- Mampu memahami dan menjelaskan prinsip kerja rangkaian Flip-Flop
- Memahami rangkaian perangkat kontrol jendela dan gorden pada Proteus
e. Sensor LDR
.png)
Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini :
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 :
Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n
Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n
Rumus dari Transitor adalah :
hFE = iC/iB
dimana, iC = perubahan arus kolektor
iB = perubahan arus basis
hFE = arus yang dicapai
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.
Pemberian bias Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu: 1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke
kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.
2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan
input VBB seperti gambar 60.
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.
Gelombang I/O Transistor 
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.
c. Sensor PIR
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.
Sensor ini biasanya
digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda
memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra
merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang
lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan
pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada
pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.
Pada grafik tersebut :
(a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda, (b) Semakin
dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang
dihasilkan, (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi
oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek
semakin mudah dideteksi oleh PIR. Namun semakin sedikit juga waktu yang
dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.
Dari grafik, didapatkan
bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared
dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur
oleh PIR.
Rain sensor merupakan
sensor yang berfungsi untuk mendeteksi hujan turun atau tidak. Intinya sensor
ini jika terkena air pada papan sensornya maka resistansinya akan berubah,
semakin banyak terkena air maka resistansinya akan semakin kecil dan sebaliknya.
Cara Kerja Dioda
Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).
A. Kondisi tanpa tegangan
Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.
C. Kondisi tegangan negatif (Reverse-bias)
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.
3. Rumus
h. JK Flip-Flop (IC 7476)
JK flip-flop adalah
perangkat memori bit tunggal dua status sekuensial yang dinamai menurut
penemunya oleh Jack Kil. Secara umum memiliki satu pin input clock (CLK),
dua pin input data (J dan K), dan dua pin output (Q dan Q̅) seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 1. JK flip-flop dapat dipicu pada tepi depan dari
jam atau di tepi belakangnya dan karenanya dapat dipicu oleh sisi positif atau
negatif, masing-masing.
i. LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen
elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan
tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan
semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung
pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat
memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang
sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control
perangkat elektronik lainnya.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan
dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika.
Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen
sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena
itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah
banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti
lampu tube.
Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)
Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)
Seperti
dikatakan sebelumnya, 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).
LED
atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri
tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat
mengubah energi listrik menjadi energi cahaya
Seperti dikatakan sebelumnya, 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).
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya
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.
Relay merupakan komponen
elektronika berupa saklar atau switch 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.
a. Sediakan alat dan bahan yang akan digunakan.
b. Rangkailah komponen-komponen seperti rangkaian di bawah
pada aplikasi proteus.
c. Hubungkan semua komponen dan atur nilai masing-masing
komponen sesuai kebutuhan.
d. Jalankan simulasi rangkaian
C. Prinsip Rangkaian
Pada Sensor PIR, Ketika Sensor Touch, Sensor LDR dan Sensor Rain tidak aktif, lalu sensor PIR yang terhubung dengan kaki J akan aktif (berlogika 1) maka output pada JK FF akan bernilai 1 pada output Q lalu jendela akan terbuka dan akan mengalami proses yang sama pada Touch sensor aktif.
Pada LDR sensor, Ketika sensor touch, Sensor PIR dan Sensor Rain tidak aktif, jika menerima intensitas Cahaya maka akan aktif dan berlogika 1 dan output pada kaki Q” akan menjadi 1 dan gorden akan bergerak terbuka. Lalu akan ada arus yang mengalir dari Q” masuk ke R3 terus ke base Q2 terus ke emitor dan ke ground. Karena tegangan pada Q2 lebih besar dari pada tegangan VBE maka Q2 akan on, karena Q2 on maka ada arus dari power suply masuk ke relay sehingga switch pada relay berpindah ke kiri. Dari relay arus masuk ke colector Q2 terus ke emitor dan ke ground. Karena relay on dan switch berpindah ke kiri, maka arus mengalir dari batrai menuju motor, sehingga motor on (gorden terbuka). Dari baterai arus juga masuk ke R4 terus ke LED sehingga LED menyala, dari LED arus kembali ke relay. sehingga gorden akan bergerak terbuka atau tertutup.
Untuk
pada Rain Sensor, pada saat sensor terkena air yang dimana nilai resistansinya
akan terus semakin kecil bila semakin banyak terkena air, yang lalu akan
menjadi aktif dan inputan nilai pada kaki R yaitu logika 1. Sehingga output
pada kaki Q akan menjadi 0 dan jendela akan bergerak menutup yang lalu akan
mengalami proses yang sama pada LDR sensor.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar