GARASI OTOMATIS
a. Mampu memahami rangkaian aplikasi gerbang logika - garasi otomatis
b. Mampu memahami cara kerja rangkaian aplikasi gerbang logika - garasi otomatis
c. Mampu membuat simulasi dari rangkaian aplikasi gerbang logika - garasi 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 IR
Spesifikasi
Grafik respon
Konfigurasi pin
4. Sensor LDR (Light Dependent Resistor)
Grafik Respon:
Spesifikasi:
- Tegangan maksimum (DC): 150V
- Konsumsi arus maksimum: 100mW
- Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
- Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
- Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
- Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius
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. Gerbang NAND
9. LED
Konfigurasi pin
Spesifikasi
10. Lampu
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 IR
Infrared (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infrared, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier).
Sensor penerima inframerah TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) memiliki fitur-fitur utama yaitu fotodiode dan penguat dalam satu chip, keluaran aktif rendah, konsumsi daya rendah, dan mendukung logika TTL dan CMOS. Detektor infra merah atau sensor inframerah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) adalah penerima inframerah yang telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz, sehingga penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 dan 1. Jika detektor inframerah (TSOP) menerima frekuensi carrier tersebut, maka pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut, maka keluaran detektor inframerah (TSOP) akan berlogika 1.
Dari grafik dapat disimpilkan bahwa semakin jauh jarak benda maka semakin kecil output nya, dan begitu juga sebaliknya.
Dari grafik dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi intensitass cahaya maka semakin rendah nilai resistansi dan sebaliknya.
4. Sensor LDR
Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.
Simbol LDR:
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. Gerbang NAND
NAND akan menghasilkan output berlogika 0 jika semua inputnya berlogika satu. Gerbang NAND merupakan gabungan antara gerbang AND dan gerbang NOT (Inverter).
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.
10. Lampu
Lampu adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik. Arus listrik yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.
11. Botton
Button atau biasanya orang bilang tombol adalah sebuah komponen panel listrik yang berfungsi sebagai triger atau saklar pulse, karena terdapat sebuah pegas untuk mengembalikan posisi push buton dalam keadaan semula.
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 cahaya infrared sensor IR terhalang oleh benda, seperti mobil, motor, ataupun manusia, maka sensor akan berlogika 1, kemudian tegangan pada sensor diteruskan menjadi input bagi gerbang NAND U1 sehingga output U1 menjadi 0, selanjutnya diteruskan ke gerbang U2 sebagai input. Oleh karena itu, output terakhir yang dikeluarkan oleh U2 adalah logika 1 sehingga akan cukup untuk menghidupkan transistor, karena tegangan base Q1 lebih besar dibanding tegangan VBE, sehingga arus akan mengalir dari kolektor ke emitter dan akan membuat relay berpindah ke kiri (on), sehingga motor dan LED akan hidup sebagai indikator bahwa pagar garasi akan terbuka. Dan apabila mobil sudah melewati cahaya infrared sensor, maka sensor akan kembali berlogika 0, sehingga tengangan yang diberikan pada transistor Q1 tidak cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga relay tetap berada dikanan (dalam keadaan off) dan mengaktifkan motor sebagai indikator pagar garasai telah tertutup.
Ketika mobil masuk ke garasi dan menghalangi cahaya antara laser dan sensor LDR maka tegangan dari LDR akan berlogika 0 dan akan masuk ke gerbang NAND U3 sebagai input, sehingga ouputnya menjadi berlogika 1, sedangkan gerbang NAND U4, memiliki output berlogika 0, yg nantinya output ini akan menjadi salah satu input di gerbang U3. Oleh karena itu, ouput pada gerbang U3 akan mengaktifkan Q2, sehingga akan membuat relay berpindah ke kiri dan menyebabkan lampu menyala. Namun, jika mobil tidak lagi menghalangi cahaya pada sensor maka lampu tetap hidup sampai kita menekan tombol button sebagai resetnya.
d. Video Simulasi
e. Link Download
Download HTML
Download File Proteus
Download Video Simulasi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar