PINTU DAN GORDEN OTOMATIS
a. Mampu memahami rangkaian aplikasi flip flop - pintu dan gorden otomatis
b. Mampu memahami cara kerja rangkaian aplikasi flip flop - pintu dan gorden otomatis
c. Mampu membuat simulasi dari rangkaian aplikasi flip flop - pintu dan gorden otomatis
a. Alat
1. Power Supply
Power supply atau catu daya adalah alat listrik yang menyuplai tenaga listrik ke suatu beban listrik.
2. DC Voltmeter
Voltmeter adalah perangkat elektronik yang berfungsi untuk mengukur tegangan dalam rangkaian listrik. Voltmeter dalam rangkaian dipasang secara paralel pada dua buah titik yang diukur.
b. Bahan
1. Resistor
2. Transistor NPN
Spesifikasi
3. Sensor PIR
Konfigurasi Pin:
Grafik Respon:
4. Sensor Touch
Spesifikasi:
Konfigurasi Pin:
Grafik Respon:
5. Dioda
Konfigurasi Pin
Spesifikasi
6. Motor DC
Motor DC digunakan sebagai output dari rangkaian. Motor DC pada aplikasi ini digunakan untuk menutup otomatis pintu brankas.
Konfigurasi Pin:
Spesifikasi:
7. Relay
Konfigurasi Pin:
Spesifikasi:
8. IC 7476 (JK Flip-Flop)
Konfigurasi pin
Spesifikasi
9. LED
Konfigurasi pin
Spesifikasi
1. 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. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan dilambangkan dengan huruf R. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah Ohm (Ω).
Tabel Warna Resistor
Cara menghitung nilai resistansi resitora. Gelang 4 Warna
2. Transistor NPN
Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor 2N2222A bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).
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.
3. Sensor PIR
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.
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.
Grafik Respon:
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.
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.
4. Sensor Touch
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).
5. Dioda
Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Berikut ini adalah fungsi dari dioda antara lain:
1. Untuk alat sensor panas, misalnya dalam amplifier.
2. Sebagai sekering(saklar) atau pengaman.
3. Untuk rangkaian clamper dapat memberikan tambahan partikel DC untuk sinyal AC.
4. Untuk menstabilkan tegangan pada voltage regulator
5. Untuk penyearah
6. Untuk indikator
7. Untuk alat menggandakan tegangan.
8. Untuk alat sensor cahaya, biasanya menggunakan dioda photo.
Simbol dioda
Grafik:
Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.
6. IC 7476 (JK Flip-Flop)
JK flip-flop adalah perangkat memori bit tunggal dua status sekuensial yang dinamai menurut penemunya oleh Jack Kil. Secara umum memiliki satu pin input clock (CLK), dua pin input data (J dan K), dan dua pin output (Q dan Q̅) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. JK flip-flop dapat dipicu pada tepi depan dari jam atau di tepi belakangnya dan karenanya dapat dipicu oleh sisi positif atau negatif, masing-masing.
7. LED
LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
8. Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
9. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
a. Prosedur Percobaan
- Sediakan alat dan bahan yang akan digunakan.
- Rangkailah komponen-komponen seperti rangkaian di bawah pada aplikasi proteus.
- Hubungkan semua komponen dan atur nilai masing-masing komponen sesuai kebutuhan.
- Jalankan simulasi rangkaian
b. Rangkaian
c. Prinsip Kerja
Ketika touch sensor mendeteksi adanya sentuhan (berlogika 1) dan sensor PIR tidak mendeteksi adanya gerakan manusia (berlogika 0). Output dari touch sensor (berlogika 1) akan masuk ke input J dari flip-flop. Sesuai dengan tabel kebenaran, jika input J berlogika 1 maka output yang akan aktif adalah Q, sehingga ada arus yang mengalir dari Q masuk ke R1 terus ke base Q1 terus ke emitor dan ke ground. Karena tegangan pada Q1 lebih besar dari pada tegangan VBE maka Q1 akan on, karena Q1 on maka ada arus dari power suply masuk ke relay sehingga switch pada relay berpindah ke kiri. Dari relay arus masuk ke colector Q1 terus ke emitor dan ke ground. Karena relay on dan switch berpindah ke kiri, maka arus mengali dari baterai menuju motor, sehingga motor on (pintu terbuka). Dari baterai arus juga masuk ke R2 terus ke LED sehingga LED menyala, dari LED arus kembali ke relay.
Ketika touch sensor tidak mendeteksi adanya sentuhan (berlogika 0) dan sensor PIR mendeteksi adanya gerakan manusia (berlogika 1). Output dari sensor PIR (berlogika 1) akan masuk ke input K dari flip-flop. Sesuai dengan tabel kebenaran, jika input K berlogika 1 maka output yang akan aktif adalah Q-, sehingga ada arus yang mengalir dari Q- masuk ke R3 terus ke base Q2 terus ke emitor dan ke ground. Karena tegangan pada Q2 lebih besar dari pada tegangan VBE maka Q2 akan on, karena Q2 on maka ada arus dari power suply masuk ke relay sehingga switch pada relay berpindah ke kiri. Dari relay arus masuk ke colector Q2 terus ke emitor dan ke ground. Karena relay on dan switch berpindah ke kiri, maka arus mengalir dari batrai menuju motor, sehingga motor on (gorden terbuka). Dari baterai arus juga masuk ke R4 terus ke LED sehingga LED menyala, dari LED arus kembali ke relay.
d. Video Simulasi
e. Link Download
Download HTML
Download File Proteus
Download Video Simulasi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar