- Mengetahui pengertian Sensor Magnetic Reed Switch, Sensor PIR, Sensor LM35 dan Sensor GP2D12
- Mengetahui Simulasi rangkaian Sensor Magnetic Reed Switch, Sensor PIR, Sensor LM35 dan Sensor GP2D12 dengan proteus
- Mengetahui Aplikasi keamanan kendaraan dengan menggunakan Sensor Magnetic Reed Switch, Sensor PIR, Sensor LM35 dan Sensor GP2D12
Alat:
1. Power Suply
2. Voltmeter DC
3. Baterai
Bahan:
1. Resistor
Spesifikasi Resistor yang digunakan: Resistor 10k
2. Diode
3.Transistor(BC547)
Spesifikasi Transistor:
1. DC Current gain(hfe) maksimal 800
2. Arus Collector kontinu(Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6V
4. Arus Base(Ib) maksimal 5mA
4. Inverter NOT( IC 74HC05)
5. Gerbang Logika AND (IC 7408)
6. D flip-flop (IC 4013)
Spesifikasi :
- Supply Voltage: 3V to 18V
- Maximum Quiescent Current: 5µA at 15V
- Maximum Operating Current: 3mA at 15V
- Maximum Power Dissipation: 500mW
- Input Voltage High Level (VIH): 3.5V to 18V
- Input Voltage Low Level (VIL): 0V to 1.5V
- Output Voltage High Level (VOH): 90% of supply voltage
- Output Voltage Low Level (VOL): 10% of supply voltage
- Operating Temperature Range: -55°C to +125°C
7. Decoder (IC 7448)
9. Logic State
10. Relay
Spesifikasi Relay:
Spesifikasi :
12. Sensor LM35
• Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
• Lineritas +10 mV/ º C.
• Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
• Range +2 º C – 150 º C.
• Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
• Arus yang mengalir kurang dari 60 μA
13. Sensor Magnetic Reed Switch
Spesifikasi :
- Operating Voltage: 3.3V to 5V DC
- Output format: Digital switching output ( 0 and 1 )
- LEDs indicating output and power
- PCB Size: 32mm x 14mm
- LM393 based design
- Easy to use with Microcontrollers or even with normal Digital/Analog IC
14. Sensor GP2D12
Spesifikasi :a. Range 10 – 80 cm
b. Update frequency/ period 25 Hz / 40ms
c. power supply voltage 4.5 – 5.5 V
d. Noise on analog output < 200mV
e. Mean consumtion 35 mA
Komponen Output :
16. Led
17. 7 Segment Anoda
18. Motor DC
Spesifikasi item :
- Tanpa kecepatan beban 12000 ± 15% rpm
- Tidak ada arus beban =280mA
- Tegangan operasi 1.5 - 9 VDC
- Mulai Torsi =250g.cm (menurut blade yang dikembangkan sendiri)
- mulai saat ini =5A
- Resistansi Isolasi di atas 10O antara casing dan terminal DV 100V
- Arah Rotasi CW: Terminal [+] terhubung ke catu daya positif, terminal [-] terhubung ke nagative
- daya, searah jarum jam dianggap oleh arah poros keluaran
- celah poros 0,05-0,35mm
- Resistor
Resistor merupakan komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian.
Data sheet resistor:
- Diode
Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.
Cara Kerja Dioda:
Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).
a. tanpa tegangan
Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p.
b. kondisi forward bias
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif.
c. kondisi reverse bias
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub.
Karakteristik Dioda:
- Transistor
Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada rangkaian water level sensor ini transistor hanya digunakan sebagai saklar, dengan adanya arus di base maka transistor akan "on" sehingga akan ada arus dari kolektor ke emitor.
Data Sheet Transistor
Grafik Respon:
Jenis Jenis Transistor :
Transistor NPN
Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.
Transistor PNP
Pada transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan kolektor.
Transistor sebagai saklar
Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan;
Rb = Vbe / Ib
Transistor sebagai penguat
Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base.
DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)
- Inverter NOT( IC 74HC05)
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
DataSheet IC 74HC05
- Gerbang Logika AND (IC 7408)
Gerbang AND atau disebut juga "AND GATE" adalah jenis gerbang logika yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang AND berikut.
Pada gerbang logika AND, simbol yang menandakan operasi gerbang logika AND adalah tanda titik (.) atau bisa juga dengan tanpa tanda titik, contohnya seperti Z = X.Y atau Z = XY.
Perhatikan tabel kebenaran gerbang AND. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang AND akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila semua variabel input (masukan) bernilai logika 1" sebalikanya "Gerbang AND akan menghasilkan keluaran logika 0 bila salah satu masukannya merupakan logika 0"
Konfiugurasi pin:
- Vcc : Kaki 14
- GND : Kaki 7
- Input : Kaki 1, 2, 3, 4, 5, 9,10,12 dan 13
- Output : Kaki 3,6, 8, dan 11
Konfigurasi IC 7408
Data Sheet IC 7408
Jenis Gerbang Logika AND
Adapun gerbang logika AND terdiri dari gerbang logika AND 2 input dan 3 input. Untuk memperjelas silahkan perhatikan gambar berikut.
Berdasarkan ekspresi Boolean untuk fungsi logika AND didefinisikan sebagai (.) yang mana merupakan operasi bilangan biner, sehingga gerbang AND dapat diturunkan secara bersama-sama untuk membentuk sejumlah input.
Tetapi mengingat bahwa IC gerbang AND yang tersedia dipasaran hanya terdiri dari input 2, 3, atau 4. maka diperlukan input tambahan , sehingga gerbang AND standar perlu diturunkan bersama sehingga mendapatkan nilai input yang diperlukan.
Gerbang AND Multi Input
Berdasarkan Gerbang AND 6 input diatas maka ekspresi Boolean yaitu :
Q = (A.B).(C.D).(E.F)
- D flip-flop (IC 4013)
D Flip-flop merupakan salah satu jenis Flip-flop yang dibangun dengan menggunakan Flip-flop RS. Perbedaan dengan Flip-flop RS terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT. maka setiap masukan ke D FF ini akan memberi keadaan yang berbeda pada input RS, dengan demikian hanya terdapat 2 keadaan “SET” dan “RESET” S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0, jadi dapat disi. Berikut adalah gambar dari symbol dan data sheet D Flip – flop.
- Logic State
Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.
Status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.
- Decoder (IC 7448)
IC 7448 adalah Dekoder BCD ke 7 segment jenis TTL adalah rangkaian yang berfungsi untuk mengubah kode bilangan biner BCD (Binary Coded Decimal) menjadi data tampilan untuk penampil/display 7 segment yang bekerja pada tegangan TTL (+5 volt DC).
Prinsip kerja rangkaian ini adalah untuk menampilkan angka angka desimal kedalam display, dalam aplikasi decoder, ketiga jalur kontrol (LT, RBI, dan RBO) harus diberikan logika high dengan tujuan data input BCD dapat masukan dan penampilan 7 segmen dapat menerima data tampilan sesuai data BCD yang diberikan pada jalur input
Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/dekoder-ttl-bcd-ke-7-segment/
Copyright © Elektronika Dasar
Konfigurasi pin IC 7448
Datasheet IC 7448
- Sensor PIR
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object.
Konfigurasi PIN
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.
Pada grafik tersebut ; (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda ; (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan ; (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR, namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.
Grafik Respon :
Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR.
- Sensor Magnetic Reed Switch
Pengertian Reed switch secara umum merupakan sensor elektrik yang dioperasikan dengan memanfaatkan medan magnet sebagai pengubah kondisinya. Atau secara ringkas disebut sensor magnet karena akan aktif jika terkena lempengan magnet.
Sensor magnet adalah sensor yang mudah terpengaruh dan peka terhadap medan magnet kemudian memberikan perubahan kondisi output. Prinsip kerja Sensor magnet yaitu akan aktif ketika konduktor mempengaruhi medan magnet, sehingga magnet tersebut tertolak atau tertarik sesuai dengan pengaruh konduktor yang diberikan.
Sensor Magnet adalah berdasarkan Hukum Faraday dimana apabila sebuah penghantar memotong suatu medan magnet maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan menimbulkan Gaya Gerak Listrik (GGL)) atau Electromagnetic Force (Emf). Besaran Emf tersebut adalah tergantung kepada kuat medan magnet dan kecepatan pemotongan. Apabila Sensor tersebut menerima getaran maka batang magnet tersebut akan ikut bergetar dan medan magnet tersebut akan terpotong-potong oleh gulungan kawat sehingga kedua ujung gulungan kawat tersebut akan menimbulkan tegangan.
Grafik Respon :
Sensor Magnet 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 disekitarnya.
Reed switch adalah saklar listrik dioperasikan oleh medan magnet switch terdiri dari dua kawat feromagnetik nikel-besi dan pisau kontak berbentuk khusus (buluh) diposisikan dalam kapsul kaca tertutup rapat dengan celah dan dalam pelindung.
Reed switch dapat dioperasikan dengan menggunakan medan magnet yang dihasilkan oleh salah satu magnet permanen arus pembawa coil.
- Potensiometer
Berfungsi untuk mengatur tegangan dengan menaikan atau menurunkan resistansi. Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :
- Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
- Element Resistif
- Terminal
- Sensor LM35
Jenis-jenis Potensiometer
1. 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.
2. 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.
3. 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.
Fungsi-fungsi Potensiometer
• 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
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Sensor LM35 digunakan untuk mendeteksi suhu ruangan dengan output sebesar 10mV/Celcius.
Konfigurasi pin:
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.
- Sensor GP2D12
Sensor GP2D12 adalah sensor jarak analog yang menggunakan infrared untuk mendeteksi jarak antara 10 cm sampai 80 cm. GP2D12 mengeluarkan output voltase non linear dalam hubungannya dalam jarak objek dari sensor dan menggunakan interface analog to digital converter (ADC).
Konfigurasi pin sensorData Sheet sensor
Kelemahan:
a. Respon 40ms
b. Error bila jarak <10cm dan pada cermin
c. Hanya dapat mengukur <80 cm
Kelebihan:
a. Dapat mengukur jarak pada bidang miring
b. Sudut pengukuran sempit
c. Sangat direktif
Berikut hubungan anatara jarak dan deteksi objek terhadap output analog sensor
- OP-AMP LM741
LM741 adalah salah satu IC (Integrated Circuit) Op-Amp (Operational Amplifier) yang memiliki 8 pin. IC Op-Amp ini terdapat 2 jenis bentuk, yaitu tabung (lingkaran) dan kotak (persegi), tetapi yang umum adalah yang berbentuk persegi. Op-Amp banyak digunakan dalam sistem analog komputer, penguat video/gambar, penguat audio, osilator, detector dan lainnya. LM741 biasanya bekerja pada tegangan positif/negatif 12 volt, dibawah itu IC tidak akan bekerja. Setiap pin/kaki-kaki pada IC LM741 mempunya fungsi yang berbeda-beda, keterangan pin/kaki-kaki LM741 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Op-Amp LM741 dapat membuat beberapa fungsi rangkaian seperti gambar berikut.
Konfigurasi PIN IC LM741:
Datasheet IC LM741:
- 7 Segment Anoda
Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.
Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.
Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.
Jenis common anode (anoda) ini adalah jenis dimana sebuah pin terhubung pada kaki anoda LED 7 segment. Jenis common anode akan mendapatkan tegangan Vcc dan akan aktif pada logika rendah (0), atau disebut juga aktif.
Data Sheet Seven segment:
Tabel Pengaktifan Seven
Segment Display
- Relay
Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil. Relay memiliki fungsi sebagai saklar atau elektromagnetik switch yang mana dikendalikan oleh magnet listrik.
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.
Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan
kumparan) 5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Beban maksimum AC 10A @
250 / 125V
4. Maksimum baban DC 10A @
30 / 28V
5. Switching maksimum
Konfigurasi pin relay:
- Motor DC
Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
Motor DC digunakan untuk output dari rangkaian dan berjalan jika sensor infrared berlogika 1.
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.
Grafik Motor DC:
- IC Op-Amp
Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.
Inverting Amplifier
Non Inverting
Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)
c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)
Bentuk Gelombang :
Rangkaian penguat inverting maupun non-inverting biasanya menggunakan IC Op-Amp 741.
- Penguat Non-inverting (Op Amp)
Rangkaian untuk penguat non-inverting adalah seperti yang ditunjukkan gambar (3).
Penguat tersebut dinamakan penguat non-inverting karena masukan dari penguat tersebut adalah masukan non-inverting dari Op Amp. Tidak seperti penguat inverting, sinyal keluaran penguat jenis ini sefasa dengan sinyal masukannya. Seperti pada rangkaian penguat inverting syarat ideal sebuah penguat adalah tegangan masukan sama dengan 0 dan impedansi masukan tak terhingga. sehingga dari rangkaian tersebut dapat diperoleh rumus penguat adalah sebagai berikut :
Substitusi persamaan (5) dan (6) ke persamaan (1) sehingga diperoleh
Rangkaian penguat inverting maupun non-inverting biasanya menggunakan IC Op-Amp 741.
- LED
LED merupakan kependekan dari Light Emitting Diode, yakni salah satu dari banyak jenis perangkat semikonduktor yang mengeluarkan cahaya ketika arus listrik melewatinya.LED berfungsi sebagai lampu indikator.
Datasheet LED
- Ground
Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.
- 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.
- Voltmeter DC
Voltmeter DC digunakan untuk mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.
- Baterai
Baterai merupakan suatu komponen elektronika yang digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.
1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan
2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen
3. Cari komonen yang diperlukan di library proteus
4. Pasang semua komponen pada alat dan bahan sesuai gambar rangkaian dibawah
6. Atur nilai resistor serta logic state
7. Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup(motor dc,lampu,led) dan seven segment menyala maka rangkaian bisa digunakan
Saat sensor magnet berlogika 1 menandakan pintu tertutup. pir berlogika 0 menandakan tidak adanya terdeteksi gerakan di belakang mobil walaupun sensor GP2D12 mendeteksi jarak <55cm.
Sensor PIR berlogika 1 dan sensor magnet berlogika 1 sedangkan jarak pada sensor GP2D12 <55 cm. motor akan bergerak sehingga motor akan menginjak rem secara otomatis dan mobil perlahan berhenti pertanda terdeteksinya gerakan orang di belakang mobil.
Sensor PIR berlogika 1 dan sensor magnet berlogika 1 sedangkan jarak pada sensor GP2D12 >55 cm. motor tidak akan bergerak sehingga mobil tetap mundur walaupun terdeteksi adanya gerakan di belakang mobil tetapi masih batas aman >55cm
Sensor magnet berlogika 0 dan sensor pir berlogika 0 sedangkan sensor GP2D12 mendeteksi jarak >55cm sehingga sensor yang bekerja hanya sensor magnetic red switch. hal ini menandakan pintu mobil antik dalam keadaan terbuka ditandai dengan led yang hidup kedip-kedip.
Pada rangkaian diatas menggunakan sensor magnetic red switch sebagai penanda pintu mobil terbuka atau tertutup yang ditandai dengan aktifnya buzzer dan sensor PIR sebagai pendeteksi adanya gerakan di belakang mobil. kemudian sensor GP2D12 sebagai pendeteksi jarak dari mobil ke benda atau orang di belakang mobil.
Prinsip kerja sensor GP2D12
Apabila sensor GP2D12 mendeteksi jarak <=55cm tegangan sebesar 5v akan masuk ke sensor gp2d12 menghasilkan output sebesar 0,56 masuk ke op amp non inverting kemudian dikuatkan sebanyak 10,2x sehingga menghasilkan output dengan tegangan sebesar 5,74. kemudian tegangan 5,74volt sebagai vinput dari LM741 sehingga tegangan referensi dari lm741 adalah sebesar 3,01 sehingga tegangan outputnya adalah +Vsaturasi masuk melewati resistor R8 menghasilkan tegangan -4,00volt di VBE sehingga transistor tidak dapat aktif, karena transistor tidak aktif maka switch relay tidak akan bergerak ke kiri sehingga akan tetap berada di kanan dan terhubung dengan batterai yang bisa menghidupkan motor
Namun apabila sensor GP2D12 mendeteksi jarak >55cm misalnya di angka 56cm maka tegangan sebesar 5v masuk ke sensor jarak kemudian menghasilkan output sebesar 0,55volt kemudian menjadi input bagi opamp non inverting sehingga terjadi penguatan sebesar 10,2x sehingga menghasilkan tegangan output sebesar 5,65 yang mana menjadi Vin di LM741 dengan Vreferensinya adalah 3,01volt sehingga menghasilkan output sebesar 3,97volt kemudian lewat ke R8 menghasilkan tegangan output 0,78 di kaki VBE sehingga transistor ON karena tegangan di VBE cukup, karena transistor ON maka arus akan mengalir dari power supply terus menuju relay terus menuju collector terus ke emiter terus ke ground. karena transistor Q7 on maka switch relay bergerak kekiri sehingga tidak terhubung dengan motor dan oleh karena itu motor penggerak remnya off.
Prinsip kerja sensor PIR
Apabila pada sensor PIR terdeteksi adanya gerakan yang melewati sensor PIR (berlogika 1 dan jarak pada sensor gp2d12 <55cm)
maka tegangan output sebesar 5v terjadi percabangan yang satu ke gerbang AND kemudian ke resistor R3 dan juga terhubung ke decoder pin A dan C. karena logika 1 di PIR maka pin A dan C juga berlogika 1 sehingga kaki A dan C aktif pada kedua decoder tersebut, untuk A nilai nya adalah 2 pangkat 0 = 1 dan C adalah 2 pangkat 2= 4 maka apabila dijumlah 1 + 4 = 5 sehingga output decoder yg aktif adalah qa,qc,qd,qf,qg kemudian masuk ke seven segmen sehingga di seven segmen akan ditampilkan angka 5 pada masing-masing seven segmen. sedangkan output yang masuk ke resistor R3 kemudian keluar tegangan sebesar 0,79 sehingga cukup untuk mengaktifkan transistor Q1 sehingga dengan aktifnya transistor Q1 maka arus akan mengalir dari suply terus ke relay terus ke collector terus ke emitter terus ke ground. dengan aktifnya transistor maka switch relay akan bergerak ke kiri sehingga ada suply 12v dari batterai mengalir ke motor sehingga motor dalam keadaan aktif artinya motor akan menggerakkan rem secara perlahan sampai mobil benar-benar berhenti.
Namun apabila sensor PIR berlogika 0 dan gp2d12 <55cm maka motor tidak aktif sehingga memungkinkan mobil untuk mundur tanpa adanya orang di belakang mobil.
Apabila sensor magnet berlogika 0 maka output diteruskan ke inverter sehingga menghasilkan output berlogika 1 kemudian masuk ke kaki D dari D FF, dan transistor yang akan mengaktifkan relay sehingga switch berpindah kemudian buzzer akan berbunyi. namun sebaliknya
Apabila sensor magnet berlogika 1 maka output masuk ke gerbang NOT sehingga menghasilkan output dengan logika 0 di gerbang NOT. karena pada kaki D berlogika 0 dan kaki K berlogika 0 maka apabila diberi sinyal pulsa pada clk akan menghasilkan output dengan logika 0 pada Q dan logika 1 pada Q NOT sehingga relay tidak aktif dan buzzer tidak berbunyi (mati) menandakan pintu dalam keadaaan tertutup.
Prinsip Kerja Sensor LM35
Apabila sensor LM35 mendeteksi suhu >=30cm tegangan sebesar 9v akan masuk ke sensor gp2d12 menghasilkan output sebesar 0,30volt masuk ke op amp non inverting kemudian dikuatkan sebanyak 10x sehingga menghasilkan output dengan tegangan sebesar 3,02. kemudian tegangan 3,02volt sebagai vinput dari LM741 sehingga tegangan referensi dari lm741 adalah sebesar 3,00 volt sehingga tegangan outputnya adalah +Vsaturasi masuk melewati resistor R7 menghasilkan tegangan 0,77volt di VBE sehingga transistor aktif, karena transistor aktif maka switch relay akan bergerak ke kiri sehingga terhubung dengan batterai yang bisa menghidupkan motor
Namun apabila sensor LM35 mendeteksi suhu < 30 misalnya di angka 29cm maka tegangan sebesar 5v masuk ke sensor jarak kemudian menghasilkan output sebesar 0,29volt kemudian menjadi input bagi opamp non inverting sehingga terjadi penguatan sebesar 10x sehingga menghasilkan tegangan output sebesar 2,92volt yang mana menjadi Vin di LM741 dengan Vreferensinya adalah 3,01volt sehingga menghasilkan output sebesar -4,02volt kemudian lewat ke R7 menghasilkan tegangan output -4,02 di kaki VBE sehingga transistor Off karena tegangan di VBE tidak cukup, maka relay akan tetap berada dikanan sehingga motor penggerak pendingin air akan off.
