Modul 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Komponen

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Download File

Garasi Otomatis

1. Tujuan [Kembali]

Mempelajari rangkaian aplikasi Garasi Otomatis

Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi Garasi Otomatis

Mempelajari prinsip kerja rangkaian aplikasi Garasi Otomatis

Mampu mengaplikasikan Garasi Otomatis dalam kehidupan sehari-hari

2. Alat dan komponen [Kembali]

• ALAT 

 Instrumen

1. DC Voltmeter

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

Spesifikasi :

Generator

 a. Power Suply 

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :

Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%2

b. Baterai

    

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.

Spesifikasi dan Pinout Baterai

• Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
• Output voltage: dc 1~35v
• Max. Input current: dc 14a
• Charging current: 0.1~10a
• Discharging current: 0.1~1.0a
• Balance current: 1.5a/cell max
• Max. Discharging power: 15w
• Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
• Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
• Ukuran: 126x115x49mm
• Berat: 460gr

 

• BAHAN/KOMPONEN

1. Transistor 2N3370

Spesifikasi :

Status	Active
Configuration	SINGLE
Feedback Cap-Max (Crss)	3.0  pF
FET Technology	JUNCTION
JEDEC-95 Code	TO-18
JESD-30 Code	O-MBCY-W3
Number of Elements	1.0
Number of Terminals	3
Operating Mode	DEPLETION MODE
Operating Temperature-Max	150.0  Cel
Package Body Material	METAL
Package Shape	ROUND
Package Style	CYLINDRICAL
Peak Reflow Temperature (Cel)	NOT SPECIFIED
Polarity/Channel Type	N-CHANNEL
Power Dissipation-Max (Abs)	0.3  W
Qualification Status	Not Qualified
Sub Category	Other Transistors
Surface Mount	NO
Terminal Form	WIRE
Terminal Position	BOTTOM
Time@Peak Reflow Temperature-Max (s)	NOT SPECIFIED
Transistor Element Material	SILICON

Konfigurasi Pin :

1. Drain

2. Source

3.Gate

  

2. 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

 

3. Dioda

Spesifikasi

Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

  

4. Op Amp 

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.

 

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

 

 

KOMPONEN INPUT

1. Sound Sensor

 

Spesifikasi dari Sound Sensor:

        ·         Tegangan kerja: DC 3.3-5V

        ·         Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan

        ·         Dimensi: 32 x 17 mm

        ·         Indikasi keluaran sinyal

        ·         Output sinyal saluran tunggal

        ·         Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah

        ·         Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara

        ·         Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)

Konfigurasi Sound Sensor   :

 

 Grafik Sound Sensor

 

 

2. Touch Sensor

Spesifikasi: 

> Konsumsi daya sangat sedikit 

> Tegangan: 2-5.5V DC (optimal 3v) 

> Dapat menggantikan fungsi tombol saklar

> Dilengkapi 4 buah lubang baut M2

> Ukuran: 24x24x7.2mm 

> Output high VOH: 0.8VCC (typical) 

>. Output low VOL: 0.3VCC (max) 

>. Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V): 8mA 

>. Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V): 4mA 

>. Waktu respon (low power mode): max 220ms 

>. Waktu respon (touch mode): max 60ms

 

Konfigurasi PIN :

 

 Grafik Touch Sensor

3. Sensor PIR

Spesifikasi :

• Vin : DC 5V � 9V
• Radius : 180 derajat
• Jarak deteksi : 5 � 7 meter
• Output : Digital TTL
• Memiliki setting sensitivitas
• Memiliki setting time delay
• Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm
• Berat : 10 gr

 Konfigurasi PIN :

1. Pengatur Waktu Jeda : Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi gerakan dan gerakan telah berahir. *
2. Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
3. Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
4. Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
5. DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).
6. Output Digital : Output digital sensor
7. Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
8. BISS0001 : IC Sensor PIR
9. Pengatur Jumper : Untuk mengatur output dari pin digital.

