Tugas Besar

           Kontrol Penerangan Ruangan

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Simulasi Rangkaian

5. Prinsip Kerja

6. Download 

1. Tujuan [kembali]

• Mengetahui tentang cara kerja dari rangkaian lampu ruang kerja otomatis.
• Mengetahui prinsip kerja dan teori dari rangkaian lampu ruang kerja otomatis. 
• Mensimulasikan Rangkaian sederhana lampu ruang kerja otomatis. 

2. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

    Instrumen

    1. DC voltmeter

    Probe

    1. Probe voltage

    Generator

    1. Battery

    2. Power

B. Bahan

    1. Resistor

        Resistor adalah komponen elekronika yang memiliki fungsi sebagai pengatur (penghambat) tegangan listrik atau arus listrik dalam suatu rangkaian. Sebagaimana rumus hukum ohm V=I x R. Pada dasarnya resistor dibagi dalam 4 jenis, yaitu fixed resistor, variable resistor, ligh dependent resistor, dan thermal resistor. 

(gambar jenis-jenis resistor)

        Berikut table spesifikasi perbandingan jenis-jenis resistor :

    2. Dioda

    Pengertian dioda (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Diode yang digunakan dalam rangkaian ini adalah diode dengan jenis 1N4002, berikut adalah spesifikasi dari diode 1N4002.

(Table Spesifikasi Diode 1N4001-1N4007)

    

    3. Transistor NPN

        Transistor merupakan sebuah alat semikonduktor yang dapat dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Umumnya, transistor memiliki 3 terminal (kaki), yaitu Basis, Emitor, dan Kolektor. Transistor yang digunakan dalam rangkaian ini adalah transistor NPN dengan jenis BC548, berikut adalah spesifikasi/karakteristik dari transistor BC548.

    4. Op-Amp

        Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Op-amp yang digunakan dalam rangkaian ini adalah jenis 741. 

LM741 Pinout

Pin 1, Offset Null: Dengan menambahkan tegangan pada pin 1 untuk menghilangkan tegangan offset yang berguna menyeimbangkan teganan input.
Pin 2, Inverting input: input sinyal positif yang akan diperkuat menjadi terbalik.
Pin 3, Non-inverting input: input sinyal positif yang akan diperkuat tanpa membalik sinyal.
Pin 4, V-: Pada umumnya Op-amp menggunakan power supply simteris dimana pin 4 mendapatkan tegangan negatif.
Pin 5, Offset Null: Pasangan dengan pin 1 dengan menambahkan tegangan untuk mengatur tegangan offset.
Pin 6, Ouput: Terminal dimana keluaran sinyal hasil penguatan opamp.
Pin 7, V+: Pin yang mendapatkan tegangan suplai positif.
Pin 8, NC: not connected alias tidak digunakan.

Berikut adalah spesifikasi/karakteristik dari op-amp 741 :

    Komponen Input

    5. Sensor Suara (Sound Sensor)

        Sensor suara didefinisikan sebagai modul yang mendeteksi gelombang suara melalui intensitasnya dan mengubahnya menjadi sinyal listrik.

Sensor ini mencakup 3 pin dan mereka adalah,

• Pin1 (VCC): 3.3V DC ke 5V DC
• Pin2 (GND): Ini adalah pin kandas
• Pin3 (OUT): Ini adalah pin keluaran. Ini memberikan sinyal tinggi ketika tidak ada suara dan menjadi RENDAH ketika suara terdeteksi. Anda dapat menghubungkannya ke pin digital apa pun di Arduino atau langsung ke relai 5V atau perangkat serupa.        

spesifikasi

Spesifikasi sensor suara meliputi:

• Kisaran tegangan operasi adalah 3.⅗ V
• Arus operasi adalah 4 ~ 5 mA
• Penguatan tegangan 26 dB ((V=6V, f=1kHz)
• Sensitivitas mikrofon (1kHz) adalah 52 hingga 48 dB
• Impedansi mikrofon adalah 2.2k Ohm
• Frekuensi mikrofon m adalah 16 hingga 20 kHz
• Rasio sinyal terhadap noise adalah 54 dB

    6. PIR Sensor

    7. Sensor Cahaya (Tourch LDR)

    8. Logic State

 

    Komponen Output

    9. Lamp

    10. Relay

    Komponen lainnya

    11. Ground

3. Dasar Teori [kembali] 

    1. Resistor

        Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. 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:

Satuan
Ohm (simbol: Ω) adalah satuan SI untuk resistansi listrik, diambil dari nama Georg Ohm. Satuan yang digunakan prefix:
            Ohm = Ω

Kilo Ohm = KΩ

Mega Ohm = MΩ

Kode Warna Resistor
Berdasarkan pembacaan kode warnanya resistor ini dibedakan menjadi 3 jenis yaitu :

• Kode Warna Resistor 4 Gelang
  
  
  

  Terlihat pada gambar bahwa :

  • Gelang ke-1 menentukan digit pertama
  • Gelang ke-2 menentukan digit kedua
  • Gelang ke-3 menentukan pengali (dikali 101 atau 102 atau 103 dan seterusnya)
  • Gelang ke-4 menentukan resistansi

• Kode Warna Resistor 5 Gelang
  
  
  

  Terlihat pada gambar bahwa :

  • Gelang ke-1 menentukan digit pertama
  • Gelang ke-2 menentukan digit kedua
  • Gelang ke-3 menentukan digit ketiga
  • Gelang ke-4 menentukan pengali
  • Gelang ke-5 menentukan Toleransi

  
  

• Kode Warna Resistor 6 Gelang
  
  
  Perbedaan resistor 6 warna ini adalah terdapat nilai toleransi suhu di digit paling akhir. 
  • Gelang ke-1 menentukan digit pertama
  • Gelang ke-2 menentukan digit kedua
  • Gelang ke-3 menentukan digit ketiga
  • Gelang ke-4 menentukan Pengali
  • Gelang ke-5 menentukan Toleransi
  • Gelang ke-6 menentukan Toleransi suhu

    Contoh :

    Resistor tsb mempunyai 5 gelang warna, jadi kita menggunakan tabel resistor 5 warna :

• Gelang pertama warna coklat nilainya   : 1
• Gelang ke - dua warna hitam nilainya   : 0
• Gelang ke - tiga warna hitam nilainya   : 0
• Gelang keempat warna orange nilainya : 103
• Gelang ke  - lima warna cokalt nilainya : 1%

    Jadi nilai resistansi pada resistor tsb adalah 100 K Ohm dengan toleransi 1%

    2. Dioda

    Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).

Cara Kerja Dioda

       Dioda semikonduktor hanya bisa melewati satu arus yang searah, pada saat dioda memperoleh arus akan maju satu arah (forward Bias). Karena di dalam dioda ada junction yaitu pertemuan konduktor antara tipe p dan tipe n. kondisi ini dapat dikatakan bahwa konduksi penghantar masih tergolong kecil. Sedangkan bila dioda diberi satu arah/bias mundur (Reverse bias) maka dioda tidak bekerja dan pada kondisi ini dioda mempunyai tahanan dalam yang tinggi sehingga arus sulit mengalir.

     Apabila dioda silicon dialiri arus AC, maka yang mangalir hanya satu arah saja sehingga arus output dioda berupa arus DC. Dari kondisi tersebut maka dioda hanya digunakan pada beberapa pemakaian saja antara lain sebagai Penyearah setengah gelombang (Half Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full Wave Rectifier) dll.

    3. Transistor NPN

        Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebu 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.

(Rangkaian bias transistor NPN)

    Transistor jenis NPN bekerja ketika input tegangan di kaki basis (Lb) melebihi tegangan ambang (0,7 V) maka transistor akan aktif (ON) dan membuat arus mengalir dari kolektor ke emitor (Lc). Berlaku juga sebaliknya, jika input basis diturunkan hingga dibawah tegangan ambang maka transistor akan OFF, perlahan Lc akan berhenti. Prinsip kerja inilah yang dapat menjadikan transistor NPN berfungsi sebagai sakelar atau switch.

    4. Op-amp

    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. 

    Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan Gain dari Op-Amp ini adalah untuk menghindari terjadinya Noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

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

    5. Sound Sensor

    6. PIR Sensor

    7. Tourch LDR Sensor

    8. Lamp

    9. Relay

4. Simulasi Rangkaian [kembali]

    1. Gambar keseluruhan rangkaian

 

5. Prinsip Kerja [kembali] 

6. Download [kembali]