TUGAS BESAR UP UC

 [menuju akhir]

APLIKASI UTS

DISPENSER OTOMATIS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Link Download

1. Tujuan [kembali]

• Mengetahui dan Memahami Penggunaan Aplikasi Dioda, Transistor Bipolar, Transistor Unipolar, dan Op-Amp dalam suatu rangkaian.
• Dapat membuat simulasi tugas besar dengan judul "Dispenser Otomatis"
• Mampu menjelaskan prinsip kerja dari Dispenser Otomatis

2. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

• Baterai 

        

           Gambar Baterai

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

• Power Supply

Power Supply berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menyuplai tegangan atau arus listrik

B. Bahan

• Resistor

Specifications
Resistance (Ohms)	2,2K,10K,90K, 440K
Power (Watts)	0.25W, 1/4W
Tolerance	±5%
Packaging	Bulk
Composition	Carbon Film
Temperature Coefficient	350ppm/°C
Lead Free Status	Lead Free
RoHS Status	RoHS Compliant

• Dioda 1N4001

A. 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

B.  Konfigurasi Pin:

Nomor Pin	Nama Pin	Deskripsi
1	Anoda	Arus selalu Masuk melalui Anoda
2	Katoda	Arus selalu Keluar melalui Katoda

• 
  
• Kapasitor A700D107M006ATE018

A. Spesifikasi

• ESR: 6mΩ to 70mΩ
• Voltage: 2V to 16V
• Capacitance: 6.8µF to 470µF
• Operating Temperature: -55°C to 125°C
• Polymer cathode technology
• High frequency capacitance retention
• Non-ignition failure mode
• 100% accelerated steady state aging
• 100% surge current tested
• Volumetric efficiency
• Self-healing mechanism
• EIA standard case sizes

• Transistor NPN BC547

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

• Transistor 2N7000

 

    Spesifikasi dari 2N7000 :

             ·         Small signal N-Channel MOSFET

                   ·         Drain-Source Voltage (VDS) is 60V

                   ·         Continuous Drain Current (ID) is 200mA

                   ·         Pulsed Drain Current (ID-peak) is 500mA

                   ·         Gate threshold voltage (VGS-th) is 3V

                   ·         Gate-Source Voltage is (VGS) is ±20V

                   ·         Turn ON and Turn off time is 10ns each        

                   ·         Available in To-92 Package

                             Konfigurasi 2N7000 :

• Sensor Infrared

A. Konfigurasi Pin

Pin Name	Description
VCC	Power Supply Input
GND	Power Supply Ground
OUT	Active High Output

B. 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

C. Grafik Respon

Gambar grafik respon Sensor Infrared

• Water Sensor

A. Spesifikasi Water Sensor

            1.      Tegangan kerja: 5V

            1.      Bekerja Saat Ini: <20ma

            2.      Antarmuka: Analog

            3.      Lebar deteksi: 40mm × 16mm

            4.      Suhu Kerja: 10 ℃ ~ 30 ℃

            5.      Berat: 3g

            6.      Ukuran: 65mm × 20mm × 8mm

            7.      Antarmuka yang kompatibel dengan Arduino

            8.      Konsumsi daya rendah

            9.      Sensitivitas tinggi

            10.  Sinyal tegangan keluaran: 0 ~ 4.2V

B. Konfigurasi pin

. S = Signal Input

. + = VCC

. - = GND

C. Grafik Respon

LM3

Spesifikasi LM35 :
·Dikalibrasi Langsung dalam Celcius (Celcius)
·Faktor Skala Linear + 10-mV / ° C
·0,5 ° C Pastikan Akurasi (pada 25 ° C)
·Dinilai untuk Rentang Penuh −55 ° C hingga 150 ° C
·Cocok untuk Aplikasi Jarak Jauh
·Biaya Rendah Karena Pemangkasan Tingkat Wafer
·Beroperasi Dari 4 V hingga 30 V
·Pembuangan Arus Kurang dari 60-μA
·Pemanasan Mandiri Rendah, 0,08 ° C di Udara Diam
·Hanya Non-Linearitas ± ¼ ° C Tipikal
·Output Impedansi Rendah, 0,1 Ω untuk Beban 1-mA 
                         

Konfigurasi LM35:

C. Grafik Respon

• NTC

Spesifikasi NTC :
·Resistensi pada 25 derajat C: 10K + - 1%
·Nilai-B (konstanta material) = 3950 + - 1%
·Faktor disipasi (tingkat kehilangan energi dari mode osilasi) δ th = (di udara) kira-kira 7,5mW / K
·Konstanta waktu pendinginan termal <= (di udara) 20 detik
·Kisaran suhu termistor -55 ° C hingga 125 ° C
                         Konfigurasi NTC:

C. Grafik Respon

• LM358

A. Spesifikasi

• Short Circuit Protected Outputs 

• True Differential Input Stage 

• Single Supply Operation: 3.0 V to 32 V 

• Low Input Bias Currents 

• Internally Compensated 

• Common Mode Range Extends to Negative Supply 

• Single and Split Supply Operation 

• ESD Clamps on the Inputs Increase Ruggedness of the Device without Affecting Operation 

• NCV Prefix for Automotive and Other Applications Requiring Unique Site and Control Change Requirements; AEC−Q100 Qualified and PPAP Capable 

• These Devices are Pb−Free, Halogen Free/BFR Free and are RoHS Compliant

• Potentiometer (POT)

                  Spesifikasi Potentiometer:

    ·         Jenis: Rotary a.k.a Radio POT

    ·         Tersedia dalam nilai resistansi yang berbeda seperti 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1 M.

    ·         Peringkat Daya: 0.3W

    ·         Tegangan Input Maksimum: 200Vdc

    ·         Kehidupan Rotasi: 2000K siklus 

                 Konfigurasi potentiometer:

• 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) : 12V 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)

• Buzzer

A. Konfigurasi PIN Buzzer

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

B. Spesifikasi Buzzer

1. Rated Voltage : 12V 

2. DC Operating Voltage : 4 to 8V 

3. DC Rated Current* : ≤30mA 

4. Sound Output at 10cm* : ≥85dB 

5. Resonant Frequency : 2300 ±300Hz 

6. Tone : Continuous 

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

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

9. Weight : 2g 

*Value applying at rated voltage (DC)

• LED

  

  a. 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

  b. Konfigurasi Pin :  

  * Pin 1 : Positive terminal of LED

  * Pin 2 : Negative terminal of LED

• 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

• Push Button Switch

Push button switch (saklar tombol dorong) adalah jenis saklar dua posisi yang dapat menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan memutuskan hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.

• Voltmeter

Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

•  Heater

• Logic State

• Ground

Ground Berfungsi sebagai untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian

3. Dasar Teori [kembali]

• RESISTOR 

Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini :

Simbol Resistor

Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

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

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :

Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :

1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi

2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.

3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

Rumus Resistor:

Seri : R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

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

Paralel: 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n

Dimana :
R_total = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

• Dioda

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.Dioda memiliki simbol sebagai berikut :

Gambar Simbol Dioda

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. Kondisi 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. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.

B. Kondisi tegangan positif (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. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.

C. Kondisi tegangan negatif (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. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.

3. Rumus

• Transistor NPN

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

Simbol Transistor NPN BC547

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

Rumus dari Transitor adalah :

h_FE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor 

iB = perubahan arus basis 

h_FE = arus yang dicapai

Rumus dari Transitor adalah :

Karakteristik Input

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

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

 Karakteristik Output

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

Gelombang I/O Transistor

• Kapasitor

Kapasitor atau disebut juga dengan kondensator adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu. Fungsi kapasitor (kondensator) di antaranya adalah dapat memilih gelombang radio pada rangkaian tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai filter di dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya). Satuan nilai untuk kapasitor (kondensator) adalah Farad (F).

Rumus Kapasitas Kapasitor

 

 

                Rumus Kapasitor Keping Sejajar (Udara)

                Rumus Kapasitor Keping Sejajar (Medium)

 

 

                Rumus Kapasitas Kapasitor Bentuk Bola

 

• Sensor Infrared

Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar. Sensor infrared memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

Prinsip Kerja Sensor Infrared

 

Gambar 1. Ilustrasi prinsip kerja sensor infrared

Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.

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

Grafik Respon Sensor Infrared

 

Gambar 4. Grafik respon sensor infrared

Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.

•  NTC

Thermistor adalah salah satu jenis Resistor yang nilai resistansi atau nilai hambatannya dipengaruhi oleh Suhu (Temperature). Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) dan Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient).

Komponen Elektronika yang peka dengan suhu ini pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan inggris yang bernama Michael Faraday pada 1833. Thermistor yang ditemukannya tersebut merupakan Thermistor jenis NTC (Negative Temperature Coefficient). Michael Faraday menemukan adanya penurunan Resistansi (hambatan) yang signifikan pada bahan Silver Sulfide ketika suhu dinaikkan. Namun Thermitor komersil pertama yang dapat diproduksi secara massal adalah Thermistor ditemukan oleh Samuel Ruben pada tahun 1930. Samuel Ruben adalah seorang ilmuwan yang berasal dari Amerika Serikat.

Simbol NTC :

                Karakteristik NTC:

• E-MOSFET

E-MOSFET (Enhancement-metal-oxide semiconductor FET) adalah MOSFET tipe peningkatan yang terdiri dari E-MOSFET kanal-P dan E-MOSFET kanal-N. E-MOSFET kanal-P dan E-MOSFET kanal-N pada dasarnya sama, yang berbeda hanyalah polaritas pada pemberian biasnya saja.

Rumus dari E-MOSFET adalah :

Hubungan antara arus ID dengan VGS tidak lagi mengikuti persamaan Shockley sebagaimana pada JFET dan D-MOSFET, akan tetapi mengikuti persamaan dibawah. Persamaan ini berlaku untuk VGS > VT.

 

Simbol 2N700 di proteus :

                  Grafik 2N7000

•  Water Sensor

Water level merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air dengan output analog kemudian diolah menggunakan mikrokontroler. Cara kerja sensor ini adalah pembacaan resistansi yang dihasilkan air yang mengenai garis lempengan pada sensor. Semakin banyak air yang mengenai lempengan tersebut, maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan sebaliknya.

             Simbol water sensor di proteus:

•  LM35

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.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5ºC pada suhu 25ºC 

Simbol LM35 di proteus :

                Respon sensor:

• Potensiometer

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

• OP-AMP

Simbol 

 

 

Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.

 

 

Karakteristik IC OpAmp

• Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
• Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
• Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
• Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
• Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

                                                                           

Karakteristik IC OpAmp

• Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
• Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
• Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
• Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
• Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
• Karakteristik tidak berubah dengan suhu
  

Inverting Amplifier

 Rumus:

NonInverting

 Rumus:

Komparator

Rumus:

Adder

Rumus:

Bentuk Gelombang

• Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A. Relay memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

Gambar Simbol Relay

   
Kapasitas Pengalihan Maksimum:

Cara Kerja Relay :

1. Apabila coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnetik yang dapat menarik armature untuk merubah switch contact point.
2. Apabila coil tersebut sudah tidak dialiri arus listrik, maka Armature akan kembali lagi ke posisi Normally Close.
3. Umumnya, coil yang digunakan oleh relay untuk mengubah switch contact point ke posisi NC hanya membutuhkan arus listrik yang kecil.
4. 
   

• Buzzer

Buzzer   adalah   sebuah   komponen   elektronika   yang   berfungsi   untuk   mengubah  getaran  listrik  menjadi  getaran  suara  getaran  listrik  menjadi  getaran  suara.  Pada  dasarnya  prinsip  kerja buzzer  hampir  sama  dengan  loudspeaker,  jadi  buzzer  juga  terdiri  dari  kumparan  yang  terpasang  pada  diafragma  dan  kemudian  kumparan  tersebut  dialiri  arus  sehingga  menjadi  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).

Cara Kerja Buzzer pada saat aliran listrik atau tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian yang menggunakan piezoeletric tersebut. Piezo buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekwensi di kisaran 1 - 6 kHz hingga 100 kHz. Buzzer memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

Gambar Simbol Buzzer

• Light Emitting Code (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.

    Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, 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.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. 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).

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya

• Motor DC

     Motor DC 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.

Simbol DC Motor :

Cara Kerja Motor DC :

        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.Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

• Logic State

Gerbang logika atau logic State adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

• Push Button Switch

Push button switch (saklar tombol dorong) adalah jenis saklar dua posisi yang dapat menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan memutuskan hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.

• Voltmeter

Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

• Logic State

• Ground

Ground Berfungsi sebagai untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian

4. Percobaan [kembali]

A. Prosedur Percobaan

Step 1:SUSUN dan SIAPKAN KOMPONEN 

Step 2:RANGKAI KOMPONEN

Step 3: BUAT SIMULASI PADA PROTEUS

Step 4: MENCOBA RANGKAIAN

Step 5: MENERAPKAN RANGKAIAN

B. Rangkaian Simulasi

• Foto Rangkaian

 Saat Belum aktif

Saat sudah aktif

• Prinsip Kerja

A. Prinsip Kerja Sensor Infrared

Saat logic state berlogika 0, artinya sensor Infrared belum mendeteksi adanya gelas kosong, .Kemudian tegangan yang dikeluarkan di kaki Vout sebesar 0 V, Kemudian diteruskan ke rangkaian op-amp non  inverting amplifier dan menggunakan rumus Vo = (R7/R25+1).Vin, Vo = (20k/10k + 1).0 sehingga tegangan yang keluar dari Vo sebesar 0 volt. Kemudian diumpankan ke R5 dan diteruskan ke rangkaian detektor dan tegangan yang terbaca di kaki non inverting sebesar 0 mV sedangkan di kaki inverting tegangan yang terbaca sebesar +925 mV. Kemudian dengan menggunakan rumus Detektor yaitu ED= tegangan di kaki non inverting-tegangan di kaki inverting di kali Aol, sehingga hasilnya ED=0-(+925) dikali Aol yang sangat besar dan didapatkan tegangan output yang terbaca sebesar -15V. Kemudian dari Vo rangkaian detektor diumpankan ke resistor R4 dan diteruskan ke rangkaian Fixed Bias , dan tegangan yang terbaca di kaki base transistor Q2 sebesar -1,01V. Seperti yang kita ketahui bahwa tegangan tersebut belum cukup untuk mengaktifkan transistor Q2 dan menyebabkan tidak adanya arus yang mengalir dari power supply +12V kemudian diteruskan ke relay, ke kaki collector dan kaki emitor dan diteruskan ke ground. Dengan tidak adanya arus yang mengalir maka switch relay masih berada di sebelah kanan dan rangkaian tidak membentuk loop dan buzzer dan pompa air pun off.

Saat logic state berlogika 1, artinya sensor Infrared mendeteksi adanya gelas kosong, .Kemudian tegangan yang dikeluarkan di kaki Vout sebesar 5 V, Kemudian diteruskan ke rangkaian op-amp non  inverting amplifier dan menggunakan rumus Vo = (R7/R25+1).Vin, Vo = (20k/10k+ 1).5 sehimgga tegangan yang keluar dari Vo sebesar 15 volt. Kemudian diumpankan ke R5 dan diteruskan ke rangkaian detektor dan tegangan yang terbaca di kaki non inverting sebesar 15V sedangkan di kaki inverting tegangan yang terbaca sebesar +925 mV. Kemudian dengan menggunakan rumus Detektor non inverting yaitu ED= tegangan di kaki non inverting-tegangan di kaki inverting di kali Aol, sehingga hasilnya ED=15-(+0,925) dikali Aol yang sangat besar dan didapatkan tegangan output yang terbaca sebesar +15V.

Kemudian dari Vo rangkaian detektor diumpankan ke resistor R4 dan diteruskan ke rangkaian Fixed Bias, dan tegangan yang terbaca di kaki base transistor Q2 sebesar 0,98V. Seperti yang kita ketahui bahwa tegangan tersebut sudah cukup untuk mengaktifkan transistor Q2 dan menyebabkan adanya arus yang mengalir dari power supply +12V kemudian diteruskan ke relay, ke kaki collector dan kaki emitor dan diteruskan ke ground. Dengan adanya arus yang mengalir maka switch relay masih berada di sebelah kiri dan rangkaian membentuk loop dan buzzer dan pompa air pun on.

B. Prinsip Kerja Sensor Water

Saat sensor water belum mendeteksi adanya air yang penuh di gelas, maka tegangan yang keluar di kaki s sensor water yang diteruskan ke induktor L1 dan kapasitor C1 dan tegangan yang terbaca sebesar 0 V .Kemudian diteruskan ke R16 dan tegangan inputnya juga terbaca 0 V. Kemudian arus diteruskan rangkaian op-amp non inverting amplifier dan menggunakan rumus Vo = (R21/R22+1).Vin, Vo = (20k/10k + 1).0 sehingga tegangan yang keluar dari Vo sebesar 0 volt. Kemudian Vo rangkaian opamp non inverting amplifier diumpankan ke R20 dan diteruskan ke rangkaian detektor dan tegangan yang terbaca di kaki non inverting sebesar 0 mV sedangkan di kaki inverting tegangan yang terbaca sebesar +1000 mV. Kemudian dengan menggunakan rumus Detektor yaitu ED= tegangan di kaki non inverting-tegangan di kaki inverting di kali Aol, sehingga hasilnya ED=0-(+1000) dikali Aol yang sangat besar dan didapatkan tegangan output yang terbaca sebesar -15V. Kemudian dari Vo rangkaian detektor diumpankan ke resistor R19 dan diteruskan ke rangkaian Fixed Bias, dan tegangan yang terbaca di kaki base transistor Q3 sebesar -14,4V. Seperti yang kita ketahui bahwa tegangan tersebut belum cukup untuk mengaktifkan transistor Q2 dan menyebabkan tidak adanya arus yang mengalir dari power supply +12V kemudian diteruskan ke relay, ke kaki collector dan kaki emitor dan diteruskan ke ground. Dengan tidak adanya arus yang mengalir maka switch relay masih berada di sebelah kanan dan rangkaian tidak membentuk loop dan LED mati dan pompa air masih hidup.

Saat sensor water mendeteksi adanya air yang penuh di gelas, maka tegangan yang keluar di kaki s sensor water yang diteruskan ke induktor L1 dan kapasitor C1 dan tegangan yang terbaca sebesar 2,77 V .Kemudian diteruskan ke R16 dan tegangan inputnya juga terbaca 2,77 V. Kemudian arus diteruskan rangkaian op-amp non inverting amplifier dan menggunakan rumus Vo = (R21/R22+1).Vin, Vo = (20k/10k + 1).2,77 sehingga tegangan yang keluar dari Vo sebesar 8,29 volt. Kemudian Vo rangkaian opamp non inverting amplifier diumpankan ke R20 dan diteruskan ke rangkaian detektor dan tegangan yang terbaca di kaki non inverting sebesar 0 mV sedangkan di kaki inverting tegangan yang terbaca sebesar +1000 mV. Kemudian dengan menggunakan rumus Detektor yaitu ED= tegangan di kaki non inverting-tegangan di kaki inverting di kali Aol, sehingga hasilnya ED=8,29-(+1000) dikali Aol yang sangat besar dan didapatkan tegangan output yang terbaca sebesar +15V. Kemudian dari Vo rangkaian detektor diumpankan ke resistor R19 dan diteruskan ke rangkaian Fixed Bias, dan tegangan yang terbaca di kaki base transistor Q4 sebesar 0,91V. Seperti yang kita ketahui bahwa tegangan tersebut belum cukup untuk mengaktifkan transistor Q4 dan menyebabkan  adanya arus yang mengalir dari power supply +12V kemudian diteruskan ke relay, ke kaki collector dan kaki emitor dan diteruskan ke ground. Dengan  adanya arus yang mengalir maka switch relay masih berada di sebelah kiri dan rangkaian  membentuk loop dan LED hidup dan pompa air mati.

C. Prinsip Kerja Sensor LM35

Saat belum memilih air panas, maka LM 35 aka bersuhu di bawah 80℃ yaitu 78℃ dan output yang keluar dari kaki vout LM35 diteruskan ke R13 dan masuk ke ke kaki non inverting, sehingga tegangan yang terbaca sebesar +828mV sedangkan di kaki inverting terbaca sebesar +833mV.  Kemudian dengan menggunakan rumus opamp detektor yaitu ED=(Vnon inverting - V inverting).Aol yang sangat besar dan didapatkan hasil tegangan output yang terbaca sebesar -11,9 V dan merupakan -Vsaturasi. Kemudian dari Vo rangkaian detektor diumpankan ke resistor R27 dan arus yang terbaca di kaki Gate Transistor Q1 yaitu sebesar -11,9 V. Seperti yang kita ketahui, bahwa tegangan tersebut belum cukup untuk mengaktifkan transistor Q1 dan menyebabkan tidak adanya arus yang mengalir dari power supply +12V ke relay, ke kaki drain dan ke kaki source terus ke ground. Dengan tidak adanya arus yang mengalir, maka switch relay masih berada di sebelah kanan dan rangkaian tidak membentuk loop dan Oven mati dan pompa air juga tidak mengeluarkan air panas .

Saat memilih air panas, maka sensor LM 35 akan aktif pada suhu 80℃ dan output yang keluar dari kaki vout transistor akan diteruskan ke resistor R3 dan diperkecil arusnya. Kemudian diteruskan ke kaki non inverting, sehingga tegangan yang terbaca adalah +849mV sedangkan di kaki inverting tegangan yang terbaca sebesar +833mV. Kemudian dengan menggunakan rumus opamp detektor yaitu ED= (Vnon inverting- Vinverting). Aol yang sangat besar, didaptkan tegangan output yang terbaca sebesar +11 V. Kemudian, dari Vo rangkaian detektor diumpankan ke Resistor R27 dan diperkecil arus dan diteruskan ke kaki Gate Transistor Q1. Sehingga tegangan yang terbaca adala +11 V. Seperti yang sudah kita ketahui bahwa tegangan tersebut sudah cukup untuk mengaktifkan transistor Q1 dan menyebabkan adanya arus yang mengalir dari power supply +12V ke relay, ke kaki drain, ke kaki source, dan kemudian diteruskan ke ground. Dengan adanya arus yang mengalir, maka switch relay akan berpindah ke kiri dan menghidupkan oven dan pompa air mulai mengeluarkan air panas.

D. Prinsip Kerja NTC

Saat belum memilih air dingin, maka NTC akan bersuhu di bawah 3℃ dan output yang keluar dari kaki NTC yang diteruskan ke resistor R13 dan diatur resistansinya di pot hg rv5, sehingga tegangan yang terbaca di kaki non inverting sebesar +440mV. sedangkan di kaki inverting tegangan yang terbaca sebesar +650mV. Kemudian dengan menggunakan rumus opamp detektor yaitu ED=(Vnon inverting - V inverting).Aol yang sangat besar dan didapatkan hasil tegangan output yang terbaca sebesar -12 V dan merupakan -Vsaturasi. Kemudian dari Vo rangkaian detektor diumpankan ke resistor R10 dan arus yang terbaca di kaki Gate Transistor Q3 yaitu sebesar -12 V. Seperti yang kita ketahui, bahwa tegangan tersebut belum cukup untuk mengaktifkan transistor Q3 dan menyebabkan tidak adanya arus yang mengalir dari power supply +12V ke relay, ke kaki drain dan ke kaki source terus ke ground. Dengan tidak adanya arus yang mengalir, maka switch relay masih berada di sebelah kanan dan rangkaian tidak membentuk loop dan LED mati dan pompa air juga tidak mengeluarkan air dingin.

Saat memilih air dingin, maka NTC akan bersuhu  3℃ dan output yang keluar dari kaki NTC yang diteruskan ke resistor R13 dan diatur resistansinya di pot hg rv5, sehingga tegangan yang terbaca di kaki non inverting sebesar +660mV. sedangkan di kaki inverting tegangan yang terbaca sebesar +650mV. Kemudian dengan menggunakan rumus opamp detektor yaitu ED=(Vnon inverting - V inverting).Aol yang sangat besar dan didapatkan hasil tegangan output yang terbaca sebesar +11 V dan merupakan -Vsaturasi. Kemudian dari Vo rangkaian detektor diumpankan ke resistor R10 dan arus yang terbaca di kaki Gate Transistor Q3 yaitu sebesar +11 V. Seperti yang kita ketahui, bahwa tegangan tersebut cukup untuk mengaktifkan transistor Q3 dan menyebabkan adanya arus yang mengalir dari power supply +12V ke relay, ke kaki drain dan ke kaki source terus ke ground. Dengan adanya arus yang mengalir, maka switch relay masih berada di sebelah kanan dan rangkaian membentuk loop dan LED hidup dan pompa air juga  mengeluarkan air dingin.

5. Video [kembali]

6. Link Download [kembali]

• Download File HTML klik disini
• Download Rangkaian klik disini
• Download Video klik disini
• Download Data Sheet Resistor 220  klik disini
• Download Data Sheet Resistor 10k klik disini
• Download Data Sheet Transistor NPN BC547 klik disini
• Download Datasheet 2N7000 klik disini
• Download Data Sheet LM358 Klik Disini
• Download Data Sheet Relay 12V klik disini
• Download Data Sheet Buzzer klik disini
• Download Datasheet LED klik disini
• Download Data Sheet Motor DC klik disini
• Download Data Sheet LM35 klik disini
• Download Data Sheet NTC klik disini
• Download Data Sheet Water Sensor klik disini
• Download Data Sheet Sensor Infrared klik disini
• Download File Library Water Sensor klik disini
• Download File Library Sensor Infrared klik Disini

[menuju awal]