GORDEN DAN TUMBLR KAMAR OTOMATIS
1. Tujuan
a.
Untuk mengetahui sensor sound dan sensor LDR.
b.
Untuk memahami prinsip sensor sound dan sensor LDR.
c.
Mengaplikasikan sensor sound dan sensor LDR sebagai gorden dan tumlr
kamar.
2. Alat dan
Bahan
Alat:
1. Voltmeter DC
2. Ground
3. Power supply
Bahan:
1. Resistor
2. Sensor sound
3. Motor DC
4.
Relay
5. Diode
6. Gerbang
NAND
1. Sensor
sound
2. Resistor
Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen
elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan
menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Satuan
Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI
untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari
nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau
juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga
sekarang.
Rumus dari Rangkaian Seri
Resistor: Rtotal = R1 + R2 + R3 + ..... + Rn
Rumus dari Rangkaian paralalResistor:
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ..... + 1/Rn
Rumus resistor dengan hukum ohm: R = V/I
Cara membaca resistor:
3. Transistor NPN
Termasuk dalam komponen semikonduktor aktif adalah
transistor, Transistor sebenarnya kepanjangan dari Transfer dan Varistor.
Mengenal karakteristiknya transistor terbagi dua kategori
ialah Bipolar Junction Transistor (BJT) dan Unipolar
Transistor. Kerja transistor pada dasarnya difungsikan sebagai saklar
elektronik (Switching) dan penguat sinyal (Amplifier).
Jenis Transistor:
1. Bipolar
Junction Transistor (BJT)
Bi artinya dua dan Polar asal
kata dari polarity yang artinya polaritas, dengan kata lain bipolar
junction transistor (BJT) adalah jenis Transistor yang memiliki dua
polaritas yaitu hole (lubang) atau elektron sebagai carier (pembawa) untuk
menghantarkan arus listrik. Prinsip dasar konstruksinya disusun seperti dari
dua buah dioda yang disambungkan pada kutub yang sama yaitu Anoda dengan anoda
sehingga menghasilkan transistor jenis NPN atau Katoda dengan katoda
yang menjadi transistor jenis PNP.
2. Unipolar Junction Transistor (UJT)
Pada transistor UJT hanya satu
polaritas saja yang dijadikan carier/pembawa muatan arus listrik, yaitu
elektron saja atau hole/lubangnya saja, tergantung dari jenis transistor UJT
tersebut. Karena prinsip kerjanya transistor ini berdasarkan dari efek
medan listrik, maka transistor UJT lebih dikenal dengan nama FET (Field Efect
Transistor) atau Transistor Efek Medan.
Karakteristik:
4. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar
atau swirch 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.
Berikut adalah simbol dari komponen relay. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4
komponen dasar yaitu :
A. Electromagnet (Coil)
B. Armature
C. Switch Contact Point (Saklar)
D. Spring
Prinsip 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.
6. Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang
dapat
merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat
digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Jenis-jenis Baterai
1.
Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)
Baterai
jenis ini pada umumnya memberikan tegangan
1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA
(kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai
Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9
Volt. Jenis-jenis : Baterai Zinc-Carbon (Seng-Karbon), Baterai Alkaline
(Alkali), Baterai Lithium, Baterai
Silver Oxide
2. Baterai Sekunder (Baterai Isi
Ulang/Rechargeable)
Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder menghasilkan
arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi Kimia pada
Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada saat Baterai digunakan
dengan menghubungkan beban pada terminal Baterai (discharge), Elektron akan
mengalir dari Negatif ke Positif. Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar
(Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif
ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis Baterai
yang dapat di isi ulang (rechargeable Battery) yang sering kita temukan antara
lain seperti Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) dan
Li-Ion (Lithium-Ion).
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.
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).
8. Gerbang And
AND adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0 apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya output berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1.
4. Prosedur
percobaan
·
Buka aplikasi proteus
·
Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian
ini dibutukan komponen, seperti sensor MQ2, resistor, dioda, relay, motor, led,
gerbang nand, gerbang and, inverter dan baterai
·
Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang
diinginkan
·
Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
·
Tambahkan DC voltmeter untuk mengetahui besar
tegangan yang dinginkan.
·
Jalankan simulasi rangkaian.
5. Gambar rangkaian
Pada rangkaian
diatas digunakan 2 sensor ldr yang
diletakkan didalam kamar (A) dan diluar kamar dan terkena sinar matahari
(B). Saat menutup gorden di malam hari
Saat sensor A mendeteksi adanya cahaya di dalam kamar dari lampu, maka cahaya akan masuk ke LDR. Saat LDR mendapatkan cahaya dengan intensitas tinggi maka resistansi LDR akan kecil sehingga arus dari Vcc dapat mengalir. Arus kemudian masuk ke potensiometer dan ke op-amp. Op-amp pada rangkaian berfungsi sebagai komparator. Tegangan dari Vcc kemudian masuk ke op-amp dan dibandingkan dengan tegangan pada potensiometer. Karena resistansi LDR kecil maka tegangan yang mengalir ke kaki negatif op amp menjadi besar dan sesuai prinsip kerja komparator maka output dari op-amp adalah tegangan yang besar maka LED 1 menyala sebagai indikator di dalam kamar lampu hidup. Logika 1 kemudian masuk ke input 1 gerbang OR 1 dan input 2 mendapat logika 0 dari ground sehingga output nya adalah logika 1 yang memutar motor secara clockwise dan menutup gorden. Sedangkan sensor di luar ruangan tidak mendapatkan cahaya karena keadaan gelap di malam hari, sehingga resistansi LDR besar dan arus dari Vcc tidak dapat mengalir ke potensiometer dan Op-amp sehingga tidak ada juga arus yang mengalir dari output op-amp (sangat kecil) sehingga input2 gerbang OR4 berlogika 0 dan input 1 gerbang OR 4 juga mendapat logika 0 dari ground maka motor mengikuti arah putaran motor 1 yaitu clockwise dan gorden tertutup.
Saat membuka gorden di pagi hari
Saat sensor B mendeteksi adanya cahaya di luar kamar
dari matahari, maka cahaya akan masuk ke LDR. Saat LDR mendapatkan cahaya
dengan intensitas tinggi maka resistansi LDR akan kecil sehingga arus dari Vcc
dapat mengalir. Arus kemudian masuk ke potensiometer dan ke op-amp. Op-amp pada
rangkaian berfungsi sebagai komparator. Tegangan dari Vcc kemudian masuk ke
op-amp dan dibandingkan dengan tegangan pada potensiometer. Karena resistansi
LDR kecil maka tegangan yang mengalir ke kaki negatif op - amp menjadi besar
dan sesuai prinsip kerja komparator maka output dari op-amp adalah tegangan
yang besar maka LED 2 menyala sebagai indikator matahari sudah terbit. Logika 1
kemudian masuk ke input 2 gerbang OR 4 dan input 1 mendapat logika 0 dari
ground sehingga output nya adalah logika 1 yang memutar motor secara
counterclockwise dan membuka gorden.
Sedangkan sensor di dalam ruangan tidak mendapatkan cahaya karena lampu dimatikan, sehingga resistansi LDR besar dan arus dari Vcc tidak dapat mengalir ke potensiometer dan Op-amp sehingga tidak ada juga arus yang mengalir dari output op-amp (sangat kecil) sehingga input1 gerbang OR1 berlogika 0 dan input 2 gerbang OR 1 juga mendapat logika 0 dari ground maka motor mengikuti arah putaran motor 2 yaitu counterclockwise dan gorden membuka.
Pada rangkaian tersebut, digunakan 4 buah JK Flip -
Flop yang disusun sejajar dengan input clock pada flip-flop pertama. Input J
dan K masing - masing dihubungkan ke VCC yang memberikan logika 1. Dengan J dan
K yang berlogika 1, maka JK flip - flop berada pada kondisi toggle. Sesuai
dengan kondisi JKFF apabila J dan K berlogika 1 dan kemudian diberi input clock
naik, maka output pada Q adalah logika yang berlawanan. Output logika yang
berubah - ubah dan terjadi secara kontinu akibat inputan clock pada JKFF
pertama, akan menjadi input clock pada JKFF kedua, dan dengan prinsip kerja
yang sama hingga output pada JKFF keempat juga berupa clock. Semakin banyak
flip - flop yang digunakan, waktu yang dibutuhkan output untuk berubah semakin
lama. Pada JKFF pertama membutuhkan 2 kali clock, pada JKFF kedua dibutuhkan 4
kali clock, pada JKFF ketiga membutuhkan 8 kali clock, dan pada JKFF keempat
membutuhkan 16 kali clock. Untuk memproses kode biner tersebut maka digunakan
IC 74LS47 sebagai BCD dekoder, atau mengubah kode biner menjadi bentuk sesuai
yang dikodekan. Maka output Q1 dihubungkan ke pin A, Q2 dihubungkan ke pin B,
Q3 dihubungkan ke pin C, dan Q4 dihubungkan ke pin D. Output IC 74LS47 kemudian
dihubungkan ke seven segment. Pada rangkaian digunakan seven segment common
anoda, dimana seven segment dihubungkan dengan VCC untuk memberikan tegangan
(logika 1). Segmen - segmen tersebut terdiri dari LED yang akan aktif
apabila dialiri arus. Arus mengalir memerlukan beda potensial. Maka untuk
menghasilkan beda potensial dihubungkan ke ground (logika 0). Sehingga dapat
disimpulkan pada rangkaian diatas, segmen akan hidup apabila berlogika 0.
Output dari dekoder kemudian ditampilkan oleh seven segment dengan prinsip pin
yang berlogika 0 segmennya akan menyala. Dan proses inilah yang menyebabkan
angka - angka tersebut dapat ditampilkan dan dapat menjalankan proses
counting.
6. Video
7. Download
file
HTML: disini
File rangkaian: dis
ini
Video: disi
ni
Datasheet sound sensor:
Datasheet transistor npn:
Datasheet NAND:
Datasheet OR: disini
Datasheet resistor:
Library sound sensor:
Datasheet Diode: disini
Datasheet LDR:
Datasheet JKFF: di
sini
Datasheet 74LS47: d
isini
0 Komentar