

3). Touch Sensor

Spesifikasi:
> Konsumsi daya sangat sedikit
> Tegangan: 2-5.5V DC (optimal 3v)
> Dapat menggantikan fungsi tombol saklar
> Dilengkapi 4 buah lubang baut M2
> Ukuran: 24x24x7.2mm
> Output high VOH: 0.8VCC (typical)
> Output low VOL: 0.3VCC (max)
> Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V): 8mA
> Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V): 4mA
> Waktu respon (low power mode): max 220ms
> Waktu respon (touch mode): max 60ms

Konfigurasi PIN :

Sensor Sentuh

(Gambar 15. 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.

JENIS-JENIS SENSOR SENTUH

Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Capacitive Sensor bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.

(Gambar 16. jenis touch sensor)

Sensor Kapasitif

Sensor sentuh Kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer pada saat ini, hal ini dikarenakan Sensor Kapasitif lebih kuat, tahan lama dan mudah digunakan serta harga yang relatif lebih murah dari sensor resistif. Ponsel-ponsel pintar saat ini telah banyak yang menggunakan teknologi ini karena juga menghasilkan respon yang lebih akurat.

Berbeda dengan Sensor Resistif yang menggunakan tekanan tertentu untuk merasakan perubahan pada permukaan layar, Sensor Kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Layar sentuh sensor kapasitif ini terbuat dari bahan konduktif (biasanya Indium Tin Oxide atau disingkat dengan ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus ataupun sarung khusus yang memiliki sifat konduktif.

Pada saat jari menyentuh layar, akan terjadi perubahaan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh processor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Jadi perlu diperhatikan bahwa sentuhan kita tidak akan di respon oleh layar sensor kapasitif ini apabila kita menggunakan bahan-bahan non-konduktif sebagai perantara jari tangan dan layar sentuh tersebut.

Sensor Resistif

Tidak seperti sensor sentuh kapasitif, sensor sentuh resistif ini tidak tergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas pelat logam. Sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif ini dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan.

Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau celah yang sangat kecil. Dua lapisan konduktif (lapisan atas dan lapisan bawah) ini pada dasarnya terbuat dari sebuah film. Film-film umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga transparan (bening).

Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah sakelar, pada saat film lapisan atas mendapatkan tekanan tertentu baik dengan jari maupun stylus, maka film lapisan atas akan bersentuhan dengan film lapisan bawah sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu layar tersebut dan memberikan signal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.

4). Sensor Infrared

Spesifikasi dari Sensor Infrared :
· 5VDC Tegangan operasi
· Pin I / O memenuhi standar 5V dan 3.3V
· Rentang: Hingga 20cm
· Rentang penginderaan yang dapat disesuaikan·

Sensor Cahaya Sekitar bawaan
· Arus suplai 20mA
· Lubang pemasangan

Konfigurasi Sensor Infrared :

sensor infrared

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

grafik hubungan tengangan dengan jarak pada sensor infrared

SENSOR INFRARED FC-51

Modul sensor infrared FC-51 merupakan sebuah sensor yang bekerja untuk mendeteksi adanya hambatan yang berada didepan modul sensor. Modul sensor infrared FC-51 ini memiliki dua bagian utama yang terdiri dari IR transmitter dan IR receiver. Fungsi dari IR transmitter adalah bagian yang bertugas untuk memancarkan radiasi inframerah kepada sebuah objek ataupun hambatan. Sedangkan IR receiver merupakan bagian yang berfungsi untuk mendeteksi radiasi yang telah dipantulkan oleh objek yang berasal dari IR transmitter. Pada bagian IR transmitter ini tampilannya sama seperti LED pada umumnya, akan tetapi radiasi yang dipancarkan tidak dapat terlihat oleh mata manusia.

Bagian-bagian dari modul sensor infrared FC-5.

Selain terdapat IR transmitter dan juga IR receiver, Pada modul sensor infrared ini juga terdapat beberapa bagian yang berupa potensiometer, IC LM393, LED Obstacle dan juga LED power.

FITUR DAN SPESIFIKASI MODUL SENSOR INFRARED FC-51
Fitur :
-Ketika ada hambatan, lampu indikator hijau akan menyala
-Output level adalah digital output signal (LOW ketika mendeteksi hambatan)
-Jarak pendeteksian adalah 2 cm samapai dengan 30 cm
-Sudut pendeteksian adalah 35°
-Modul ini menggunakan komparator LM393
-Rentang jarak deteksi yang dapat disesuaikan melalui potensiometer. Ketika potensiometer diputar searah jarum jam maka berfungsi untuk meningkatkan jarak deteksi, dan apabila berlaanan arah jarum jam maka berfungsi mengurangi jarak deteksi.

Spesifikasi :
-Tegangan kerja 3-5 V DC
-Konsumsi arus pada 3,3V = 23 mA dan pada 5V = 43mA
-Ukuran board 3.2 x 1,4cm
-Lubang sekrup 3mm

Sensor infra red

Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. 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 1. 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.

Gambar 2. Rangkaian dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan fototransistor

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 seperti gambar 3:

Gambar 3. Keadaan Basis Mendapat Cahaya Infra Merah dan Berubah Menjadi Saklar (Switch Close) Secara Sesaat

Grafik Respon Sensor Infrared

Gambar 4. Grafik respon sensor infrared

5). Sensor UV

Sensor cahaya ultraviolet adalah sensor cahaya yang hanya merespon perubahan intensitas cahaya ultraviolet yang mengenainya. Sensor ini menerima input dalam bentuk intensitas cahaya ultraviolet dan menghasilkan output dalam bentuk perubahan besaran listrik.

Prinsip kerja sensor UV didasarkan pada radiasi sinar ultraviolet. Ketika sinar ultraviolet menyinari permukaan sensor, foton akan membangkitkan elektron, dan elektron ini akan diukur oleh sensor. Ada dua jenis sensor UV:

Sensor UV Fotodioda : Beroperasi dengan mengukur kekuatan arus yang dihasilkan saat cahaya ultraviolet mengenai fotodioda, untuk menentukan intensitas radiasi UV.
Sensor UV Fotosel : Beroperasi dengan mengukur perubahan resistansi yang disebabkan oleh sinar ultraviolet yang mengenai permukaan sensor, untuk menentukan intensitas radiasi UV.

Prinsip pengukuran sensor UV (Ultraviolet) didasarkan pada karakteristik radiasi sinar ultraviolet. Sinar ultraviolet memiliki rentang panjang gelombang 100 hingga 400 nm dan merupakan gelombang elektromagnetik berenergi tinggi dan berdaya tembus tinggi. Radiasi UV berdampak signifikan pada kesehatan manusia, dan paparan radiasi UV dalam jangka panjang dapat menyebabkan penyakit seperti kanker kulit dan bintik matahari. Oleh karena itu, sensor UV banyak digunakan dalam pemantauan lingkungan, pengukuran dosis radiasi UV, sterilisasi UV, dan bidang lainnya.

Spesifikasi:

· Vin : DC 5V 9V.

· Radius : 180 derajat.

· Jarak deteksi : 5 7 meter.

· Output : Digital TTL.

· Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.

· Berat : 10 gr.

6). Sensor Magnetic

Sensor Magnet atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap. Implementasi dari alat ini seperti, Pengukuran medan magnet berbasis komputer terdiri dari sensor medan magnet UGN3503, Op-Amp LM358 dan ADC 0804

Prinsip kerja : Sensor magnetik terdiri dari chip dengan komponen magneto resistif untuk mendeteksi vektor magnetik dan magnet untuk bias vektor magnetik yang dapat dikenali oleh komponen magneto resistif.

Chip yang digunakan dalam sensor dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan dalam vektor magnetik. Vektor ini mengamati aktivitas benda magnetik saat resistansi listrik komponen magneto-resistif berubah.

Bila bias vektor elektromagnetik terjadi karena magnet bekerja sama dengan badan magnet, maka akan terjadi gerakan di dalam chip sensor. Sensor dapat digunakan untuk mengaktifkan fungsi kompas di menu Navigasi.

Bahan magnetik lunak berperan penting dalam berbagai macam sensor yang memantau sifat magnetik, arus listrik, perpindahan, dan gaya mekanis. Bahan magnetik lunak yang paling populer yang digunakan dalam produksi sensor magnetik meliputi kristal, nanokristal, dan senyawa magnetik lunak polimorfik seperti paduan nikel-besi dan nikel-kobalt.

Spesifikasi:

Jenis reed: Normally Open
Tegangan kerja: 3.3-5v
Output: digital (0 dan 1)
Ukuran kecil: 3.2×1.4cm
Comparator: wide voltage LM393
Lobang baut: tersedia

Grafik respon sensor :

5. Percobaan [Kembali]

Prosedur Percobaan
- Siapkan alat dan bahan ( sensor, resistor, transistor, relay, buzzer ground, power supply, logicstate, led, baterai, voltmeter)
- letakkan alat dan bahan sesuai keinginan
- Sambung alat dan bahan
- Jalankan rangkaian

Simulasikan dengan how current use dan presentasikan (dapat dilihat pada video)

Prinsip kerja :

1. Mobil mendekati gerbang rumah (yg diletakkan sensor PIR) saat gelombang radiasi terhalang oleh bagian mobil, maka akan ada respon dari Sensor (logic state = 1) dengan output motor (membuka gerbang) dan nantinya tertutup kembali apabila mobil tidak menghalangi gelombang infrared yang di terima receiver

2. Saat mobil masuk, infrared sensor bekerja karna adanya gerakan dihasilkan dari mobil yang sedang hidup dengan output berupa lift yang akan membawa mobil turun

3. Loadcell menyebabkan lantai bergerak kebawah bila berat mobil mencukupi dan tidak akan bergerak jika beban berlebih ( 1.2 - 3 ton)

4. Saat lantai garasi turun, sensor magnet di atap mendeteksi bahan besi di ujung pintu geser, menyebabkan pintu tertutup otomatis. Setelah pintu rapat, motor listrik yang menggerakkan lantai berhenti bekerja.

6. Lama turunnya lantai kebawah di desain sedemikian rupa sehingga waktu yang diperlukan untuk sampai ke tanah juga sama ketika pintu garasi tertutup rapat

7. kemudian kita letakkan mobilnya di ruang bawah tanah tersebut

8. ketika hendak mengeluarkan mobil kembali, maka letakkan mobil di posisi kotak lantai yang bergerak, kemudian tekan touch sensor yang berada pada tiang dari lantai yang bergerak tersebut
ketika mobil sudah sampai diatas, infrared akan mendeteksi adanya mobil kembali, maka garasi terbuka

9. mobil siap digunakan kembali

Rangkaian simulasi

1). Sensor Touch

Ketika seseorang ingin memarkirkan mobil, Dia akan menekan tombol pengambilan karcis (touch pad) untuk mengambil karcis masuk garasi. Ketika touch sensor disentuh maka touch sensor akan mendeteksi adanya sentuhan. Hal ini membuat sensor touch yang awalnya berlogika nol menjadi berlogika satu, ini menandakan touch sensor sudah aktif. Output dari touch sensor masuk kekaki non inverting pada rangkaian Non-Inverting Amplifier sebagai sinyal input Amplifier sebesar 5 volt juga (Vin = 5 V). Pada rangkaian Non-Inverting Amplifier terjadi penguatan, dengan perhitungan Vout = (Rf/Ri+1)Vin. Dimana nilai Rf = 10k dan Ri = 10k sehingga jika dimasukkan kedalam rumus Vout = (10k/10k+1)5 = (1+1)5 = 2x5 = 10 Volt. Didapatkan nilai Vout melalui perhitungan sebesar 10 V. Hal ini juga bernilai sama dengan yang ditunjukan oleh voltmeter dibagian output rangkaian Non-Inverting Amplifier yaitu 10 V. Nilai Vout = 10 V menunjukan bahwa Op-Amp melakukan penguatan sebesar dua kali lipat dari sinyal awalnya dan tidak terjadi perubahan fasa. Setelah dari rangkaian Non-Inverting Amplifier, tegangan 10 V diumpankan ke resistor R10 yang sebesar 10k Ohm dan berlanjut ke transistor (fixed bias), maka ditransistor terukur tegangan Vbe = 0,80 Volt. Hal ini dapat menjadi indikator on atau offnya sebuah transistor. Oleh karena nilai Vbe melebihi 0,6 maka disini transistor berstatus on. Rangkaian dari transistornya berupa rangkaian fixed bias. Dengan adanya tegangan di Vbe atau tegangan masuk kekaki base sebesar 0,80 (transistor on) maka ada tegangan dari Vcc melewati relay terus melewati kolektor terus ke emitor. Dikarenakan ada arus yang melewati kumparan relay maka switch relay akan bergerak dari kanan kekiri. Dengan sendirinya ada terjadinya loop yang menghidupi motor. Dari batre B4 memberikan suply ke motor dan keindikator lap sehingga motornya hidup. Motor hidup dan motor akan mengeluarkan karcis dan menaikan mobil.

