Kontrol Tank Air




 1. TUJUAN [kembali]

  •  Mengetahui pengaplikasian encoder-decoderr, mux-demux, dan aritmetik
  • Mengetahui cara membuat rangkaian pengontrol tanki air.
  • Dapat menjelaskan prinsip kerja alat pengontrol tanki air.


 2. ALAT DAN BAHAN [kembali]


  • ALAT

a. Baterai


 


       Baterai merupakan perangkat yang digunakan untuk memberi daya terhadap alat yang membutuhkan listrik. Baterai juga merupakan komponen elektronika penghasil sumber tegangan pada rangkaian. Semua baterai pada spesifikasinya juga pasti selalu terdapat spesifikasi arus yang biasanya diukur dengan satuan mili ampere hours atau disingkat mAH, spesifikasi menunjukkan seberapa lama baterai bisa digunakan pada beban / alat yang digunakan. Misalnya sebuah baterai 1900mAH bisa menyuplai 1900mA ke sebuah rangkain selama 1 jam sebelum akhirnya habis.

b. 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.

c. Generator DC


Generator DC atau generator arus searah (DC) adalah salah satu jenis mesin listrik, dan fungsi utama mesin generator DC adalah mengubah energi mekanik menjadi listrik DC Proses perubahan energi menggunakan prinsip gaya gerak listrik yang diinduksi secara energi.

     
  • BAHAN

    a. resistor

 

Specifications 
Resistance (Ohms)10K, 500K
Power (Watts)0.25W, 1/4W
Tolerance±5%
PackagingBulk
CompositionCarbon Film
Temperature Coefficient350ppm/°C
Lead Free StatusLead Free
RoHS StatusRoHS Compliant


        b. Transistor


            Image result for transistor npn   

A. Konfigurasi Pin
1. Collector
2.  Base
3. Emitter
B. Spesifikasi :
Transistor Type : NPN
Voltage – Collector Emitter Breakdown (Max) : 45 V
Current- Collector (Ic) (Max) : 100mA
Power – Max : 625 mW
DC Current Gain (hFE) (Min) @ Ic, Vce : 110 @ 2mA, 5V
Vce Saturation (Max) @ Ib Ic : 300mV, @ 5mA, 100mA
Frequency – Transition : 300MHz
Current- Collector Cutoff (Max) : -
Mounting Type : Through Hole
Package / Case : TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA) Formed Leads
Packaging : Tape & Box (TB
Lead Free Status : Lead Free
RoHs Status : RoHs Compliant


        c. Motor DC

                                                                

A. Konfigurasi PIN

No:

Pin Name

Description

1

Terminal 1

A normal DC motor would have only two terminals. Since these terminals are connected together only through a coil they have not polarity. Revering the connection will only reverse the direction of the motor.

2

Terminal 2

            

B. DC Motor Specifications

  • Standard 130 Type DC motor
  • Operating Voltage: 4.5V to 9V
  • Recommended/Rated Voltage: 6V
  • Current at No load: 70mA (max)
  • No-load Speed: 9000 rpm
  • Loaded current: 250mA (approx)
  • Rated Load: 10g*cm
  • Motor Size: 27.5mm x 20mm x 15mm
  • Weight: 17 grams
                                                
   d. Relay



 A. Konfigurasi PIN Relay

Nomor PIN

Nama Pin

Deskripsi

1

Coil End 1

Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground

2

Coil End 2

Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground

3

Common (COM)

Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol

4

Normally Close (NC)

Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu

5

Normally Open (NO)

Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu

B. Spesifikasi

  • Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
  • Trigger Current (Nominal current) : 70mA
  • Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
  • Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
  • Compact 5-pin configuration with plastic moulding
  • Operating time: 10msec Release time: 5msec
  • Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)

   

  e. LED




A. Konfigurasi pin
  • Pin 1 : Positive terminal of LED
  • Pin 2 : Negative terminal of LED

B. Spesifikasi
  • Superior weather resistance
  • 5mm Round Standard Directivity
  • UV Resistant Eproxy
  • Forward Current (IF): 30mA
  • Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
  • Reverse Voltage: 5V
  • Operating Temperature: -30℃ to +85℃
  • Storage Temperature: -40℃ to +100℃
  • Luminous Intensity: 20mcd


f. Sensor Water


Water level meter controller yang bisa mendeteksi volume air, tinggi air, serta kualitas air di dalam tangki, sungai, danau, dan sejenisnya dengan akurat dan mudah. Karakteristiknya perangkat ini dipakai pada tangki air guna memberitahu suasana air pada tangki dan bakal secara otomatis mematikan ataumengobarkan pompa air andai keadaan air nyaris penuh atau nyaris habis.Dan juga, dipakai sebagai unsur dari sistem peringatan dini (early warning system) pada sebuah danau, sungai, waduk, dan sebagainya.Bagi mendeteksi arus, ketinggian, dan debit air andai mengalamipenambahan ataupun penurunan yang langsung diantarkan ke operator pemantau guna di analisa dan dilaporkan.

