KOTAK JEBAKAN BURUNG
a. Memahami
karakteristik sensor PIR dan touch sensor
b. Mensimulasikan
rangkaian dari sensor PIR dan touch sensor
c. Memahami
prinsip kerja sensor PIR dan touch sensor
Alat:
a.
Voltmeter DC
Difungsikan
guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian
listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada
lokasi komponen yang sedang diukur.
Bahan:
a.
Resistor
Resistor merupakan komponen elektronika pasif yang berfungsi
untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai
terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor
sebanding dengan arus yang melewatinya.
Spesifikasi:
b.
Transistor
NPN
Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki yaitu basis, kolektor, dan emitter.
Spesifikasi:
c. Baterai
Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.
d. Relay
Relay adalah salah satu komponen elektronika yang
berfungsi untuk menyambung dan memutuskan arus listrik dalam sebuah
rangkaian. Karena fungsi relay tersebut, itulah mengapa komponen
yang satu ini juga disebut sebagai saklar.
Spesifikasi Relay umumnya adalah tegangan input 5
VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan
arus kerja 10 A.
Konfigurasi pin:
Spesifikasi:
e. OpAmp
Operasional Amplifier atau lebih dikenal dengan Op Amp adalah
suatu komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai penguat atau amplifier
multiguna. Penguat ini memiliki dua input yaitu inverting dan non-inverting,
serta sebuah terminal output.
Spesifikasi:
f.
Ground
Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik
kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik
tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.
g.
Motor
DC
Motor
DC digunakan sebagai output dari rangkaian dan juga merupakan alat yang dapat
mengubah energi listrik menjadi energi listrik menjadi energi gerak berupa
putaran.
Konfigurasi pin:
Pin 1 : Terminal 1
Pin 2 : Terminal 2
h. Sensor GP2D12
i. LED
LED merupakan sebuah komponen
elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan
maju. LED terbuat dari bahan semikonduktor yang merupakan keluarga dioda. LED
dapat memancarkan berbagai warna, tergantung dari bahan semikonduktor yang
digunakan.
Spesifikasi:
j.
Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen
elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer
ini biasa dipakai pada sistem alarm, juga bisa digunakan sebagai indikasi
suara. Buzzer adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser.
Sederhananya buzzer mempunyai 2 buah kaki yaitu positive dan negative.
a.
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. Satuan Resistor adalah Ohm
(simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi
listrik. Resitor 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 (V = I.R ).
Cara
menghitung nilai resistor:
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di tubuh resistor :
Perhitungan untuk resistor dengan
4 gelang warna :
•
Masukkan angka
langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)
•
Masukkan angka
langsung dari kode warna gelang ke-2
•
Masukkan Jumlah nol
dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)
•
Gelang ke 4 merupakan
toleransi dari nilai resistor tersebut
Perhitungan untuk
resistor dengan 5 gelang warna :
•
Masukkan angka langsung
dari kode warna gelang ke-1 (pertama)
•
Masukkan angka
langsung dari kode warna gelang ke-2
•
Masukkan angka
langsung dari kode warna gelang ke-3
•
Masukkan Jumlah nol
dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)
•
Gelang ke 5 merupakan
toleransi dari nilai resistor tersebut.
b.
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. 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.
•
Emitor (E) memiliki
fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
•
Kolektor (C) berperan
sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
•
Basis (B) berguna
untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui
kolektor.
c.
Baterai
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.
Prinsip operasi
Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi
listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari
2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang
berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode
negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya
termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah.
Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi
(elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan
teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan,
proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi
terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda
untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara
sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit.
d.
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 :
•
Electromagnet (Coil)
•
Armature
•
Switch Contact Point (Saklar)
•
Spring
Berikut ini merupakan
gambar dari bagian-bagian relay :
Kontak Poin (Contact
Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
•
Normally Close (NC) yaitu kondisi awal
sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
•
Normally Open (NO) yaitu kondisi awal
sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
e. Opamp
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai penguat sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa transistor, dioda, resistor dan kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan penguat operasional.
Secara
umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki
karakteristik sebagai berikut :
•
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
f.
Ground
Ground
adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah
atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari
berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.
Kegunaan Ground
1. Titik kembali nya arus atau sinyal listrik
2. Pelindung terhadap gelombang elektromagnetik dari
udara sekitar
3. Pengaman setrum jika ada kerusakan (ground sesungguhnya)
4. Titik patokan (referensi) tegangan atau sinyal dari
berbagai titik di rangkaian.
5. Menghilangkan dengung (hum) pada penguat audio (amplifier)
6. Mengurangi Noise pada penguat audio (amplifier)
7. Pada kendaraan (mobil atau motor) mengurangi kebutuhan
kabel listrik, karena menjadikan body motor atau mobil sebagai pengganti kabel
negatif.
8. dll.
g. 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.
Prinsip Kerja Motor DC
Terdapat dua bagian utama pada sebuah motor listrik
DC, yaitu stator dan rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar,
bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan rotor
adalah bagian yang berputar, terdiri dari kumparan jangkar. Pada prinsipnya
motor 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 sebaliknya. Karena kutub utara
dan selatan kumparan bertemu maka akan terjadi saling tarik menarik yang
menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.
h. Sound Sensor
Digunakan untuk membaca jarak. Sensor ini menggunakan prinsip pantulan sinar infra merah. Dalam aplikasi ini nilai tegangan keluran dari sensor yang berbanding terbalik dengan hasil pembacaan jarak dikomparasi dengan tegangan referensi komparator.
Spesifikasi Teknis
• Range:10 to 80cm
• Update frequency / period:25Hz / 40ms
• Direction of the measured distance:Very directional, due to the IR LED
• Max admissible angle on flat surface:> 40°
• Power supply voltage:4.5 to 5.5V
• Noise on the analog output:< 200mV
• Mean consumption:35mA
• Peak consumption:about 200mA
Kelemahan
• Respon 40ms
• Error bila Jarak<10cm dan pada Cermin
• Hanya dapat mengukur <80cm
Kelebihan
• Dapat mengukur jarak pada bidang miring
• Sudut pengukuran sempit
• Sangat direktif
j. LED
LED merupakan sebuah
komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED
terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan
disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.
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).
k. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen
elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran
suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, 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.
4. Prosedur Percobaan [Kembali]
1. Buka aplikasi proteus
2. Siapkan alat dan bahan pada library proteus, pada rangkaian ini yaitu
berupa resistor, baterai, transistor NPN, DC voltmeter, relay, lampu, opamp,
ground, motor DC, sound sensor, gp2d12 sensor, LED, dan buzzer.
3. Rangkai setiap komponen
4. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
5. Jalankan simulasi rangkaian
5. Rangkaian Simulasi [Kembali]
Ketika sound sensor dan gp2d12 sensor tidak mendeteksi adanya burung (berlogika 0)
Ketika sound sensor dan gp2d12 sensor mendeteksi adanya burung (berlogika 1)
Prinsip
Kerja:
Ketika gp2d12 sensor tidak mendeteksi adanya objek (pada rangkaian ini yaitu burung), maka tidak ada arus yang mengalir dari Vout sensor. Relay tidak berpindah ke kiri, maka arus mengalir dari baterai3 untuk menghidupkan motor2, dimana motor ini berfungsi untuk menutup pintu perangkap.
Kemudian ketika gd2d12 sensor mendeteksi adanya burung, maka arus akan mengalir dari Vout ke R7 dimana tegangan yang keluar adalah sebesar 5V. Kemudian diteruskan ke basis transistor Q2 yang bertegangan 4.96 V maka transistor on. Arus mengalir dari baterai ke kolektor Q2 lalu ke emitter Q2. Dari emitter diteruskan ke R2 lalu ke ground. Kemudian arus pada output opamp yang bertegangan 12.6V diteruskan ke R3 dan R9. Dari R3 ke R1 lalu ke ground. Dari R9 ke basis transistor Q3 yang bertegangan 0.88V, maka transistor on. Kemudian arus mengalir dari baterai ke relay lalu ke kolektor Q3 lalu ke emitter Q3. Maka relay berpindah ke kiri, arus mengalir dari baterai ke motor1 sehingga motor1 hidup (pintu perangkap terbuka).
Kemudian ketika burung sudah terperangkap, burung akan bersuara, sound sensor berlogika 1, maka arus mengalir dari Vout ke
R8 dimana tegangan yang keluar adalah sebesar 5V. Kemudian diteruskan ke basis
transistor Q1 yang bertegangan 4.96V maka transistor on. Arus mengalir dari
baterai ke kolektor Q1 lalu ke emitter Q1. Dari emitter diteruskan ke R4 lalu
ke ground. Kemudian arus pada output opamp yang bertegangan 12.6V diteruskan ke
R6 dan R11. Dari R6 ke R5 lalu ke ground. Dari R11 ke basis transistor Q4 yang
bertegangan 0.88V, maka transistor on. Kemudian arus mengalir dari supply 12V
ke relay lalu ke kolektor Q4, lalu ke emitter Q4, dan berakhir di ground. Maka
relay berpindah ke kanan, arus mengalir dari baterai ke R13 dan buzzer, buzzer
hidup. Dari R13 lalu ke led, sehingga led hidup.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar