Pembuka dan penutup Garasi Mobil Otomatis
1. Tujuan
[Kembali]- Untuk memahami bagaimana sistem digital bekerja
- Untuk memahami bagaimana sistem aritmetik bekerja
2. Alat dan Bahan
[Kembali]
- Alat:
- Power Supply
Battery dibutuhkan sebagai sumber daya energi agar rangkaian dapat bekerja.
- Voltmeter
DC voltmeter digunakan untuk mengukur besar beda potensial pada rangkaian.
- 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
- Bahan:
- Resistor
Resistor ini digunakan pada sebagai hambatan yang resistansinya ditentukan untuk tiap-tiap cabang.
- Transistor
- OP-AMP
Pada IC ini terdapat dua pin input, dua pin power supply, satu pin output, satu pin NC (No Connection), dan dua pin offset null. Pin offset null memungkinkan kita untuk melakukan sedikit pengaturan terhadap arus internal di dalam IC untuk memaksa tegangan output menjadi nol ketika kedua input bernilai nol.
- Infrared Sensor
- Touch Sensor
- Sensor GP2D120
Sensor infrared ranger Sharp GP2D120 memiliki kemampuan membaca jarak 4-30 cm. Namun, hasil konversi A/D tidak linier. Artinya, tegangan output sensor tidak berbanding lurus dengan jarak hasil pengukuran.
- Sensor Suara
- Relay
- LED-RED
Berfungsi sebagai lampu indikator keberadaan gas pada rangkaian
- Buzzer
- Half Adder
Half-Adder adalah blok rangkaian aritmatika yang dapat digunakan untuk menjumlahkan dua bit. Sirkuit seperti itu memiliki dua
input yang mewakili dua bit yang akan ditambahkan dan dua output, dengan satu menghasilkan output SUM
dan yang lainnya memproduksi CARRY. Gambar 7.4 menunjukkan tabel kebenaran setengah penambah, menunjukkan semua
kombinasi input yang mungkin dan output yang sesuai.
- 7842
NTE7482 adalah penambah penuh biner 2-bit dalam paket tipe DIP 14-Lead yang melakukan penambahan
dari dua bilangan biner 2 bit. Jumlah output disediakan untuk setiap bit dan resultan carry
(C2) diperoleh dari bit kedua. Dirancang untuk kecepatan sedang hingga tinggi, banyak bit, paralel
tambahkan/serial−bawa aplikasi, sirkuit ini menggunakan logika transistor−transistor fan−out berkecepatan tinggi
(TTL) dan kompatibel dengan keluarga logika DTL dan TTL. Implementasi inversi tunggal,
sirkuit pembawa serial terhubung Darlington berkecepatan tinggi dalam setiap bit meminimalkan kebutuhan untuk sirkuit kaskade "melihat ke depan" dan membawa yang ekstensif.
Aplikasi:
Sistem Komputer Digital
Data−Sistem Penanganan
Sistem Kontrol
3. Dasar Teori
[Kembali]
- Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Fungsi resistor yang bersifat resistif merupakan salah satu komponen kategori pasif dalam elektronika. Satuan resistansi resistor disebut Ohm yang dilambangkan dengan simbol Omega (𝛀). Hukum Ohm mengatakan bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya.
Rumus Hukum Ohm
Simbol Resistor
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:
1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama
2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua
3. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10(10^n)
-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.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
- Electromagnet (Coil)
- Armature
- Switch Contact Point (Saklar)
- Spring
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)
Sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.
Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :
- Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
- Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
- Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
- Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).
- Transistor
Transistor merupakan salah satu Komponen Elektronika Aktif yang paling sering digunakan dalam rangkaian Elektronika, baik rangkaian Elektronika yang paling sederhana maupun rangkaian Elektronika yang rumit dan kompleks. Transistor pada umumnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Germanium, Silikon, dan Gallium Arsenide. Secara umum, Transistor dapat dibagi menjadi 2 kelompok Jenis yaitu Transistor Bipolar (BJT) dan Field Effect Transistor (FET).
Fungsi-fungsi Transistor diantaranya adalah :
- sebagai Penyearah,
- sebagai Penguat tegangan dan daya,
- sebagai Stabilisasi tegangan,
- sebagai Mixer,
- sebagai Osilator
- sebagai Switch (Pemutus dan Penyambung Sirkuit)
Transistor adalah Komponen Elektronika yang terdiri dari 3 Lapisan Semikonduktor dan memiliki 3 Terminal (kaki) yaitu Terminal Emitor yang disingkat dengan huruf “E”, Terminal Base (Basis) yang disingkat dengan huruf “B” serta Terminal Collector/Kolektor yang disingkat dengan huruf “C”. Berdasarkan strukturnya, Transistor sebenarnya merupakan gabungan dari sambungan 2 dioda. Dari gabungan tersebut , Transistor kemudian dibagi menjadi 2 tipe yaitu Transistor tipe NPN dan Transistor tipe PNP yang disebut juga dengan Transistor Bipolar. Dikatakan Bipolar karena memiliki 2 polaritas dalam membawa arus listrik.
NPN merupakan singkatan dari Negatif-Positif-Negatif sedangkan PNP adalah singkatan dari Positif-Negatif-Positif.
- Half Adder
Keluaran CARRY adalah keluaran gerbang AND. Namun, dua ekspresi ini pasti bisa diwakili
dalam berbagai bentuk menggunakan berbagai hukum dan teorema aljabar Boolean untuk menggambarkan fleksibilitas yang desainer dalam implementasi perangkat keras memiliki fungsi kombinasional yang sederhana seperti fungsi setengah penambah.
Kami telah mempelajari di Bab 6 tentang aljabar Boolean bagaimana berbagai gerbang logika dapat diimplementasikan dalam berupa gerbang NAND saja atau gerbang NOR. Meskipun cara paling sederhana untuk mengimplementasikan perangkat keras half-adder akan menggunakan gerbang EX-OR dua input untuk output SUM dan gerbang AND dua input untuk output CARRY, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 7.5, itu juga dapat diimplementasikan dengan menggunakan yang sesuai
pengaturan gerbang NAND atau NOR. Gambar 7.6 menunjukkan implementasi half-adder dengan
gerbang NAND saja.
Melihat lebih dekat pada diagram logika Gambar 7.6 mengungkapkan bahwa salah satu bagian dari rangkaian mengimplementasikan gerbang EX-OR dua masukan dengan gerbang NAND dua masukan. Implementasi EX-OR menggunakan NAND adalah dibahas pada bab sebelumnya. Gerbang AND yang diperlukan untuk menghasilkan output CARRY diimplementasikan dengan melengkapi output NAND yang sudah tersedia dari variabel input.
-7482
- Infrared Sensor
Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier).
Bentuk dan Konfigurasi Pin IR Detector Photomodules TSOP
Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar dan fototransistor sebagai penerima cahaya infra merah. Led infrared sebagai pemancar cahaya infra merah merupakan singkatan dari Light Emitting Diode Infrared yang terbuat dari bahan Galium Arsenida (GaAs) dapat memancarkan cahaya infra merah dan radiasi panas saat diberi energi listrik. (M. Aksin. 2013) Proses pemancaran cahaya akibat adanya energi listrik yang diberikan terhadap suatu bahan disebut dengan sifat elektroluminesensi. (Sutrisno. 1987). Gambar led infrared dapat dilihat pada gambar
Di sini kami mengetahui bahwa sinar infrared merupakan sinar yang tidak dapat di lihat. Panjang gelombangnya sendiri yaitu 700 nm dan 1 mm. Sehingga disini saya ingin membuktikan bahwa sinar infrared dapat dijadikan alat lacak atau biasa disebut sensor. dengan panjang gelombang dan frequensi yang diketahui, sensor infrared diharapkan mampu dijadikan sebagai alat pendeteksi benda yang dapat membuka sebuah pintu secara otomatis.
Infrared atau yang lazim dikenal dengan infra merah merupakan sinar elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang lebih dari cahaya yang terlihat, yakni antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infrared adalah cahaya yang tidak terlihat atau tak tertangkap mata. Apabila dilihat dengan menggunakan spektroskop cahaya maka radiasi dari sinar infrared akan terlihat pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang yang berada di atas panjang gelombang cahaya merah.
Dengan adanya panjang gelombang ini menyebabkan sinar infrared tidak tertangkap mata, tetapi radiasi dari panas yang ditimbulkan masih dapat terdeteksi.
Tabel
- Touch Sensor
Seperti namanya, Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.
Sensor sentuh merupakan sebuah saklar yang cara penggunaanya dengan cara disentuh menggunakan jari. Ketika sensor ini disentuh maka sensor akan bernilai HIGH, karena tubuh manusia terdapat aliran listrik sehingga sensor ini dapat bekerja. Sensor ini dapat kita gunakan untuk menyalakan lampu, motor, membuka pintu dan masih banyak lainnya. 
(TTP223B)
Dalam keadaan IDLE output yang dihasilkan adalah LOW (konsumsi daya sangat kecil) sedangkan saat ada jari yang menyentuh modul ini output yang dihasilkan adalah HIGH. Jika tidak ada aktifitas lebih dari 12 detik maka modul otomatis akan kembali ke mode IDLE (hemat daya).
Modul dapat dipasang di belakang permukaan plastik, kaca dan bahan non-logam lainnya untuk menutupi permukaan sensor. Selain itu, jika kita dapat mengatur posisi yang tepat untuk sentuhan, kita juga dapat menyembunyikannya di dalam dinding, meja dan bagian tombol tersembunyi lainnya.
4. Dilengkapi 4 lobang baut untuk memudahkan pemasangan
3. Jika tidak disentuh lagi selama 12 detik kembali ke mode hemat energi.
Kelebihan:
- Konsumsi daya yang rendah
- Bisa menerima tegangan dari 2 ~ 5.5V DC
- Dapat menggantikan fungsi saklar tradisional
Rumus Tegangan sentuh maksimal
𝐸𝑆 = 𝐼𝑘( 𝑅𝑘 + 1.5 𝜌𝑠)
Ket: 𝐼𝑘 = Arus fibrilasi
𝑅𝑘 = Nilai tahanan pada badan manusia
𝜌𝑠 = Tahanan Jenis tanah
- Sensor GP2D120
Sensor infrared ranger Sharp GP2D120 memiliki kemampuan membaca jarak 4-30 cm. Namun, hasil konversi A/D tidak linier. Artinya, tegangan output sensor tidak berbanding lurus dengan jarak hasil pengukuran.
Untuk itu, perlu dilakukan linierisasi, agar tegangan output sensor berbanding lurus dengan jarak hasil pengukuran.
Merujuk pada datasheet GP2D120, disebutkan persamaan interpolasi V = 1 / ( R + 0.42 ), dimana V adalah tegangan output sensor dan R adalah jarak hasil pengukuran.
- sensor sound
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.Intensitas suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.
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.
Pin OUT
Spesifikasi- Working voltage: DC 3.3-5V
- Dimensions: 45 x 17 x 9 mm
- Signal output indication
- Single channel signal output
- With the retaining bolt hole, convenient installation
- Outputs low level and the signal light when there is sound
Grafik Sensor
4. Percobaan [Kembali]
- Prosedur Percobaan
- Tambahkan alat dan bahan yang dibutuhkan pada library
- Susun pada schematic capture
- Hubungkan tiap-tiap komponen seperti gambar dibawah
- Run pada proteus (arah panah menunjukkan arah arus)
- Foto
Sensor Infrared
Digunakan untuk mendeteksi adanya mobil di depangarasi, jika ada mobil, maka logicstate berlogika 1, sehingga ada output tegangan yang keluar dari infrared sensor dan di jadikan input A1 untuk ic full adder 7482 sehingga jika berdasarkan truth table, saat inputnya 1 0 0 0 dan C0= 0, menghasilakan output 1 0 0, yang mana S1= 1, dan diumpankan ke resistor sebesar 10k ohm, sehingga arus pada kaki VBE sebesar 0,79 yang mana cukup untuk mengaktifkan transistor. Sehingga arus mengalir dari power supply, menuju relay, lalu kek kaki kolektor, kaki emitor dan ground. Karena adanya arus yang mengalir, maka relay akan berpindah ke kiri dan mengaliri arus ke batrai dan motor sebagai pembuka pintu garasi.
