TUGAS BESAR

 TUGAS BESAR

[menuju akhir]

KONTROL SUHU RUANGAN

[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]

• Untuk mengetahui dan memahami Pemakaian kontrol suhu ruangan
• Untuk mengetahui dan memahami  Aplikasi Encoder-Decoder
• untuk memahami aplikasi Mux-Demux

2. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

• Baterai 12 V

Baterai 12 V berfungsi sebagai sumber energi listrik yang digunakan dalam simulasi ini.

• Power Supply 5V

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

B. Bahan

• Resistor 10 K

Specifications
Resistance (Ohms)	10K
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

A. Spesifikasi :

B.  Konfigurasi Pin:

• 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

• 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

• Touch Sensor

 

a. Spesifikasi :

* Operating voltage 2.0V~5.5V

* Operating current @VDD=3V, no load

* At low power mode typical 1.5uA, maximum 3.0uA

* The response time max 220mS at low power mode @VDD=3V

* Sensitivity can adjust by the capacitance(0~50pF) outside

* Stable touching detection of human body for replacing traditional direct switch key

* Provides Low Power mode

* Provides direct mode、toggle mode by pad option(TOG pin) Q pin is CMOS output

* All output modes can be selected active high or active low by pad option(AHLB pin)

* After power-on have about 0.5sec stable-time, during the time do not touch the key pad, and the function is disabled

* Auto calibration for life at low power mode the re-calibration period is about 4.0sec normally, when key detected touch and released touch, the auto re-calibration will be redoing after about 16sec from releasing key

* The sensitivity of TTP223N-BA6 is better than TTP223-BA6’s. but the stability of TTP223N-BA6 is worse than TTP223-BA6’s.

b. Konfigurasi Pin :

* Pin 1 : Vcc

* Pin 2 : Gnd

* Pin 3 : Vout

c. grafik respon

• Relay 12V

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)

• 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

 

• 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

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).

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

• 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.

• Touch Sensor

 

Digital Touch Sensor inilah salah satu saklar modern. Digital Touch Sensor merupakan sebuah modul sensor yang berfungsi seperti tombol/saklar, namun cara penggunaanya hanya perlu dengan menyentuhnya menggunakan jari kita. Pada saat disentuh oleh jari, sensor akan mendeteksi aliran arus listrik pada tubuh manusia karena tubuh manusia dapat mengalirkan listrik. Data akan berlogika 1 (HIGH) saat disentuh oleh jari dan akan berlogika 0 (LOW) saat tidak disentuh.

Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.

 Grafik Respon Sensor Sentuh

Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.

• 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.

• 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.

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

• Prinsip Kerja

A. Pada Saat Kondisi Suhu Normal dan Tidak Ada Orang Di dalam

    Pada saat ini angka yang ditampilkan pada seven segment yaitu berupa angka 0. Pada kondisi ini sensor suhu <27 sehingga tidak ada output nya tidak mencukupi dan menyebabkan input pada kaki inverting lebih besar dari kaki non inverting. Sehingga outputnya berupa - saturasi dan tidak adanya output yang mengalir pada gerbang AND dan diteruskan ke IC 74139 sehingga outputan pada IC demux 74139 menyebabkan tegangan yang mengalir pada self bias tidak mencukupi dan AC tidak menyala.

B. Pada Kondisi Kamar Terasa Panas dan Tidak Ada Orang Di dalam

    Pada saat ini angka yang ditampilkan oleh sevent segment yaitu berupa angka 1. Pada kondisi ini walaupun tegangan yang mengalir pada OP AMP non inverting sudah bernilai +saturasi namun masih saja belum bisa untuk mengaktifkan AC dikarenakan AC akan hidup otomatis jika prinsip kerja gerbang AND pada rangkaian sudah terpenuhi atau bisa dikatakn jika sudah ada orang di dalam.

C. Pada Kondisi Suhu Normal dan Ada Orang Di dalam

    Pada saat ini angka yang ditampilkan oleh sevent segment yaitu berupa angka 2. Pada Kondisi ini AC belum bisa menyala otomatis namun bisa dinyalakan menggunakan sensor suara dengan mengatakan "hidupkan AC" dan dapat dimatikan dengan mengatakan "matikan AC". Hal ini dikarenakan untuk inputan pada gerbang DEMUX itu tergantung dengan sensor suara, suhu dan infrared. Semua berjalan sesuai dengan yang ada pada tabel kebenaran.

D. Pada Kondisi Kamar Terasa Panas dan Ada Orang Di dalam

    Pada saat ini angka yang ditampilkan oleh sevent segment yaitu berupa angka 3. Namun pada kondisi ini AC akan otomatis menyala seperti yang bisa kita lihat dikarenakan pada ic Demux bisa kita lihat pada inputan A dan B tersebut berupa 0 dan 1 dan output yang dari Y0 dan Y1 dihubungkan ke gerbang OR dengan prinsip gerbang OR menyebabkan adanya tegangan yang mengalir ke self bias dan menyebabkan AC menyala.

E. Prinsip Kerja Pintu Otomatis

    Pada rangkaian bisa kita lihat terdapat dua buah sensor suara yang berisikan perintah untuk membuka dan menutup pintu. Sensor ini terhubung dengan sensor infrared dan kemudian dihubungkan ke gerbang AND sehingga arus yang mengalir pada fixed bias itu tergantung dari gerbang AND nya sendiri. Pintu akan terbuka jika sudah terdeteksi adanya orang di depan pintu dan kemudian motor membuka pintu akan aktif dan lampu sementara juga hidup. Kemudian pada saat menutup pintu juga bisa menggunakan sensor sehingga nantinya jika terdengar perintah "tutup pintu" maka pintu akan menutup sendirinya dan lampu utama akan menyala.

F. Prinsip Kerja Sensor Touch

    Pada rangkaian ini sensor touch berfungsi untuk menjalankan atau mematikan rangkaian yang dihubungkan ke pin enable IC demux 74193 dimana jika sensor ini aktif maka pin enable akan non aktif dan rangkaian akan hidup namun jika pin ini tidak aktif maka rangkaian yang mengacu pada AC otomatis tidak menyala

5. Video [kembali]

6. Link Download [kembali]

• Download HTML klik disini
• Download Rangkaian klik disini
• Download Video klik disini
• Download Data Sheet Resistor 10k klik disini
• Download Data Sheet Dioda 1N4001 klik disini
• Download Data Sheet Transistor NPN BC547 klik disini
• Download Data Sheet Sensor Infrared klik disini
• Download Data Sheet Relay 12V klik disini
• Download Data Sheet Motor DC klik disini
• Download File Library Sensor Infrared klik Disini
• Download File Library Sensor Touch klik Disini
• Download File Library Sensor Sound klik Disini

[menuju awal]