g. Sensor Infrared




  • Spesifikasi

    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

    Size: 50 x 20 x 10 mm (L x B x H)

     Hole size: φ2.5mm
  • Grafik Respon

                       
h. Sensor touch


  •  Spesifikasi :

    Operating voltage 2.0V~5.5V
    Operating current @VDD=3V, no load
    At low power mode typical 1.5uA, maximum 3.0uA
    The response time max 220mS at low power mode @VDD=3V
    Sensitivity can adjust by the capacitance(0~50pF) outside
    Stable touching detection of human body for replacing traditional direct switch key
    Provides Low Power mode
    Provides direct mode、toggle mode by pad option(TOG pin) Q pin is CMOS output
    All output modes can be selected active high or active low by pad option(AHLB 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 at low power mode the re-calibration period is about 4.0sec normally, when key detected touch and released touch, the auto re-calibration will be redoing after about 16sec from releasing key
    The sensitivity of TTP223N-BA6 is better than TTP223-BA6’s. but the stability of TTP223N-BA6 is worse than TTP223-BA6’s.

  • Konfigurasi Pin :

* Pin 1 : Vcc

* Pin 2 : Gnd

* Pin 3 : Vout
  • grafik respon



l. 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.


J. 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

K. Rain sensor


       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

Spesifikasi :

1.  Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya

2.  Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi

3.  Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V

4.  Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil

5.  Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA


L. Op-Amp


A. Konfigurasi pin

Pin-1 dan pin-8 adalah o / p dari komparator
Pin-2 dan pin-6 adalah pembalik i / id
Pin-3 dan pin-5 adalah non inverting i / id
Pin-4 adalah terminal GND
Pin-8 adalah VCC +

B. Spesifikasi

  • Ini terdiri dari dua op-amp internal dan frekuensi dikompensasi untuk gain kesatuan
  • Gain tegangan besar adalah 100 dB
  • Lebar pita lebar adalah 1MHz
  • Jangkauan pasokan listrik yang luas termasuk pasokan listrik tunggal dan ganda
  • Rentang catu daya tunggal adalah dari 3V ke 32V
  • Jangkauan pasokan listrik ganda adalah dari + atau -1.5V ke + atau -16V
  • Penyaluran arus pasokan sangat rendah, yaitu 500 μA
  • 2mV tegangan rendah i / p offset
  • Mode umum rentang tegangan i / p terdiri dari ground
  • Tegangan catu daya dan diferensial i / p tegangan serupa ayunan tegangan o / p besar

M. Dioda


A. Konfigurasi pin

Nomor Pin

Nama Pin

Deskripsi

1

Anoda

Arus selalu Masuk melalui Anoda

2

Katoda

Arus selalu Keluar melalui Katoda

B. Spesifikasi

  • Package Type: Available in DO-41 & SMD Packages
  • Diode Type: Silicon Rectifier General Usage Diode
  • Max Repetitive Reverse Voltage is: 1000 Volts
  • Average Fwd Current: 1000mA
  • Non-repetitive Max Fwd Current: 30A
  • Max Power Dissipation is: 3W
  • Max Storage & Operating temperature Should Be: -55 to +175 Centigrade
N. Gerbang NOT 7404


A. Konfigurasi Pin

We have numbered the NOT Gates by 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Pin 1: The pin 1 is the input for 1st NOT Gate.

Pin 2: Pin 2 is the output of 1st NOT Gate.

Pin 3: Pin 3 is connected to the input of the 2nd NOT Gate.

Pin 4: Pin 4 is the output of the 2nd NOT Gate.

Pin 5: Pin 5 is connected to the input of the 3rd NOT Gate.

Pin 6: Pin 6 is connected to the output terminal of the 3rd NOT Gate.

Pin 7: Pin 7 is the ground pin, it is used to provide power supply to the IC.

Pin 8: It is the output pin of the 4th Gate.

Pin 9: It provides the input pin for the 4th Gate.

Pin 10: Output of the 5th Gate is connected to the pin 10

Pin 11: Input of the 5th Gate.

Pin 12: It is connected to the output of the 6th Gate.

Pin 13: The pin 13 is connected to the input of 6th Gate.

Pin 14: It is the Vcc terminal of the IC, it is used to provide the power supply to the IC chip.

B. Spesifikasi


O. Multiplexer 4052 



A. Pin Configuration

Pin Number

Pin Name

Description

16

Vdd

Positive power input, maximum 20V

7

Vee

Negative power rail, normally connected to ground.

8

Vss (Ground)

Connected to ground of the circuit 

6

INH

Enable pin – Must be pulled to ground for normal operation

9,10

A,B

Channel Select pins

1,12

Y0,X0

Channel 0 Input / Output

5,14

Y1,X1

Channel 1 Input / Output

2,15

Y2,X2

Channel 2 Input / Output

4,11

Y3,X3

Channel 3 Input / Output

3,13

Y,X

Common Output / Input

B. Spesifikasi
  • 4-Channel Mux and Demux
  • 4:1 Multiplexer IC
  • 1:4 Demultiplexer IC
  • Supports both Analog and Digital Voltage
  • Nominal Voltage: 5V, 10V, 15V
  • Maximum Operating Voltage: 20V
  • Propagation Delay: 400ns at 5V
  • Available in 16-pin PDIP, CDIP,SOIC, TSSOP packages

P. Decoder (IC 7447)

A. Spesifikasi

  • has a broader Voltage range
  • A variety of operating conditions
  • internal pull-ups ensure you don't need external resistors
  • Four input lines and seven output lines
  • input clamp diode hence no need for high-speed termination
  • comes with open collector output 

B. Konfigurasi pin:



Q. Encoder


A. konfigurasi pin


B. Spesifikasi

  • It operates at 4.5V to 5.5 DC voltage.
  • It delivers output current from low 70µA to high 8mA
  • It operates at the temperature from -55℃ to 70℃
  • Logic Case packaging type: DIP
  • Mounting Type: Through Hole

 

3. DASAR TEORI [kembali]

 

A . Baterai

       Daya tahan baterai akan semakin awet jika penggunaan arus nya semakin kecil, pada contoh diatas jika arus yang diperlukan misalnya adalah 190mAH maka baterai tadi akan bertahan selama 10 jam karena pada perhitungannya :

190 mAH x 10 hours = 1900 mAH

         Oleh karena itu pada spesifikasi baterai semakin tinggi atau semakin besar kapasitas arus mAH nya maka semakin lama juga umur dari baterai tersebut. Baterai AA biasanya adalah jenis yang memiliki arus paling kecil sedangkan type D bisa bertahan cukup lama karena dari segi fisik pun memang lebih besar dan pastinya lebih mahal.

Simbol baterai :


B. Relay

     Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh aruslistrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya.Ketika solenoid dialiri aruslistrik, tuasa kantertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklarakan menutup. Pada saat arus ihentikan, gaya magnet akan hilang, tuasakan kembalikeposisi semula dan konta ksaklar kembali terbuka.Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus / tegangan yang besar (misalnyaperalatanlistrik 4 A / AC 220 V) denganmemakaiarus / tegangan yang kecil (misalnya 0.1 A / 12 Volt DC). 

Gambar Bentuk dan Simbol Relay


Gambar bentuk dan Simbol relay


 Struktur dasar Relay

Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay

Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :

  1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
  2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
  3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
  4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).

C. Motor DC

        Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa motor terdiri atas 2 bagian utama yaitu stator dan motor. Pada stator terdapat lilitan (winding) atau magnet permanen, sedangkan rotor adalah bagian yang dialiri dengan sumber arus DC. Arus yang melalui medan magnet inilah yang menyebabkan rotor dapat berputar. Arah gaya elektromagnet yang ditimbulkan akibat medan magnet yang dilalui oleh arus dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.


          

      Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo : meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan
• Arus medan : menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
 

Mekanisme Kerja Motor DC

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama
Arus listrik dalam medan magnet akan menimbulkan gaya.
  • Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapat gaya pada arah yang berlawanan.
  • Pasangan gaya menghasilkan torsi untuk memutar kumparan.
  • Motor- motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putar yang lebih seragam dari medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan

Beberapa kerugian penggunaan motor DC:

-Perawatan intensif karena brush atau sikat pada motor DC akan aus.
-Konversi arus AC menjadi arus DC menggunakan konverter memerlukan biaya yang mahal.

Keuntungan penggunaan motor DC:
-Kecepatannya mudah diatur.

Perhitungan pada motor DC :


Daya input :Pin= √3 Vrms Irms cosƟ
Daya output : Pout= Tout w
w : kecepatan sudut
Tout :torsi output
Efisiensi : η (%) = (Pout/Pin) x 100

        Mengapa terdapat efisiensi pada motor? Karena motor yang digunakan tidak dapat bersifat ideal, artinya pada motor ada kehilangan daya pada setiap prosesnya sehingga daya output akan bernilai lebih kecil daripada daya input. Kehilangan daya ini biasa disebut sebagai rugi-rugi daya dan dapat disebabkan karena mechanical (gesekan dan rotasi) serta electric (hambatan pada belitan).

Simbol motor listrik


D. Buzzer

    Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara.  Perangkat elektronika ini terbuat dari elemen piezoceramics yang diletakkan pada suatu diafragma yang mengubah getaran/vibrasi menjadi gelombang suara. Buzzer menggunakan resonansi untuk memperkuat intensitas suara.
Buzzer atau beeper memiliki 2 tipe :
  1. Resonator sederhana yang disuplai sumber AC.
  2. Melibatkan transistor sebagai micro-oscillator yang membutuhkan sumber DC.
        Cara kerja buzzer sebenarnya mirip dengan prinsip kerja dari loud speaker, komponen buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian saat kumparan tersebut dialiri arus dan tercipta medan elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya.
        Karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

E. Transistor NPN 


Fungsi-fungsi Transistor diantaranya adalah :

  • sebagai Penyearah,
  • sebagai Penguat tegangan dan daya,
  • sebagai Stabilisasi tegangan,
  • sebagai Mixer,
  • sebagai Osilator
  • sebagai Switch (Pemutus dan Penyambung Sirkuit)

Struktur Dasar Transistor

        Pada dasarnya, Transistor adalah Komponen Elektronika yang terdiri dari 3 Lapisan Semikonduktor dan memiliki 3 Terminal (kaki) yaitu Terminal Emitor yang disingkat dengan huruf “E”, Terminal Base (Basis) yang disingkat dengan huruf “B” serta Terminal Collector/Kolektor yang disingkat dengan huruf “C”. Berdasarkan strukturnya, Transistor sebenarnya merupakan gabungan dari sambungan 2 dioda. Dari gabungan tersebut , Transistor kemudian dibagi menjadi 2 tipe yaitu Transistor tipe NPN dan Transistor tipe PNP yang disebut juga dengan Transistor Bipolar. Dikatakan Bipolar karena memiliki 2 polaritas dalam membawa arus listrik.

     NPN merupakan singkatan dari Negatif-Positif-Negatif sedangkan PNP adalah singkatan dari Positif-Negatif-Positif.
Berikut ini adalah gambar tipe Transistor berdasarkan Lapisan Semikonduktor yang membentuknya beserta simbol Transistor NPN dan PNP.

Tipe Transistor NPN dan PNP beserta simbolnya

Cara Mengukur Transistor NPN

        Kita dapat menggunakan Multimeter Analog maupun Multimeter Digital untuk mengukur ataupun menguji apakah sebuah Transistor masih dalam kondisi yang baik. Perlu diingatkan bahwa terdapat perbedaan tata letak Polaritas (Merah dan Hitam) Probe Multimeter Analog dan Multimeter Digital dalam mengukur/menguji sebuah Transistor.
Berikut ini adalah Cara untuk menguji atau mengukur Transistor dengan Mengunakan Multimeter Analog dan Multimeter Digital.

a. Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Analog

Cara mengukur Transistor dengan Multimeter Analog


Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Analog

1. Atur Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x10k
2. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Basis (B) dan Probe Merah pada Terminal Emitor (E), Jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik
3. Pindahkan Probe Merah pada Terminal Kolektor (C), jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

Catatan :
Jika Tata letak Probe dibalikan dari cara yang disebutkan diatas, maka Jarum pada Multimeter Analog harus tidak akan bergerak sama sekali atau “Open”.

b. Mengukur Transistor dengan Multimeter Digital

     Pada umumnya, Multimeter Digital memiliki fungsi mengukur Dioda dan Resistansi (Ohm) dalam Saklar yang sama. Maka untuk Multimeter Digital jenis ini, Pengujian Multimeter adalah terbalik dengan Cara Menguji Transistor dengan Menggunakan Multimeter Analog.

Cara Mengukur Transistor dengan Multimeter Digital

Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Digital

    1. Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda
    2. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Basis (B) dan Probe Hitam pada Terminal Emitor (E), Jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik
    3. Pindahkan Probe Hitam pada Terminal Kolektor (C), jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.
Catatan :
Jika Tata letak Probe dibalikan dari cara yang disebutkan diatas, maka Display Multimeter Digital harus tidak akan menunjukan Nilai Voltage atau “Open”.

F. OP-Amp

     Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input. Sebagai penguat operasional  ideal, operasional amplifier (Op-Amp) memiliki karakteristik sebagai berikut :

  • Impedansi Input (Zi) besar = ∞ 
  • Impedansi Output (Z0) kecil= 0 
  • Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞ 
  • Band Width respon frekuensi lebar = ∞ 
  • V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1. 
  • Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.
Simbol Operasional Amplifier (Op-Amp)


G. PIR Sensor

        Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar.
Sensor PIR sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus 
-PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor 
-PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing, 
yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator. 


        Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu Untuk manusia sendiri memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR. 
    (Secara umum sensor PIR memang dirancang untuk mendeteksi manusia) dimana sensor ini  membutuhkan tegangan masukan sebesar 5 Vdc The PIR sensor sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor  PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing,  yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.  Seperti terlihat pada gambar 2 dibawahini.  sensor PIR pada saat berlogika 1 dan 0. Pengujian ini juga diperlukan untuk mengetahui  nilai tegangan output sensor passive infrared (PIR) ketika mendeteksi gerakan manusia dan tidak mendeteksi gerakan manusia. 

Cara melakukan pengujian ini adalah sensor harus mendapat tegangan input sebesar 5 Vdc




Gambar 2



     Grafik  Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan



    
    Rumus mencari kecepatan deteksi sensor,


V = S / t 



     Tabel keluaran sensor PIR


H. Sensor LM35
      Sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.
Prinsip Kerja LM35 :

      Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control.
Sensor suhu LM35 mampu melakukan pengukuran suhu dari suhu -55ºC hingga +150ºC dengan toleransi kesalahan pengukuran ±0.5ºC.

Dilihat dari tipenya range suhu dapat dilihat sebagai berikut :
  • LM35, LM35A -> range pengukuran temperature  -55ºC hingga +150ºC.
  • LM35C, LM35CA -> range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
  • LM35D -> range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC. 
Kelebihan LM 35 :
  • Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
  • Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
  • Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
  • Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
Kekurangan LM 35:
  • Membutuhkan tegangan untuk beroperasi.
Grafik akurasi LM35 terhadap suhu




I. Thermistor

       Thermistor juga merupakan salah satu jenis dari variable resistor yang bisa merubah nilai hambatan menjadi tidak tetap. Thermistor terdiri dari dua jenis, yaitu:

  • Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient)
  • PTC (Positive Temperature Coefficient).

      Kedua jenis thermistor tersebut mempunyai fungi sama yang dapat mengubah nilai suhu, namun mempunyai cara kerja yang berlawanan.

Berikut ini adalah gambar dari perbedaan serta simbol thermistor PTC dan NTC:


       Pada Thermistor NTC mempunyai grafik berlawanan, yang menandakan jika temperaturenya naik maka nilai resistansinya turun. Lalu saat temperaturenya turun, maka nilai resistansinya akan naik. Hal ini menandakan nilai pada NTC berbanding terbalik.

Prinsip kerja Thermistor :

    Cara kerja Thermistor menyesuaikan perubahan nilai resistansinya berdasarkan besar kecilnya suhu. Suhu tersebut akan mengenai bagian dari thermistor, sehingga terjadi perubahan nilai resistansi didalamnya. Jika badan dari thermistor NTC ini mendapatkan suhu panas maka nilai resistansinya akan berkurang.

Grafik 


J. Rain sensor

     Rain sensor atau sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi mendeteksi terjadinya hujan atau tidak. Pada sensor ini, terdapat integrated circuit atau IC (komponen dasar yang terdiri dari resistor, transistor, dan lain-lain) komparator yang berfungsi memberikan sinyal berupa logika ‘on’ dan ‘off’. Sehingga ketika sensor mendeteksi adanya hujan, wiper mobil secara otomatis akan berfungsi tanpa harus mengaktifkan saklar manual.

    Sensor hujan juga mampu mengatur kecepatan wiper saat menyeka air hujan di kaca mobil, mulai dari posisi low, intermittent, hingga high speed. Pengaturan tersebut tergantung dari curah hujan yang menerpa kaca mobil.

Komponen Sensor Hujan

  1. Sensor hujan bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5 centimeter (cm) x 4 cm berlapis nikel.
  2. Lapisan modul pada sensor mempunyai sigar oksidasi sehingga tahan terhadap korosi.
  3. IC komputer.
  4. Terdapat potensiometer yang berfungsi mengatur sensifitas sensor.
  5. Dua output digital dan analog.


K.Gerbang NOT (IC 7404)

 



Gerbang NOT atau disebut juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik) adalah jenis gerbang logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu output (keluaran). Dikatakan Inverter (gerbang pembalik) karena gerbang ini akan menghasilkan nilai ouput yang berlawanan dengan nilai inputnya . Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT berikut.




Pada gerbang logika NOT, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah tanda minus (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.

Perhatikan tabel kebenaran gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input (masukan) bernilai logika 1".

L.Gerbang Logika XOR (IC 4030)

 

 

    Gerbang XOR 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. 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.
Tabel kebenaran untuk logika Ex-OR adalah

M.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.

 

N.Encoder 74147

 

 

    IC 74147 adalah IC encoder digital yang mengkodekan 9 jalur input menjadi 4 jalur output. Ini juga dikenal sebagai encoder prioritas Desimal ke BCD. Istilah encoder prioritas digunakan karena menyediakan pengkodean untuk jalur data urutan tertinggi sebagai prioritas pertama. Itu dibuat menggunakan teknologi Transistor-Transistor Logic (TTL). Ini adalah IC encoder 10 hingga 4. Pada artikel ini, kita akan melihat Diagram Pin IC 74147, Diagram Sirkuit Internal IC 74147, dan tabel Truth atau tabel fungsi IC 74147.

 

Here, you can see the truth table of IC 74147

 

O.Multiplexer/Demultiplexer IC 4052

 

 

IC CD4052 adalah IC Multiplexer dan Demultiplexer tegangan tinggi berbasis CMOS. IC umumnya digunakan dalam rangkaian di mana MUX 4: 1 atau DEMUX 1: 4 diperlukan dalam Desain rangkaian Logika yang Dapat Diprogram. Ini dapat menangani tegangan analog dan digital sehingga dapat digunakan dalam konverter Analog ke Digital dan Digital ke Analog.

CD4052 as 4:1 Multiplexer:

    CD4052 dapat digunakan sebagai Multiplexer 4:1, yaitu dapat mengambil input dari 4-channel dan mengubahnya menjadi output saluran tunggal berdasarkan pin pilihan saluran. Dalam kasus kami empat saluran Input adalah X0Y0, X1Y1, X2Y2 dan X3 dan Y3 dan saluran output tunggal adalah X,Y. Output pada saluran tunggal ditentukan berdasarkan pin pilih saluran A dan B. Keadaan pin pilih dan pemilihan saluran ditunjukkan pada tabel di bawah ini:

 

A

B

Channel Selected

0

0

Channel 0

1

0

Channel 1

0

1

Channel 2

1

1

Channel 3

 The complete working of a 4:1 MUX using the CD4052 simulation is shown in the video below, the image here shows a snapshot of it.

CD4052 Multiplexer Circuit Diagram

Seperti yang Anda lihat pada gambar di atas, pin pemilihan saluran masing-masing adalah 1 dan 0 untuk A dan B. Artinya Saluran 1 yaitu X1 dan Y1 dipilih. Jadi input yang diberikan ke X1 dan Y1 direfleksikan pada pin X dan Y.

 

CD4052 as 1:4 Demultiplexer:

    CD4052 dapat digunakan sebagai Demultiplexer 1:4 juga, yaitu dapat mengambil satu input dan menyediakan salah satu dari 4 saluran keluaran berdasarkan pin pilih saluran. Di sini pin input akan menjadi X dan Y. Pin output dapat berupa X0,Y0 atau X1,Y1 atau X2,Y2 atau X3,Y3 berdasarkan nilai yang ditetapkan pada pin A dan B. Kami telah membahas cara memilih saluran menggunakan pin A dan B pada tabel di atas.

CD4052 Demultiplexer Circuit Diagram

    Gambar di atas menunjukkan simulasi CD4052 dalam rangkaian demultiplexer, cara kerja lengkapnya dapat ditemukan di video yang ditautkan di bawah ini. Seperti yang Anda lihat di sini, saluran 2 dipilih dengan menjadikan A sebagai 0 dan B sebagai 1. Dan karenanya input yang diberikan ke pin X dan Y direfleksikan pada pin saluran 2 X2 dan Y2.

 

  4. PERCOBAAN [kembali]


a. Prosedur Percobaan

  • Siapkan segala komponen yang di butuhkan
  • Susun rangkaian sesuai panduan
  • Sambungkan rangkaian dengan baterai untuk sumber tenaga
  • Hidupkan rangkaian
  • Apabila tidak terjadi eror, maka rangkaian selesai dibuat.

 

b. hardware

tidak ada (hanya ada dalam praktikum)

c. rangkaian simulasi

  • foto rangkaian

                  Rangkaian simulasi




  • prinsip kerja 
 
Pada rangkaian pengontrol tanki air kali ini kita menggunakan 5 buah sensor yaitu sensor PIR yang berfungsi untuk membuka tutup atas tanki, water sensor berfungsi untuk mengisi ulang air tanki ketika mencapai batas bawahnya, rain sensor yang digunakan untuk membuka tutup atas tanki saat hujan, touch sensor yang berfungsi untuk mengalirkan air keluar dari tanki air, dan sensor infrared yang berfungsi untuk menutup tanki air ketika air sudah penuh.

 

Sensor PIR (Diletakkan pada dinding luar tanki air)

Untuk membuka tutup atas tanki air saat sensor mendeteksi adanya manusia. Sensor ini akan mendapat logika satu saat disentuh sehingga mengeluarkan output arus dari kaki out. arus akan diteruskan ke resisitor 100 ohm sehingga muncul tegangan menuju rangkaian fix bias transistor sebesar 0.66 volt. tegangan ini akan diteruskan ke kaki base transisitor sehingga transistor aktif dan arus dari power suplay akan mengalir ke kaki colector terus ke emittor dan ke ground. Karena arus mengalir di relay maka switch pada relay akan pindah dari off ke on (kanan ke kiri) sehingga rangkaian pompa air akan mengaktifkan motor yang berfungsi untuk membuka tutup tanki. Kemudian, output dari sensor PIR tadi juga dialirkan ke sebuah IC 4556 sebagai encoder, ouput dari sensor yang berlogika satu akan dimasukkan ke sebuah gerbang not untuk  kemudian di teruskan ke kaki 1 IC yang aktif low ditandai oleh lingkaran pada bagian kaki IC. kaki ic yang lainnya di matikan dengan diberi logika satu yang diambil dari vcc 5volt. saat kaki ic diberi logika nol pada kaki 1dan kaki lainnya berlogika satu. maka akan didapat ouput dari ic yaitu 0111. output akan diteruskan ke gerbang not dikarenakan pin output ic 4556 juga aktif low. ouput ini setelah melalui gerbang not akan diinputkan ke ic 7447 sebagai decoder, mengubah bilangan biner menjadi decimal 7-segmen. sesuai truth table dari ic ini saat diinputkan biner 1000 (0111 telah dinotkan) akan didapatkan ouput seven segmen yang aktif adalah segmen b dan c, selebihnya off sehingga akan menyala angka 1 pada 7-segmen. seven segmen yang digunakan itu common katoda dikarenakan ouput ic 7447 itu aktif hight sehingga input berupa tegangan higt yang pada 7-segmen diteruskan ke ground sehingga segmen menyala. 7-segmen akan menampilkan angka 1 menandakan bahwa motor atau pompa telah hidup.

 

Water Level Sensor (Diletakkan di dalam bagian bawah tanki air)

Water level sensor digunakan untuk mendeteksi katinggian bawah tanki air, saat air menurun maka bagian sensor akan semakin luas yang terendap air. Sensor ini akan mendapat logika satu saat air mencapai batas bawah sehingga mengeluarkan output arus dari kaki out. arus akan diteruskan ke rangkaian OP AMP Detector dimana op amp sebagai detektor akan mendeteksi tegangan output sensor yang dibandingkan dengan tegangan referensi pada kaki inverting, jika lebih besar dari referensi maka ouput op amp adalah +v saturasi dan begitu sebaliknya. Kemudian arus menuju ke resisitor 100 ohm sehingga muncul tegangan menuju rangkaian fix bias transistor sebesar 0.66 volt. tegangan ini akan diteruskan ke kaki base transisitor sehingga transistor aktif dan arus dari power suplay akan mengalir ke kaki colector terus ke emittor dan ke ground. Karena arus mengalir di relay maka switch pada relay akan pindah dari off ke on (kanan ke kiri) sehingga rangkaian pompa air akan mengaktifkan motor yang berfungsi untuk mengisi ulang air pada tank tersebut.

 

Rain sensor (Diletakkan pada bagian atas tanki)

Rain sensor digunakan untuk mendeteksi hujan, saat terjadi hujan maka sensor ini akan mendapat logika satu saat sehingga mengeluarkan output arus dari kaki out. Kemudian arus mengalir menuju ke kaki input B pada IC 4556 (Encoder) yang merupakan aktif high. Kemudian output dari IC 4556 yang merupakan aktif low menuju ke gerbang Not, dimana pada gerbang Not logika yang ada akan menjadi kebalikannya. Kemudian arus menuju ke resisitor dan kaki input X1 IC 4052 yang merupakan MUX Kemudian output X pada IC 4052 menuju ke resistor dan terus ke kaki base pada transistor dengan tegangan tersebut sudah cukup untuk mengaktifkan transistor. Karena transistor aktif maka akan memicu power dengan tegangan +15v mengalirkan arus menuju relay kemudian ke kaki kolektor kemudian ke emitter dan ke ground. Maka relay akan berpindah sehingga mengaktifkan lampu indicator sebagai penanda bahwa tutup tanki terbuka karena hujan, karena dihubungkan pada resistor sehingga muncul tegangan menuju rangkaian fix bias transistor sebesar 0.66 volt. tegangan ini akan diteruskan ke kaki base transisitor sehingga transistor aktif dan arus dari power suplay akan mengalir ke kaki colector terus ke emittor dan ke ground. Karena arus mengalir di relay maka switch pada relay akan pindah dari off ke on (kanan ke kiri) sehingga rangkaian pompa air akan mengaktifkan motor yang berfungsi untuk membuka tutup tank air ketika terjadi hujan.

 

Touch Sensor (Diletakkan diluar tanki air)

Touch sensor digunakan untuk mendeteksi sentuhan pada kran diluar tanki air, saat adanya sentuhan maka sensor ini akan mendapat logika satu sehingga mengeluarkan output arus dari kaki out. Kemudian arus menuju ke resisitor 100 ohm sehingga muncul tegangan menuju rangkaian fix bias transistor sebesar 0.66 volt. tegangan ini akan diteruskan ke kaki base transisitor sehingga transistor aktif dan arus dari power suplay akan mengalir ke kaki colector terus ke emittor dan ke ground. Karena arus mengalir di relay maka switch pada relay akan pindah dari off ke on (kanan ke kiri) sehingga rangkaian pompa air akan mengaktifkan motor yang berfungsi untuk mengalirkan air keluar dari tanki air.

 

Sensor Infrared (Diletakkan didalam tanki bagian atas)

Sensor infrared digunakan untuk mendeteksi air sudah penuh, ketika air sudah penuh maka sensor akan berlogika 1, kemudian arus mngelair ke kaki Y1 pada IC 4052 yang merupakan aktif high. Dimana IC 4052 disini berfungsi untuk MUX. Kemudian output Y dari IC 4052 menuju ke resistor dengan hambatan 500 ohm dan terus ke kaki base pada transistor dengan tegangan tersebut sudah cukup untuk mengaktifkan transistor. Karena transistor aktif maka akan memicu power dengan tegangan +15v mengalirkan arus menuju relay kemudian ke kaki kolektor kemudian ke emitter dan ke ground. Maka relay akan berpindah sehingga mengaktifkan motor yang berfungsi untuk menutup tutup atas pada tanki air.

  d. video [kembali]





  

  e. kondisi

  tidak ada (hanya ada dalam praktikum) 

 f. download file [kembali]










Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)

cover

BAHAN PRESENTASI UNTUK MATAKULIAH SISTEM DIGITAL 2022 Nama: Heru Kurniawan NIM: 2010952005 Sistem Digital Kelas B Dosen Pengampu ; Darwison,...

  • cover
    BAHAN PRESENTASI UNTUK MATAKULIAH SISTEM DIGITAL 2022 Nama: Heru Kurniawan NIM: 2010952005 Sistem Digital Kelas B Dosen Pengampu ; Darwison,...