GARASI OTOMATIS
(Infrared Sensor,Sound Sensor Touch dan ,Magnet sensor)
1. Tujuan (DAFTAR ISI)
a. Mengetahui dan memahami prinsip
kerja Infrared Sensor
b. Mengetahui dan memahami prinsip
kerja Sound Sensor
c. Mengetahui dan memaham adder 7482
2. Alat dan Bahan (DAFTAR ISI)
a. Alat
·
Power Supply
·
Battery
·
DC Voltmeter
b. Bahan
·
Resistor
Spesifikasi:
Resistance (Ohms) : 220
V
Power (Watts) :
0,25 W, ¼ W
Tolerance :
± 5%
Packaging :
Bulk
Composition :
Carbon Film
Temperature Coefficient : 350ppm/°C
Lead Free Status :
Lead Free
RoHS Status :
RoHs Complient
·
Transistor
Spesifikasi:
-
DC Current gain(hfe) maksimal 800
-
Arus Collector kontinu(Ic) 100mA
-
Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6V
-
Arus Base(Ib) maksimal 5mA
·
Relay
·
Motor DC
Spesifikasi:
-
Operating temperature : -10oC – 60oC
-
Rated voltage : 6.0VDC
-
Rate load : 10 g*cm
-
No-load current : 70 mA max
-
No-load speed : 9100±1800rpm
-
Loaded current : 250 A max
-
Loaded speed : 4500±1500 rpm
-
Starting torque : 20 g*cm
-
Starting voltage : 2.0
-
Stall current : 500 mA max
-
Body size : 27.5mm x 20mm x 15mm
-
Shaft size : 8mm x 2mm diameter
-
Weight : 17.5 grams
·
Buzzer
·
Infrared Sensor
·
Sound Sensor
Spesifikasi :
-
Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada
potensiometer)
-
Condeser
yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi
-
Tegangan
kerja antara 3.3V – 5V
-
Terdapat
2 pin keluaran yaitu tegangan analog dan Digital output
-
Sudah
terdapat lubang baut untuk instalasi
-
Sudah
terdapat indikator led
·
Adder (IC 7482)
·
Seven Segment
Spesifikasi :
a. Resistor
Resistor
atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai
hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang
mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran
Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom,
sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus
kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas
setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral
yang biasa disebut dengan kawat nikrom.
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.
Resistor
berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik,
unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya
pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada
multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian
listrik tanpa resistor.
Namun
meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan berarti
tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor pasti memiliki
nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam perhitungan matematis,
biasanya kita abaikan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita anggap
konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah
nol.
Simbol dari resistor merupakan
sebagai berikut :
Cara Menghitung Nilai Resistor
Berdasarkan
bentuknya dan proses pemasangannya pada PCB, Resistor terdiri 2 bentuk
yaitu bentuk Komponen Axial/Radial dan Komponen Chip. Untuk bentuk
Komponen Axial/Radial, nilai resistor diwakili oleh kode warna sehingga kita
harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang terkandung dalam
warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya diwakili oleh Kode
tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya.
1)
Berdasarkan Kode Warna
Seperti
yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili
oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam
bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga
yang 5 Gelang.
Gelang
warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya
sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai
toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah
warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor:
-
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 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang
ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 =
1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
- 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 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang
ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 =
10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm
dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm
dengan 10% toleransi
Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% = 2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~
2.310 Ohm
Untuk mempermudah menghafalkan warna di Resistor, kami memakai singkatan
seperti berikut:
HI CO ME O KU JAU BI UNG A PU
(HItam, COklat, MErah, Orange, KUning. HiJAU, BIru,
UNGu, Abu-abu, PUtih)
2)
Berdasarkan Kode Angka
Membaca nilai Resistor yang berbentuk komponen Chip
lebih mudah dari Komponen Axial, karena tidak menggunakan kode warna sebagai
pengganti nilainya. Kode yang digunakan oleh Resistor yang berbentuk Komponen
Chip menggunakan Kode Angka langsung jadi sangat mudah dibaca atau disebut
dengan Body Code Resistor (Kode Tubuh Resistor)
Contoh :
Kode Angka yang tertulis di badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3;
Contoh cara pembacaan dan cara menghitung nilai
resistor berdasarkan kode angka adalah sebagai berikut :
Masukkan Angka ke-1 langsung = 4
Masukkan Angka ke-2 langsung = 7
Masukkan Jumlah nol dari Angka ke 3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan
10³
Maka nilainya adalah 47.000 Ohm atau 47 kilo Ohm (47 kOhm)
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
222 → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm
103 → 10 * 10³ = 10.000 Ohm atau 10 Kilo Ohm
334 → 33 * 104 = 330.000 Ohm
atau 330 Kilo Ohm
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
b. Transistor
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 2SC1162 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.
- 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.
KarakteristikI/O:
c. 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
Gambar 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)
d.
Buzzer
Buzzer listrik adalah
sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran
suara.
Simbol:
Buzzer dapat bekerja dengan baik
dalam menghasilkan frekuensi kisaran 1-5 KHz hingga 100 KHz untuk aplikasi
ultrasound. Tegangan operasional buzzer yang umumnya berkisar 3-12 V.
Cara Kerja Buzzer
Tegangabn
Listrik yang mengalir ke buzzer akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan
tersebut akan diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh manusia.
e.
Infrared
Sensor
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.
Grafik respon:
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.
f.
Sound
Sensor
Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu
mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus
energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja
berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran
sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah
kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan
tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat
ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir
melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya
gelombang listrik yang dihasilkannya. Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran
suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya.
Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric
condenser microphone atau mic kondenser.
Prinsip kerja :
Sensor
suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi
besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu
kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan
sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system
robot. Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic,
fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam
komponen.
Setelah sinyal suara
diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang
mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal
digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler. Jika sinyal
tersebut diterima oleh mikro kontroler maka akan diolah sesuai dengan program
yang dibuat, apakah robot akan berjalan atau berhenti.
Suara
yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan disimpan oleh memory. Sebagai
contoh jika kita bertepuk tangan 1 kali maka akan dikenali sebagai kondisi 1
atau on sehingga robot dapat berjalan. Jika bertepuk tangan 2 kali maka robot
akan mati atau mendapat sinyal kondisi 0. Penggunaan sinyal tergantung dari
user bagaimana dia menggunakannya.
Kesensitifan
sensor suara dapat diatur, semakin banyak condensator yang digunakan pada pre
amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu
juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika
terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu
pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal
dan input suara pada saat menjalankan program.
Grafik
respon sensor:
g.
Adder
IC 7482
IC 7482, The NTE7482 is a 2−bit binary full adder
in a 14−Lead DIP type melakukan penambahan dari dua bilangan biner 2 bit.
Konfigurasi
Datasheet :
h.
Seven
Segment
Seven segment merupakan bagian-bagian yang
digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut
terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan
huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2
LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal
serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED
penyususnan dalam seven segment.
Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai
sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya
led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk
tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis
tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis
membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang
dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.
Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan
dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F
(dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke
peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal)
ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk dari
pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa
saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.
Tabel Pengaktifan Seven Segment
Display
i. 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 :
Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.
j. Magnetic Sensor
Sensor magnetik adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembaban, asap ataupun uap. Sensor magnetik bekerja dengan memanfaatkan perubahan induktansi. Sensor magnet terdiri dari berbagai jenis dan pengaplikasiannya disesuaikan dengan jenis dari sensor magnet tersebut.
Grafik Respon :
Prinsip kerja dari sensor magnet :
Prinsip kerjanya adalah ketika terdapat benda-benda besi/logam atau yang memiliki sifat magnet berada pada wilayah jangkauan sensor magnet, maka sensor magnet akan aktif dan akan berubah menjadi arus listrik.
a. Buka aplikasi
proteus
b. Siapkan alat dan
bahan pada library proteus
c. Pilih komponen yang
dibutuhkan komponen dioda, resistor, sensor infrared, sound sensor, ground,
buzzer, logicstate.
d. Rangkai setiap
komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
e. Ubah spesifikasi
komponen sesuai kebutuhan
f. Jalankan simulai rangkaian
5. Rangkaian Simulasi (DAFTAR ISI)
Sebelum Simulasi
Setelah Simulasi
Jika sensor sound mendeteksi adanya bunyi klakson atau suara mobil maka sensor aktif dan mengalirkan tegangan sebesar 5 Volt menuju ke kedua pin B pada 7482 Sehingga kedua pin B akan berlogika 1. Jika sensor infrared mendeteksi adanya hambatan cahaya infrared berupa mobil sensor aktif dan mengalirkan tegangan sebesar 5 Volt menuju ke kedua pin C0 pada 7482 sehingga pin C0 akan berlogika 1. Kedua hal tersebut menyebabkan output pin C2 pada ic 7482 menjadi berlogika 1. kemudian output dari pin C2 pada ic 7482 yang berlogika 1 dihubungkan ke resistor lalu ke transistor sehingga transistor aktif. Dengan aktif transistor maka arus dari power dengan tegangan 5 Volt akan mengalir melalui relay, menuju kolektor dan emitor transistor dan kearah ground. Akibatnya relay menjadi aktif dan membuat rangkaian menjadi terhubung dan mengaktifkan led dan motor.
Pada saat sensor touch mendeteksi adanya sentuhan maka sensor akan aktif dan mengalirkan tegangan sebesar +5 Volt menuju ke kedua pin A pada ic 7482 yang menyebabkan kedua pin A pada ic 7482 berlogika 1. Karena kedua pin A berlogika maka output S1 menjadi berlogika 1. Kemudian output S1 yang berlogika 1 dihubungkan ke resistor, kemudian menuju ke kaki base pada transistor dan mengakibatkan transistor aktif. Dengan aktif transistor maka arus dari power dengan tegangan +5 Volt akan mengalir melalui relay, menuju kolektor dan emitor transistor dan kearah ground. Akibatnya relay menjadi aktif dan membuat rangkaian menjadi terhubung dan mengaktifkan led dan motor.
Pada saat sensor magnet mendeteksi adanya medan magnet antara dua pintu maka sensor akan aktif dan mengalirkan tegangan sebesar +5 Volt menuju ke gerbang AND. Pada rangkaian menggunakan gerbang AND 3 input masing-masing inputnya yaitu, output dari infrared sensor yang di inverterkan, output dari touch sensor yang di inverterkan, dan output dari magnetic sensor. jadi ketika sensor infrared tidak mendeteksi adanya hambatan, sensor touch tidak mendateksi adanya sentuhan resistor, kemudian menuju ke kaki base pada transistor dan mengakibatkan transistor aktif. Dengan aktif transistor maka arus dari power dengan tegangan +5 Volt akan mengalir melalui relay, menuju kolektor dan emitor transistor dan kearah ground. Akibatnya relay menjadi aktif dan membuat rangkaian menjadi terhubung dan mengaktifkan LED dan motor.
6. Video Simulasi (DAFTAR ISI)
.png)
.png)
.png)
.png)
.jpeg)