2). Sensor PIR

Ketika mobil melewati sensor PIR, sensor ini aktif dan mengeluarkan 5 volt. Tegangan 5 volt ini kemudian menjadi sinyal input ( $V_{in} = 5$ Volt) untuk rangkaian Voltage Follower. Pada rangkaian Voltage Follower, tegangan output ( $V_{o u t}$ ) secara ideal sama dengan tegangan inputnya ( $V_{o u t} = V_{in}$ ), sehingga $V_{o u t}$ tetap 5 Volt tanpa perubahan fasa. Tegangan 5 Volt ini selanjutnya diumpankan ke basis transistor dengan konfigurasi Self-Bias. Dengan adanya tegangan ini, $V_{BE}$ transistor terukur 0,84 Volt, yang nilainya melebihi ambang batas, membuat transistor berada dalam status ON. Transistor yang ON ini akan mengalirkan arus dari sumber daya melalui relay, menyebabkan kumparan relay aktif dan sakelar relay bergerak untuk menutup rangkaian motor. Dengan demikian, baterai $B_{3}$ memberikan suplai daya ke motor dan indikator, sehingga motor hidup dan menggerakkan pintu garasi hingga terbuka.

3). Sensor Vibration

Saat mobil menimbulkan getaran, sensor vibrasi akan aktif dan mengeluarkan tegangan 5 volt. Tegangan ini menjadi input bagi detektor non-inverting (komparator). Karena input (5V) lebih besar dari tegangan referensi (0V), output komparator akan langsung menuju tegangan saturasi positif Op-Amp (misalnya +12V atau +15V), sesuai dengan rumus $V_{o} = A_{O L} \cdot (V_{1} - V_{2})$ .

Tegangan saturasi dari komparator ini kemudian menggerakkan basis transistor emitter-stabilized bias. Dengan $V_{BE}$ terukur 0.89 Volt, transistor berada dalam kondisi ON. Transistor yang ON ini akan mengalirkan arus melalui relay, mengaktifkan kumparannya. Sakelar relay lalu menutup rangkaian motor, membuat motor hidup dan menurunkan mobil sambil menyalakan lampu indikator.

4). Sensor Infrared

Saat mobil menghalangi pancaran sinar inframerah dari sensor, sensor inframerah akan mendeteksi keberadaan mobil dan mengubah logikanya dari nol menjadi satu, menandakan sensor aktif. Ketika aktif, sensor inframerah akan mengeluarkan tegangan output sebesar 5 volt.

Tegangan 5 volt ini kemudian menjadi sinyal input ( $V_{in} = 5$ Volt) untuk rangkaian Inverting Amplifier. Pada rangkaian ini, terjadi penguatan tegangan dengan karakteristik pembalikan fasa, dihitung dengan rumus $V_{o u t} = - (R_{f} / R_{in}) V_{in}$ . Dengan nilai $R_{f} = 20 k Ω$ dan $R_{in} = 10 k Ω$ , perhitungan $V_{o u t}$ akan menjadi:

$V_{o u t} = - (20 k Ω/10 k Ω) \times 5 V = - 2 \times 5 V = - 10 V$

Didapatkan nilai $V_{o u t}$ sebesar -10V, yang juga akan ditunjukkan oleh voltmeter di bagian output rangkaian Inverting Amplifier. Nilai -10V ini menunjukkan bahwa Op-Amp melakukan penguatan sebesar 2 kali lipat dari sinyal awalnya, disertai perubahan fasa 180 derajat.

Setelah dari rangkaian Inverting Amplifier, tegangan -10V ini diumpankan ke resistor $R_{B}$ (misalnya $R_{B} = 10 k Ω$ ) yang terhubung ke basis transistor dengan konfigurasi voltage divider bias. Pada transistor, terukur tegangan $V_{BE} = 0.90$ Volt. Karena nilai $V_{BE}$ melebihi 0.6 Volt, ini mengindikasikan bahwa transistor berada dalam status ON. Dengan transistor yang ON, tegangan dari $V_{CC}$ akan melewati relay, kemudian melalui kolektor ke emitor. Arus yang mengalir melalui kumparan relay akan menyebabkan sakelar relay bergerak, menutup rangkaian yang menghidupkan motor. Baterai $B_{1}$ kemudian menyuplai daya ke motor dan indikator "lap", sehingga motor hidup dan membuka garasi parkir. Ketika sensor inframerah kembali off atau berlogika nol (mobil sudah parkir melewati sensor), motor akan menutup garasi parkir secara otomatis.

5). Sensor Loadcell

Sistem parkir ini menggunakan sensor load cell untuk mendeteksi keberadaan dan posisi mobil, serta mengatur alokasi parkir. Ketika mobil masuk ke area parkir dan menginjak sensor berat yang terletak di lantai, load cell akan mendeteksi adanya beban.

Sensor ini akan aktif jika beban terdeteksi lebih besar dari 12% (yang ditunjukkan oleh tegangan output 1.14 volt). Namun, jika beban kurang dari 12%, sistem akan menganggap parkiran kosong dan motor tidak akan hidup.

Pengendalian dengan Komparator dan Transistor

Tegangan output dari load cell (2.14 volt) kemudian diumpankan ke kaki non-inverting Op-Amp sebagai detektor non-inverting (komparator). Tegangan ini dibandingkan dengan tegangan referensi (V_{ref}) pada kaki inverting, yang diperoleh dari persentase pengaturan potensiometer dikalikan tegangan potensiometer. Karena tegangan pada kaki non-inverting lebih besar dari V_{ref}, output Op-Amp akan menjadi plus saturasi (+V_{sat}). Untuk Op-Amp 1458, seperti Op-Amp lainnya, penguatan open-loop (AOL) sangat besar (sekitar 100.000 kali), sehingga output akan mencapai tegangan saturasi $V_{s a t} = V_{s} - 2$ .

Arus dari output Op-Amp yang saturasi ini akan mengalir melalui resistor menuju kaki basis transistor. Tegangan pada kaki basis transistor terukur 0.85V, yang melebihi ambang batas, sehingga transistor menjadi ON. Transistor yang ON akan memungkinkan arus mengalir dari suplai daya ke relay, kemudian melalui kaki kolektor dan emitor ke ground. Arus pada relay ini akan mengaktifkan relay menjadi ON, menyebabkan sakelar relay bergeser. Ini akan menghubungkan baterai 12V ke motor, membuat motor hidup dan lampu indikator menyala.

Logika Alokasi Parkir

Ketika motor hidup, ini menandakan bahwa parkiran tersebut sudah terisi. Dengan demikian, sistem akan mencegah mobil lain untuk diarahkan ke parkiran yang telah terisi ini. Sistem juga memiliki fungsi pengaman: jika beban pada load cell kembali turun di bawah 12% (mobil keluar) atau naik di atas 30% (indikasi adanya kesalahan atau beban berlebih), motor akan mati kembali. Ini memastikan sistem bekerja secara efisien dan mencegah penggunaan parkir yang tidak semestinya..

6). Sensor magnetic

Sistem ini dirancang untuk menutup pintu garasi secara otomatis saat mobil sudah turun ke posisi bawah tanah, menggunakan kombinasi sensor magnet, penguat differensial, dan transistor PNP.

Ketika lantai garasi bergerak turun, sensor magnet yang terletak di atap garasi akan mendeteksi adanya bahan besi yang dipasang di ujung luar pintu geser. Deteksi ini menghasilkan dua sinyal tegangan yang berbeda, yang kemudian diumpankan ke rangkaian Op-Amp Diferensial.

Rangkaian Op-Amp Diferensial akan menguatkan perbedaan antara kedua sinyal input tersebut. Berdasarkan rumus yang Anda berikan:

$V_{O} = V_{O (n o n . in v . am p)} - V_{O (in v . am p)}$

$⟺ V_{O} = (\frac{R _{f}}{R _{i}} + 1) \cdot (\frac{R _{2}}{R _{1} + R _{2}} V_{1}) - \frac{R _{f}}{R _{i}} V_{2}$

Di mana $V_{1}$ dan $V_{2}$ adalah tegangan input yang berasal dari sensor magnet (atau dari rangkaian pembagi tegangan terkait sensor magnet), dan $R_{f}, R_{i}, R_{1}, R_{2}$ adalah resistor dalam konfigurasi penguat diferensial. Output $V_{O}$ dari penguat diferensial ini akan bernilai positif ketika perbedaan tegangan mencapai ambang batas yang menunjukkan pintu harus ditutup.

Output positif dari Op-Amp diferensial ini kemudian diumpankan ke basis transistor PNP yang diatur dengan emitter-stabilized bias. Karena ini adalah transistor PNP, tegangan basis ( $V_{B}$ ) harus lebih negatif daripada tegangan emitor ( $V_{E}$ ) untuk membuatnya ON (atau dengan kata lain, $V_{EB}$ harus melebihi sekitar 0.7V). Saat transistor PNP berada dalam kondisi ON, arus akan mengalir dari $V_{CC}$ (melalui emitter), melewati kolektor, dan kemudian ke kumparan relay.

Adanya arus yang mengalir melalui kumparan relay akan mengaktifkan relay, menyebabkan sakelar relay bergerak untuk menutup rangkaian motor. Motor listrik yang menggerakkan pintu garasi akan hidup, menyebabkan pintu garasi tertutup secara otomatis. Setelah pintu tertutup rapat, motor listrik akan berhenti bekerja, mengunci pintu dan menghemat daya.

Cari Blog Ini

Fadil2125