Grafik PIR Sensor

4. Magnetic Reed Switch Sensor

Spesifikasi :

Jenis reed: Normally Open Tegangan kerja: 3.3-5v Output: digital (0 dan 1) Ukuran kecil: 3.2x1.4cm Comparator: wide voltage LM393 Lobang baut: tersedia

Konfigurasi PIN :

- Testpin

- VCC

- GND

- Output

Grafik Sensor

5. Logicstate

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

Pinout

 

 

Komponen Output

1. LED

Pinout

Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

• Infra merah : 1,6 V.
• Merah : 1,8 V – 2,1 V.
• Oranye : 2,2 V.
• Kuning : 2,4 V.
• Hijau : 2,6 V.
• Biru : 3,0 V – 3,5 V.
• Putih : 3,0 – 3,6 V.
• Ultraviolet : 3,5 V.

2. Relay

 

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 Relay dihubungkan ke 5V
• GND dihubungkan ke GND
• IN1/Data dihubungkan ke pin 2

Pinout

3. Motor/Dinamo

 

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. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Spesifikasi

Pinout

Grafik Respons:

4. Ground

Sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu. Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian

3. Dasar Teori [Kembali]

1. 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.

 - 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)

  - 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

 

Ada juga yang memakai kode angka seperti dibawah ini :
(Tulisan R menandakan letaknya koma decimal)
4R7 = 4,7 Ohm
0R22 = 0,22 Ohm

Keterangan :

Ohm = Ω
Kilo Ohm = KΩ
Mega Ohm = MΩ
1.000 Ohm = 1 kilo Ohm (1 KΩ )
1.000.000 Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
1.000 kilo Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)

 

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

• 2. Ground

Ground atau pertanahan adalah bagian dari Peralatan Listrik rumah. Namun kebanyakan dari masyatrakat Indonesia sudah terbiasa menyebut pertanahan atau gruonding ini dengan kata arde.
Ground atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos akibat terjadi kegagalan isolasi. Ground dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.Grounding Memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

 

•   3. Power Supply

 

    Power supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Power supply memiliki simbol sebagai berikut :

• 4. Transistor N-Channel JFET

Saluran atau Kanal pada jenis ini terbentuk dari bahan semikonduktor tipe N dengan satu ujungnya adalah Source (S) dan satunya lagi adalah Drain (D). Mayoritas pembawa muatan atau Carriers pada JFET jenis Kanal-N ini adalah Elektron.

Gate atau Gerbang pada JFET jenis Kanal-N ini terdiri dari bahan semikonduktor tipe P. Bagian lain yang terbuat dari Semikonduktor tipe P pada JFET Kanal-N ini adalah bagian yang disebut dengan Subtrate yaitu bagian yang membentuk batas di sisi saluran berlawanan Gerbang (G).

Tegangan pada Terminal Gerbang (G) menghasilkan medan listrik yang mempengaruhi aliran pada pembawa muatan yang melalui saluran tersebut. Semakin Negatifnya V_G,  semakin sempit pula salurannya yang akhirnya mengakibatkan semakin kecil arus pada outputnya (I_D).

• 5. Transistor NPN

 Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini

Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

V = (Vbat - Vled)

           Rled = V / Ile

        I_B = (V_BB - V_BE) / R_B

 

                                                                                    V_CE = V_CC - I_CR_C 

                                                                                       P_D = V_CE.I_C

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. 

NPN artinya tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negatif dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari kaki emitor ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor diberikan arus positif pada basisnya.

 

·      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. 

 

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

 Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar 12. 

Gambar 12 Rangkaian Emitter-Stabilized Bias

sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.

• 6. 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.

Penguat Non Inverting adalah suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkaan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa dengan sinyal inputannya, hasil dari sinyal input dan output rangkaian non inverting dapat dilihat pada Gambar 1. Pada dasarnya penguat non inverting digunakan sebagai pengkondisi sinyal inputan sensor yang terlalu kecil sehingga dibutuhkan penguatan untuk diproses. intinya penguat non inverting ke balikkan dari penguat inverting.

 

Gambar 1 Rangkaian Penguat Non Inverting

Keterangan Gambar

Vin : Tegangan Masukan

Vout : Tegangan Keluaran

Rg : Resistansi ground 

Rf : Resistansi feedback

Gambar 2 Sinyal Input dan Output Penguat Non Inverting

Fungsi Penguat Non Inverting
Fungsi dari penguat non inverting kurang lebih sama dengan penguat inverting hanya saja polaritas output yang dihasilkan sama dengan sinyal inputnya. Keluaran sensor dan tranduser pada umumnya mempunyai tegangan yang sangat kecil hingga mikro volt, sehingga diperlukan penguat dengan impedansi masukan rendah.  Rangkaian penguat non inverting akan menerima arus atau tegangan dari tranduser sangat kecil dan akan membangkitkan arus atau tegangan yang lebih besar

Analisis Penguatan Op Amp Non Inverting
Dalam menganalisis rangkaian Op-Amp sebagai penguat terdapat dua aturan penting yang perlu diperhatikan. Kedua aturan tersebut menggunakan karakteristik Op-Amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan golden rule, yang berisi :

1. Perbedaan tegangan antara kedua masukan Op-Amp adalah nol (V+ - V- = 0 atau V+ = V-), hal ini bertujuan menghindari adanya tegangan offset. Aturan pertama ini sering disebut dengan virtual ground.
2. Arus yang mengalir pada kedua masukan Op-Amp adalah nol (I+ = I- = 0), hal ini dikarenakan impedansi input pada Op-Amp sangat besar ( Zin = ∞). Dengan memahami kedua aturan tersebut, analisis dari rangkaian Op-Amp akan menjadi lebih mudah.

Untuk memulai analisis rangkaian penguat non-inverting, terapkan hukum Kirchoff arus pada titik cabang A dan asumsi I+ = I- = 0, sehingga gambar rangkaian penguat non-inverting menjadi seperti Gambar 3.

Gambar 3 Penjabaran Rangkaian Penguat Non Inverting untuk mempermudah penurunan rumus

Berikut penjabaran penurunan rumus op-amp non inverting berdasarkan gambar 3

didapatkan persamaan arus yang mengalir pada titik cabang A, sebagai berikut:
Persamaan 1
𝐼𝑓 = 𝐼g

Dengan menggunakan teori tegangan titik simpul, persamaan (1) dapat dijabarkan menjadi: 

Persamaan 2

Karena V+ = Vin dan V- = VA , serta asumsi nilai V+ = V- maka dapat dituliskan nilai Vin = VA. Sehingga persamaan (2) menjadi:
Persamaan 3

Dengan menyederhanakan persamaan (3), dapat diperoleh persamaan tegangan keluaran dari penguat non-inverting:
Persamaan 4

Jika penguatan merupakan perbandingan antara tegangan keluaran dan tegangan masukan, maka dari persamaan (4) dapat diperoleh penguatan dari penguat non-inverting yaitu:
Persamaan 5

Simbol opamp di proteus:

• 7. Relay

Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

·       Electromagnet (Coil)

·       Armature

·       Switch Contact Point (Saklar)

·       Spring

• 8. Dioda

Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

 

Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.

Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.

2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.

3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.

4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.

5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali

• 9. Motor

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. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

4. Percobaan [Kembali]

• Langkah langkah pecobaan
• Siapkan alat dan bahan ( sensor,  resistor, transistor, relay, buzzer ground, power supply, logicstate, led, baterai, voltmeter)
• letakkan alat dan bahan sesuai keinginan
• Sambung alat dan bahan 
• Jalankan rangkaian

•  Prinsip Kerja

Foto Rangkaian garasi otomatis

Prinsip kerja

1. PIR SENSOR
    Output dari pir sensor adalah sebesar 5 volt dan tegangan pada basis transistor sebesr 0,90V. Rangkaian transistor yang digunakan adalah jenis fixed bias (Vcc terhubung melewati resistor pada kolektor RC dan resistor pada basis RB), sehingga tegangan yang masuk ke relay adalah 1,04V. Dengan adanya tegangan di Vbe lebih dari 0,6 maka transistornya akan on dan arus dari Vcc akan melewati relay.
    Transistor ini on disebabkan oleh arus dari Vcc masuk ke kaki base dengan tegangan Vbe lebih dari 0,6 yang pada rangkaian ini sendiri Vbe nya Sebasar 0,9 maka ada arus dari Vcc lewat relay lewat ke kaki collector terus ke emitor terus ke ground.
    Karena ada arus melewati kumparan relay maka swicth akan berpindah/bergeser dari kanan ke kiri, dengan sendirinyaa ada terjadi loop untuk menghidupkan motor dari baterai 1 memberikan supply ke motor dan juga ke indikator Led sehingga motornya hidup. Itulah mengapa motor berputar (pintu garasi terbuka) dan buzzer berbunyi.

2. SOUND SENSOR
    Suara dari buzzer ditangkap oleh sound sensor. Output dari sound sensor adalah sebesar 5volt dan tegangan pada basis transistor sebesr 0,90V. Rangkaian transistor yang digunakan adalah jenis fixed bias (Vcc terhubung melewati resistor pada kolektor RC dan resistor pada basis RB), sehingga tegangan yang masuk ke relay adalah 1,04V. Itulah mengapa motor berputar (pintu garasi terbuka), disinfektan disemprotkan dan lampu garasi menyala.

3. TOUCH SENSOR
    Saat touch sensor disentuh, maka tegangan dari touch sensor akan keluar. Tegangan input yang diberikan oleh touch sensor adalah sebesar 5V. Menggunakan opamp non-inverting amplifier, tegangan dikuatkan sehingga outputnya menjadi 10V. Rangkaian transistor yang digunakan adalah jenis fixed bias (Vcc terhubung melewati resistor pada kolektor RC dan resistor pada basis RB), sehingga tegangan yang masuk ke relay adalah 0,45V. Itulah mengapa motor berputar dan pintu garasi tertutup.

4. MAGNETIC REED SWITCH
    Sensor magnetic reed switch sebagai sensor yang diletakkan pada pintu garasi dan terintegrasi dengan lampu di ruangan setelah garasi (dirumah) Sistem instalasi sensor pada pintu garasi mengacu pada sistem instalasi sensor pada sebagian besar pintu (biasanya pintu ruangan). Ketika pintu dibuka maka magnet akan menjauhi swicth, menjadi open-circuit dan sensor berlogika 1 sehingga mengeluarkan arus pada keluaran yang dialirkan menuju op-amp dikaki non-inverting amplifier.     Tegangan keluaran adalah hasil penguatan 2 kali dan dialirkan menuju ke kaki basis transistor. Karena kaki basis transistor mendapatkan arus, maka arus akan mengalir dari kaki kolektor ke kaki emitor, sehingga relay mendapatkan tegangan dan akan berpindah ke kiri. Dengan arus mengalir ke relay maka switch nya berpindah dari kiri ke kanan. sehingga lampu garasi akan mati

 Video 

5. Download File [Kembali]

Rangkaian Garasi Otomatis klik disini

Download Video klik disini

Download datasheet resistor [disini]
Download datasheet transistor 2n222 klik di sini

Download datasheet op-amp [disini]

Download datasheet relay disini

Download datasheet diode  disini

Download datasheet sound sensor klik disini

Download datasheet PIR sensor klik di sini

Download datasheet touch sensor klik di sini

Download datasheet magnetic reed switch sensor klik di sini

Download library PIR sensor klik di sini

Download library touch sensor klik di sini

Download library magnetic reed switch sensor klik di sini

Download library sound sensor klik di sini

Terima Kasih Telah membaca

[Kembali ke atas]