Sensor Touch
Digunakan untuk menutup pintu garasi, jika ingin menutup pintu garasi maka bisa menyentuh sensor touch, maka logicstate berlogika 1, sehingga ada output tegangan yang keluar dari touch sensor dan di jadikan input A2 untuk ic full adder 7482 sehingga jika berdasarkan truth table, saat inputnya 0 1 0 0 dan C0= 0, menghasilakan output 0 1 0, yang mana S2= 1, dan diumpankan ke resistor sebesar 10k ohm, sehingga arus pada kaki VBE sebesar 0,79 yang mana cukup untuk mengaktifkan transistor. Sehingga arus mengalir dari power supply, menuju relay, lalu kek kaki kolektor, kaki emitor dan ground. Karena adanya arus yang mengalir, maka relay akan berpindah ke kiri dan mengaliri arus ke batrai dan motor sebagai penutup pintu garasi.
Sensor Jarak GP2D120
Digunakan sensor jarak agar saat memarkirkan mobil dalam garasi dapat diketahui jarak mobil ke dinding, agar tidak menabrak. Saat jarak dinding dengan mobil kurang dari 10 cm, maka output tegangan untuk besar dari 1,30 V yang mana diumpankan ke kaki non-inverting detektor non-inverting. Dimana pada rangkaian detektor non-inverting terdapat tegangan referensi yang dapat diatur menggunakan potensiometer dgn maksimal tegangan sebesar 5V. Cara mencari nilai tegangan referensi, persentase potensiometer yang dipakai dikali maksimal tegangan referensi, akan didapatkan (26%x5=1,30V). Kemudian, di rangkaian detektor non inverting, terdapat tegangan saturasi yang dimana ketika tegangan input >= tegangan referensi maka output yg dihasilkan adalah +Vsat, namun apabila tegangan input kecil dari tegangan referensi maka outputnya -Vsat. didapat dgn rumus (+-vsat= +-vs+-2 atau Vout= AOL*(Vnon-inverting -Vinverting) AOL=100x) sehingga yang kita dapatkan pada rangkaian ini, krna tegangan input>= tegangan referensi, didapatkan +vsat sebesar 13,8V. Lalu diumpankan ke resistor sebesar 10k. Lalu diumpankan ke input A half adder sehingga outpuntnya S= 1 dan diumpankan ke resistor sebesar 10k ohm menghasilkan tegangan sebesar 0,87V. Yang mana cukup untuk mengaktifkan transistor, sehingga mengalir arus dari power supplay menuju relay, menuju kaki kolektor, lalu kaki emitor dan ground. Karena ada arus yang mengalirr, maka relay berpindah ke kiri dan arus mengalir dari batrai menuju alarm penanda bahwa jarak mobil dan dinding terlalu dekat.
Sensor Suara
Ketika suara yang terdekteksi pada sound sensor maka akan keluar output sebesar 5V. Outputan dari sensor masuk ke kaki non inverting (sebagai input) dari suatu rangkaian non inverting summing Amplifier. dimana rumus dari rangkaian ini adalah Vo = (1+RF/Rs){(R12/R16+R15)V2+ (R1/R2+R1)V1} dimana Rf sebesar 15k ohm dan Rs sebesar 10k ohm. Di dapat penguat sebesar 2.5x sehingga output dari rangkaian op amp nya sebesar 12.5V. tegangan 12.5v di umpankan ke R18 (10k ohm). Lalu diumpankan ke input A half adder sehingga outpuntnya S= 1 dan ke transistor (rangkaian self bias)di transistor terukur tegangan Vbe sebesar 0.87V maka transistor akan on.transistor akan on jika teganganya Vbe nya besar dari 0,60V.ketika transistor on maka ada arus lewat vcc ,relay,lewat kaki kolector, ke emiter trus ke Re trus ke ground. karena ada harus yang melewati kumparan relay maka swicth dari relay akan bergesar dari ke kanan ke kiri atau akan on.sehingga terjadi loop yang terhubung dengan motor sehingga ada supply dari batrai yang mengakibatkan motor hidup atau menyala memanandakan sistem berjalan dan sensor tadi akan mengaktifkan lampu pada garasi mobil.
5. Video [Kembali]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar