UAS ELEKTRONIKA
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]
DAFTAR ISI
1. Soal nomor 1 [Kembali]
Buatlah suatu rangkaian aplikasi penguat dengan op-amp. menggunakan 2 input sensor (analog & digital) dan output seperti motor atau komponen output lainnya.
1. Pendahuluan [Kembali]
Dalam era otomasi dan sistem cerdas saat ini, sensor menjadi komponen vital dalam menghubungkan dunia fisik dengan sistem elektronik. Sensor digunakan untuk mendeteksi berbagai parameter seperti suhu, kelembapan, cahaya, tekanan, hingga gerakan. Berdasarkan jenis sinyal keluarannya, sensor dibagi menjadi dua kategori utama: sensor analog dan sensor digital.
Sensor analog menghasilkan sinyal kontinyu yang merepresentasikan besaran fisik secara proporsional, seperti tegangan yang berubah-ubah sesuai suhu.
Sensor digital, sebaliknya, menghasilkan sinyal diskrit (biasanya HIGH atau LOW) yang langsung menunjukkan kondisi tertentu, seperti terdeteksi atau tidaknya suatu objek.
Namun, sinyal dari sensor—terutama sensor analog—sering kali terlalu lemah untuk langsung digunakan sebagai kendali aktuator seperti motor, lampu, atau perangkat output lainnya. Di sinilah penguat operasional (op-amp) berperan. Op-amp digunakan untuk memperkuat sinyal sensor agar cukup kuat untuk diproses lebih lanjut atau digunakan secara langsung untuk mengendalikan komponen output.
Dalam tulisan ini, kita akan membahas bagaimana menggabungkan sensor analog dan digital dalam satu sistem, mengolah sinyalnya menggunakan rangkaian penguat berbasis op-amp (seperti non-inverting amplifier, voltage follower, atau komparator), dan mengarahkan sinyal hasilnya ke komponen output seperti motor, LED, atau buzzer. Pendekatan ini banyak diterapkan dalam sistem monitoring otomatis, kontrol banjir, alarm keamanan, dan berbagai proyek berbasis mikrokontroler maupun sistem tertanam lainnya.
2. Tujuan [Kembali]
Memahami perbedaan antara sensor analog dan digital, serta karakteristik sinyal keluaran dari masing-masing jenis sensor.
Menjelaskan peran dan fungsi op-amp sebagai penguat sinyal dalam sistem elektronik, khususnya dalam mengolah keluaran sensor.
Mendesain dan mengimplementasikan rangkaian aplikasi penguat dengan op-amp yang dapat mengolah sinyal dari sensor analog maupun digital.
Menunjukkan bagaimana sinyal hasil penguatan dapat digunakan untuk mengontrol komponen output, seperti motor, buzzer, atau indikator lainnya.
Memberikan gambaran nyata penerapan sistem ini dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada sistem pendeteksi banjir, alarm keamanan, atau otomasi lingkungan.
3. Alat dan Bahan [Kembali]
4. Dasar Teori [Kembali]
1) Resistor

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.
1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
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.
- Bi-Polar Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 100mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
1. Sensor Analog dan Digital
Sensor adalah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi perubahan lingkungan fisik dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Berdasarkan jenis keluarannya, sensor dibagi menjadi dua:
Sensor Analog: Menghasilkan sinyal kontinyu berupa tegangan yang nilainya berubah-ubah secara proporsional terhadap besaran fisik yang diukur. Contohnya: sensor suhu LM35, sensor kelembapan tanah, atau sensor cahaya (LDR).
Sensor Digital: Menghasilkan sinyal diskrit, biasanya berupa logika HIGH (1) dan LOW (0). Sensor ini umumnya memiliki rangkaian pembanding internal yang menentukan batas tertentu. Contohnya: sensor PIR (gerak), sensor sentuh kapasitif, atau sensor hujan digital.
2. Penguat Operasional (Op-Amp)
Op-Amp (Operational Amplifier) adalah komponen elektronika aktif yang digunakan untuk memperkuat sinyal listrik. Op-amp memiliki dua input (inverting dan non-inverting) serta satu output. Beberapa konfigurasi umum op-amp yang digunakan dalam pengolahan sinyal sensor antara lain:
Voltage Follower (Buffer): Digunakan untuk menstabilkan sinyal tanpa mengubah nilainya, dengan keuntungan impedansi input tinggi dan impedansi output rendah.
Non-Inverting Amplifier: Digunakan untuk memperkuat sinyal dengan output searah input dan gain positif.
Inverting Amplifier: Menguatkan sinyal dengan pembalikan fasa.
Komparator: Digunakan untuk membandingkan dua sinyal (biasanya tegangan sensor vs tegangan referensi) dan menghasilkan sinyal digital sebagai hasilnya
- Sensor IR secara khusus menyaring cahaya IR, tapi tidak terlalu baik untuk mendeteksi cahaya tampak.
- Sensor IR memiliki demulator (bagian yang memisahkan sinyal informasi (yang berisi data atau pesan) dari sinyal pembawa yang diterima sehingga informasi tersebut dapat diterima dengan baik) yang digunakan untuk mencari IR yang ter-modulasi (merupakan bagian yang mengubah sinyal informasi ke dalam sinyal pembawa (carrier) dan siap untuk dikirimkan) pada rentang frekuensi 38 KHz. Lampu LED IR yang hanya menyala terus menerus tidak akan terdeteksi oleh receiver, melainkan harus PWM Blinking/Flicking (berkedip secara konstan dalam kurun waktu beberapa milidetik) pada rentang 38 KHz.
- Sensor IR mendeteksi sinyal IR 38 KHz dan keluaran rendah (0V) atau tidak mendeteksi apapun dan keluaran tinggi (5V) (Ada dkk, 2012). Model dari sensor IR sendiri cukup beragam
2. Soal nomor 2 [Kembali]
Buatlah suatu rangkaian aplikasi kontrol greenhouse menggunakan input-input sensor dan output-output seperti motor atau komponen output lainnya.
1. Pendahuluan [Kembali]
Kontrol rumah kaca adalah sistem yang dirancang untuk mengatur dan menjaga kondisi lingkungan di dalam rumah kaca agar optimal untuk pertumbuhan tanaman.
Sistem ini umumnya meliputi:
- Pengendalian suhu: Sensor suhu untuk memantau suhu di dalam rumah kaca.
- Pengendalian cahaya: Sensor cahaya untuk memantau intensitas cahaya di dalam rumah kaca.
- Pengendalian penyiraman: Sensor kelembaban tanah untuk memantau kadar air di tanah.
Tujuan utama kontrol rumah kaca adalah untuk :
- Meningkatkan hasil panen tanaman.
- Meningkatkan kualitas tanaman.
- Mengurangi penggunaan pestisida dan pupuk.
- Menghemat air dan energi.
- Mempermudah pengelolaan rumah kaca.
2. Tujuan [Kembali]
- Mengetahui bentuk rangkaian aplikasi untuk kontrol rumah kaca menggunakan sensor pir, sensor LM35, touch sensor, sensor cahaya, dan sensor soil moisture
- Dapat mensimulasikan rangkaian di aplikasi proteus
- Menyelesaikan tugas besar dari Bapak Darwison
3. Alat dan Bahan [Kembali]
A. ALAT
1. Voltmeter DC
Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk menentukan besaran tegangan listrik pada suatu elektronika atau rangkaian listrik dalam besaran tertentu. Voltmeter dipasang secara paralel pada ujung-ujung hambatan yang diukur beda potensialnya.

2. Amperemeter
Amperemeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur nilai arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik.

B. BAHAN
1. Resistor
Resistor adalah komponen yang berfungsi untuk mengendalikan arus listrik dengan memberikan hambatan terhadap aliran arus dalam suatu rangkaian elektronika.
2. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik dalam jangka waktu tertentu.

3. Dioda
Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor yang fungsinya mengubah arus bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC).
4. Power Supply
Power adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi menghasilkan tegangan.
5. Baterai
Baterai merupakan sebuah sel listrik yang memiliki proses elektrokimia yang reversible dengan tingkat keefisiensian yang tinggi. Proses elektrokimia adalah proses pengubahan energi kimia menjadi energi listrik yang terjadi pada saat proses pengosongan baterai serta proses pengubahan energi listrik menjadi energi kimia yang terjadi pada saat proses pengisian baterai.
6. Transistor
Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, dan modulator.
7. Relay
Relay adalah saklar elektronika yang digunakan untuk membuka dan menutup rangkaian listirk serta menstimulasi listrik kecil menjadi arus yang lebih besar. Relay digunakan sebagai penghubung dan pemutus arus listrik.
11. Op-Amp LM741
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.
12. Potensiometer
Potensiometer adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai pembagi tegangan yang bisa disesuaikan sesuai dengan kebutuhan. Potensiometer tergolong sebagai variabel resistor.
13. Switch
Switch adalah komponen elektronika yang berfungsi mengontrol aliran listrik dalam rangkaian secara manual untuk meneruskan data ke tempat yang dituju. Switch memiliki dua kondisi stabil, yaitu on (hidup) dan off (mati).

- Komponen Input
1. Sensor LM35
Sensor LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.

2. Sensor Touch
Sensor touch atau adalah komponen elektronika yang bisa mendeteksi keberadaan atau sentuhan objek pada permukaannya. Sentuhan ini kemudian diubah menjadi sinyal listrik yang dapat dibaca oleh perangkat lain.
3. Sensor Soil Moisture
Sensor soil moisture (sensor kelembaban tanah) adalah alat yang digunakan untuk mengukur kandungan air/ kelembaban dalam tanah.

4. LDR
LDR (Light Dependent Resistor) adalah komponen yang berperan sebagai resistor tergantung cahaya. LDR memiliki waktu respon (reaksi terhadap cahaya) yang bervariasi tergantung jenisnya.

5. PIR Sensor
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

6. Logicstate

- Komponen Output
1. Ground
Ground adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi.
2. LED
Light Emiting Diode (LED) adalah komponen yang dapat memancarkan cahaya.LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda.
3. Motor Listrik
Motor listrik adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik terbagi dua diantaranya Motor DC (Direct Current), Motor DC menggunakan arus searah untuk menghasilkan putaran. Motor DC memiliki torsi yang tinggi dan dapat dikontrol dengan mudah. Dan Motor AC (Alternating Current), Motor AC menggunakan arus bolak-balik untuk menghasilkan putaran. Motor AC lebih efisien dan murah dibandingkan motor DC.
4. Dasar Teori [Kembali]
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
- Faktor Skala Linear + 10-mV / ° C
- 0,5 ° C Pastikan Akurasi (pada 25 ° C)
- Dinilai untuk Rentang Penuh −55 ° C hingga 150 ° C
- Cocok untuk Aplikasi Jarak Jauh
- Biaya Rendah Karena Pemangkasan Tingkat Wafer
- Beroperasi Dari 4 V hingga 30 V
- Pembuangan Arus Kurang dari 60-μA
- Pemanasan Mandiri Rendah, 0,08 ° C di Udara Diam
- Hanya Non-Linearitas ± ¼ ° C Tipikal
- Output Impedansi Rendah, 0,1 Ω untuk Beban 1-mA
Grafik respon
3. Touch Sensor
Pada saat jari menyentuh layar, akan terjadi perubahaan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh processor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Jadi perlu diperhatikan bahwa sentuhan kita tidak akan di respon oleh layar sensor kapasitif ini apabila kita menggunakan bahan-bahan non-konduktif sebagai perantara jari tangan dan layar sentuh tersebut.
Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah sakelar, pada saat film lapisan atas mendapatkan tekanan tertentu baik dengan jari maupun stylus, maka film lapisan atas akan bersentuhan dengan film lapisan bawah sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu layar tersebut dan memberikan signal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.
Soil moisture sensor adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Sensor ini sangat sederhana, tetapi ideal untuk memantau taman kota, atau tingkat air pada tanaman pekarangan. Sensor ini terdiri dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar). Sensor ini sangat membantu untuk mengingatkan tingkat kelembaban pada tanaman atau memantau kelembaban tanah.
Soil moisture sensor FC-28 memiliki spesifikasi :
- Memiliki value range ADC sebesar 1024 bit mulai dari 0 – 1023 bit.
- Tegangan Operasi: 3.3V hingga 5V DC
- Operasi Saat Ini: 15mA
- Output Digital - 0V hingga 5V, Level pemicu yang dapat disesuaikan dari preset
- Output Analog - 0V hingga 5V berdasarkan radiasi infra merah dari nyala api yang jatuh pada sensor
- LED menunjukkan keluaran dan daya
- Ukuran PCB: 3,2 cm x 1,4 cm
- Desain berbasis LM393
- Mudah digunakan dengan Mikrokontroler atau bahkan dengan IC Digital / Analog normal
- Kecil, murah, dan mudah didapat
Grafik respon sensor soil moisture :
Berdasakan jenisnya, prinsip cahaya diklasifikasikan menjadi dua jenis yakni:
- Sensor pasif, sensor yang akan menerima cahaya kemudian akan meningkatkan atau mengurangi resistensinya. Sehingga arus listrik akan mengalir atau terputus yang kemudian disambungkan pada lampu atau alarm. Contoh sensor pasif yaitu Light Dependent Resistor (LDR)
- Sensor aktif, ketika terpapar cahaya, sensor ini akan mengubah cahaya menjadi energi lain yang lebih berguna, contoh sensor ini adalah solar cell.
- Detektor kimiawi, seperti pelat fotografis, di mana molekul silver halida dibagi menjadi sebuah atom perak metalik dan atom halogen.
- Fotoresistor atau Light Dependent Resistor (LDR) yang berubah resistansinya ketika dikenai cahaya.
- Sel fotovoltaik, prosedur kerja dari sensor ini yaitu, mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik.
- Fotokonduktif, memberikan perubahan resistansi pada terminal outputnya sesuai dengan perubahan intensitas cahaya yang diterimanya.
- Fotolistrik, sensor yang berprinsip kerja berdasarkan pantulan karena perubahan posisi/jarak suatu sumber sinar (inframerah atau laser).
- Fotodioda, berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktivitas dioda.
- Fototransistor, berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduk-tivitas transistor.
- Detektor optis yang berlaku seperti termometer, secara murni tanggap terhadap pengaruh panas dari radiasi yang masuk, seperti detektor piroelektrik, sel Golay, termokopel dan termistor, tetapi kedua yang terakhir kurang sensitif.
- Detektor cryogenic, cukup tanggap untuk mengukur energi dari sinar-x tunggal, serta foton cahaya terlihat dan dekat dengan inframerah.

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.
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.
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

Adalah jenis kapasitor tanpa polaritas, artinya pemasangan dibolak-balik tidak masalah. Kapasitor jenis ini umumnya memiliki nilai kapasintansi yang kecil antara pikofarad dan nanofarad. Contoh kapasitor non polar adalah: kapasitor keramik, mika, dan polyester.
- Bipolar
Adalah jenis kapasitor yang memiliki polaritas positif dan negatif. Hati-hati saat pemasangan kapasitor jenis ini karena jika dipasang terbalik akan merusak kapasitor bahkan bisa menimbulkan ledakan. Contoh kapasitor bipolar adalah: Elektrolit kapasitor (ELKO), dan kapasitor tantalum.
Kapasitor ini umumnya jenis nonpolar, biasa dipakai untuk penalaan radio frekuensi pada rangkaian oscilator, contoh kapasitor ini adalah: VARCO dan kapasitor trimer.
Transistor Bipolar adalah salah satu jenis transistor yang terbentuk dari 2 dioda sehingga memiliki polaritas atau sisi positif dan sisi negatif. Biasanya transistor Bipolar atau disebut dengan BJT (Basis Junction Transistor) memiliki 2 jenis, diantaranya yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Transistor ini memiliki 3 polaritas yang biasa disebut B (Basis), E (Emiter), C (Collector). Basis berfungsi sebagai base atau tempat berkumpulnya kumpulan aliran arus yang masuk ke transistor, Emiter dan Collector sebagai aliran arus masuk dan keluar.
Ie = Ic + Ib
Keterangan :
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector
Ib = Arus Basis
Pada Transistor BJT nilai arus Ib relatif sangat kecil terhadap Ic, maka Ib ini dapat diabaikan. Sehingga persamaan diatas bisa berubah menjadi
Ie = Ic
Keterangan :
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector
Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V
Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.
Suatu transistor harus diberi bias dc untuk dapat dioperasikan sebagai penguat. Titik kerja dc harus diatur agar variasi sinyal pada terminal input dapat dikuatkan/ amplifikasi dan secara akurat direproduksi pada terminaloutput. Rangkaian bias tetap (fix bias) untuk transistor ini cukup sederhana karena hanya terdiri atas dua resistor RB dan RC. Kapasitor C1 dan C2 merupakan kapasitor kopling yang berfungsi mengisolasi tegangan dc dari transistor ke tingkat sebelum dan sesudahnya, namun tetap menyalurkan sinyal ac-nya.
- Self bias circuit
Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor, dimana titik pembagian tegangan diubungkan ke kaki basis transistor. Karena self bias transistor ini menggunakan bias tegangan melalui rangkaian pembagi tegangan maka self bias transistor sering juga disebut dengan bias pembagi tegangan. Pada umumnya penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi tegangan (self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik. Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada gambar berikut.
Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) terdiri dari empat buah resistor, yaitu: R1, R2, RC, dan RE. Resistor R1 (yang berada di atas) akan menjamin bahwa hubungan antara kolektor – basis mendapatkan bias mundur, sedangkan resistor R2 (yang berada di bawah) akan menjamin bahwa hubungan basis – emitor mendapatkan bias maju. Oleh karena itu dengan adanya pembagi tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc.
Rumus arus basis (IB) : Rumus arus collector (IC) :
Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
Copyright © Elektronika Dasar
Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
Copyright © Elektronika Dasar
Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
Copyright © Elektronika Dasar
Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
Copyright © Elektronika Dasar
Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
Copyright © Elektronika Dasar
Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
Copyright © Elektronika Dasar
Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
Copyright © Elektronika Dasar
Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
Copyright © Elektronika Dasar
Rumus arus collector (IC) :
Op-Amp Voltage Follower (atau dikenal juga sebagai Unity-gain Amplifier atau Buffer Amplifier) adalah rangkaian Op-Amp yang memiliki penguatan atau gain (A) tegangan sebesar 1x. Dengan kata lain, Op-Amp tidak memberikan amplifikasi ataupun atenuasi terhadap sinyal inputnya. Yang artinya keluaran dari Op-Amp sama dengan masukannya.
Gambar 1. Rangkaian Op-Amp Voltage Follower.
Gambar 2. Cara Kerja Rangkaian Op-Amp Voltage Follower.
Aplikasi
Jika melihat dari Gambar 2, sepertinya rangkaian ini rangkaian yang tidak ada gunanya ya? Padahal pada kenyataannya, rangkaian ini sangatlah berguna.
Pada artikel Op-Amp Basic dijelaskan bahwa impedansi pada pin-pin masukan (input) Op-Amp sangat besar bahkan pada Op-Amp ideal sampai dengan tak-hingga. Sehingga arus yang mengalir ke dan dari pin-pin masukan sangatlah kecil. Prinsip inilah yang menjadi dasar kegunaan dari Op-Amp Voltage Follower. Suatu Op-Amp Voltage Follower menarik sangat sedikit arus dengan memberikan sinyal tegangan yang sama. Op-Amp Voltage Follower berfungsi sebagai penyangga-isolasi (isolation-buffer), yaitu penyangga yang mengisolasi suatu rangkaian, sistem, atau perangkat sehingga sumber tegangan (power supply) dari rangkaian, sistem, atau perangkat tersebut hampir tidak terganggu.
Implementasi dari Op-Amp Voltage Follower umumnya untuk menyangga suatu sensor atau perangkat yang dibutuhkan sinyal keluarannya agar sinyal keluaran mereka dapat dibaca dengan baik tidak terganggu oleh hambatan-dalam dari pembacanya sendiri. Perbandingan antara pembacaan Sensor tanpa dan dengan Op-Amp Voltage Follower dapat dilihat pada Gambar 3.
(a)
(b)
Gambar 3. (a) Pembacaan Sensor Langsung, (b) Pembacaan Sensor dengan Implementasi Op-Amp Voltage Follower.
Penguat Pembalik:
Istilah berikut digunakan dalam rumus dan persamaan untuk Penguatan Operasional.
· R f = Resistor umpan balik
· R in = Resistor Masukan
· V in = Tegangan masukan
· V keluar = Tegangan keluaran
· Av = Penguatan Tegangan
Penguatan tegangan:
Gain loop dekat dari penguat pembalik diberikan oleh;
Tegangan Keluaran:
Tegangan keluaran tidak sefasa dengan tegangan masukan sehingga dikenal sebagai penguat pembalik .
Penguat Non-Pembalik:
Istilah yang digunakan untuk rumus dan persamaan Penguat Non-Pembalik.
· R f = Resistor umpan balik
· R = Resistor Tanah
· V masuk = Tegangan masukan
· V keluar = Tegangan keluaran
· Av = Penguatan Tegangan
Keuntungan Penguat:
Gain total penguat non-pembalik adalah;
Tegangan Keluaran:
Tegangan output penguat non-pembalik sefasa dengan tegangan inputnya dan diberikan oleh;
Unity Gain Amplifier / Buffer / Pengikut Tegangan:
Jika resistor umpan balik dilepas yaitu R f = 0, penguat non-pembalik akan menjadi pengikut / penyangga tegangan
a) Prosedur
3. Soal nomor 3 [Kembali]
Buatlah suatu rangkaian aplikasi kontrol incubator dengan ketentuan:
a. Ada sensor analog dan sensor digital
b. Ada kondisi ≥ 2 sensor untuk suatu output dan kebalikannya.
1. Pendahuluan [Kembali]
Alat inkubator telur merupakan perangkat penting dalam industri peternakan unggas, digunakan untuk meniru kondisi lingkungan yang optimal bagi telur-telur ayam, bebek, atau jenis unggas lainnya agar menetas. Teknologi inkubator telur membawa revolusi dalam produksi telur unggas, memungkinkan kontrol yang lebih tepat terhadap suhu, kelembaban, dan ventilasi, yang secara signifikan meningkatkan tingkat keberhasilan penetasan telur. Seiring dengan kemajuan teknologi, alat inkubator telur telah berkembang dari model sederhana yang membutuhkan pengawasan manual menjadi sistem otomatis yang canggih, dilengkapi dengan sensor-sensor cerdas dan kontroler elektronik untuk memastikan kondisi inkubasi yang stabil dan optimal.
2. Tujuan [Kembali]
- Mengetahui prinsip sensor LM35
- Mengetahui prinsip sensor HIH-5030
- Mengetahui prinsip sensor PIR
- Mengetahui prinsip sensor Loadcell
- Mengetahui prinsip sensor gas (MQ-8)
- Menggunakan sensor LM35, sensor HIH-5030, sensor Loadcell, sensor gas (MQ-8) dan sensor PIR dalam mengatur serta mendeteksi pada mesin incubator
3. Alat dan Bahan [Kembali]
A. ALAT
- 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
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).
Cara menghitung nilai resistor:
.jpeg)

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.
- Bi-Polar Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 100mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
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.
Switch adalah suatu komponen jaringan komputer yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa perangkat untuk meneruskan data ke perangkat yang dituju.
Sensor yang dapat mengukur dua parameter lingkungan sekaligus, yakni suhu dan kelembaban udara (humidity). Dalam sensor ini terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah).
- Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
- Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2.
- Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
- Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
- Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
- Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
- Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
- Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
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.
- Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
- GND dihubungkan ke GND
- IN1/Data dihubungkan ke pin 2
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. Dasar Teori [Kembali]
- 1) ResistorSimbol :Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.Cara menghitung nilai resistor:Tabel warnaContoh :Gelang ke 1 : Coklat = 1Gelang ke 2 : Hitam = 0Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.2) Dioda
SpesifikasiDioda 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.Untuk menentukan arus zenner berlaku persamaan:Keterangan:Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.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.
1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.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.
Rumus-rumus transistor:Spesifikasi :- Bi-Polar Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 100mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
Konfigurasi TransistorKonfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.4) Sensor LM35Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92 seperti terlihat pada gambar dibawah.Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :- Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
- Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2.
- Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
- Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
- Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
- Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
- Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
- Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC.Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :Vout LM35 = Temperature º x 10 mV
Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :- LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
- LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
- LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC. LM35
Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :- Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
- Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
- Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
- Rangkaian menjadi sederhana
- Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
Untuk lebih lengkap nya dapat dilihat pada datasheet yang ada di link downloadDatasheet lm355) Sensor PIRSensor PIR merupakan sensor yang dapat mendeteksi pergerakan, dalam hal ini sensor PIR banyak digunakan untuk mengetahui apakah ada pergerakan manusia dalam daerah yang mampu dijangkau oleh sensor PIR. Sensor ini memiliki ukuran yang kecil, murah, hanya membutuhkan daya yang kecil, dan mudah untuk digunakan. Oleh sebab itu, sensor ini banyak digunakan pada skala rumah maupun bisnis. Sensor PIR ini sendiri merupakan kependekan dari “Passive InfraRed” sensor.Pada umumnya sensor PIR dibuat dengan sebuah sensor pyroelectric sensor (seperti yang terlihat pada gambar disamping) yang dapat mendeteksi tingkat radiasi infrared. Segala sesuatu mengeluarkan radiasi dalam jumlah sedikit, tapi semakin panas benda/mahluk tersebut maka tingkat radiasi yang dikeluarkan akan semakin besar. Sensor ini dibagi menjadi dua bagian agar dapat mendeteksi pergerakan bukan rata-rata dari tingkat infrared. Dua bagian ini terhubung satu sama lain sehingga jika keduanya mendeteksi tingkat infrared yang sama maka kondisinya akan LOW namun jika kedua bagian ini mendeteksi tingkat infrared yang berbeda (terdapat pergerakan) maka akan memiliki output HIGH dan LOW secara bergantian.Inilah mengapa sensor PIR dapat mendeteksi pergerakan manusia yang masuk pada jangkauan sensor PIR, hal ini disebabkan manusia memiliki panas tubuh sehingga mengeluarkan radiasi infrared seperti yang ditunjukkan pada gambar disamping.Gambar berikut menunjukkan bagian-bagian dari sensor PIR yang perlu untuk diketahui- Pengatur Waktu Jeda : Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi gerakan dan gerakan telah berahir. *
- Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
- Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
- Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
- DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).
- Output Digital : Output digital sensor
- Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
- BISS0001 : IC Sensor PIR
- Pengatur Jumper : Untuk mengatur output dari pin digital.
(*) Catatan: Pin nomor 1 dan 2 digunakan untuk melakukan kalibrasi sensor PIR dengan mengatur posisi potentiometer pada posisi label MIN atau MAX.Sensor PIR sangat cocok digunakan pada projek-projek yang membutuhkan deteksi kapan seseorang memasuki atau meninggalkan are tertentu. Hal ini karena sensor PIR membutuhkan daya yang rendah, murah, memiliki jangkauan yang luas, dan mudah digunakan dengan berbagai sistem kontrol.Catatan: Sensor PIR tidak dapat digunakan untuk mengetahui berapa orang yang berada pada jangkauan sensor atau seberapa dekat objek dengan sensor dan sensor PIR juga dapat dipengaruhi oleh binatang peliharaan.Setiap sensor PIR memiliki spesifikasi dan kriteria yang berbeda-beda namun hampir kebanyakan dari sensor PIR memiliki spesifikasi yang mirip (Direkomendasikan untuk mengacu pada datasheet). Berikut spesifikasi sensor PIR pada umumnya.- Bentuk : Persegi
- Output : Pulsa digital HIGH (3V) ketika mendeteksi pergerakan dan LOW ketika tidak ada pergerakan.
- Rentang Sensitivitas : Sampai dengan 6 meter sebagaimana gambar berikut
- Power Supply : 5V-12V (direkomendasikan 5VDC).
Berikut grafik kinerja sensor PIRBerikut datasheet kinerja PIRUntuk lebih detail bisa dilihat pada datasheet di link download dibawah6) HIH-5030Seri HIH-5030/5031 mencakup sensor kelembaban sirkuit terintegrasi, SMD, 1000 unit pada tape dan reel.Sensor Kelembaban Tegangan Rendah Seri HIH-5030/5031 beroperasi hingga 2,7 V, seringkali ideal dalam sistem bertenaga baterai di mana suplai adalah nominal 3 V. Sensor Kelembaban Seri HIH-5030/5031 dirancang khusus untuk pengguna OEM (Original Equipment Manufacturer) volume tinggi. Input langsung ke pengontrol atau perangkat lain dimungkinkan oleh output tegangan linier dekat sensor ini. Dengan tarikan arus tipikal hanya 200 µA, Seri HIH-5030/5031 sering kali cocok untuk sistem yang dioperasikan dengan baterai dengan pengurasan rendah. Kemampuan saling tukar sensor yang ketat mengurangi atau meniadakan biaya kalibrasi produksi OEM. Seri HIH-5030/5031 memberikan kinerja penginderaan RH (Relative Humidity) berkualitas instrumentasi dalam SMD dengan harga kompetitif dan dapat disolder. HIH-5030 adalah sensor kelembaban sirkuit terintegrasi tertutup. HIH-5031 adalah sensor kelembaban sirkuit yang tertutup, tahan kondensasi, dan terintegrasi yang dipasang di pabrik dengan filter hidrofobik yang memungkinkannya digunakan di lingkungan kondensasi termasuk aplikasi industri, medis dan komersial. Sensor RH menggunakan elemen penginderaan kapasitif polimer termoset yang dipangkas laser dengan pengkondisian sinyal terintegrasi pada chip. Konstruksi multilayer elemen penginderaan memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap sebagian besar bahaya aplikasi seperti kondensasi, debu, kotoran, minyak, dan bahan kimia lingkungan umum.Fitur/Kelebihan Sensor HIH-50307) LM741LM741 adalah salah satu IC (Integrated Circuit) Op-Amp (Operational Amplifier) yang memiliki 8 pin. IC Op-Amp ini terdapat 2 jenis bentuk, yaitu tabung (lingkaran) dan kotak (persegi), tetapi yang umum adalah yang berbentuk persegi. Op-Amp banyak digunakan dalam sistem analog komputer, penguat video/gambar, penguat audio, osilator, detector dan lainnya. LM741 biasanya bekerja pada tegangan positif/negatif 12 volt, dibawah itu IC tidak akan bekerja. Setiap pin/kaki-kaki pada IC LM741 mempunya fungsi yang berbeda-beda, keterangan pin/kaki-kaki LM741 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.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.Karakteristik penguat ideal adalah:- Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
- Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
- Impedansi output sangat kecil (Zo <<).
Konfigurasi PIN LM741:Spesifikasi:Respons karakteristik kurva I-O:Op-Amp LM741 dapat membuat beberapa fungsi rangkaian seperti gambar berikut.Macam-macam rangkaian yang dapat dibentuk LM741- Detektor Penyilang Nol: mendeteksi tegangan-tegangan di atas nol
- Detektor Taraf Tegangan (positif dan negatif): mendeteksi tegangan-tegangan acuan pada tegangan positif maupun negatif yang sudah kita tentukan.
- Penguat (Buffer): memperkuat amplitudo pada pulsa output nya.
- Penguat 2 Tingkat: seperti rangkaian Buffer, tetapi mengalami 2 kali penguatan.
- Pembangkit Isyarat: untuk membangkitkan pulsa
- Rangkaian Diverensial: untuk pengukuran pengendalian instrumentasi dan penguat sinyal-sinyal yang sangat lemah.
- Rangkaian Instrumentasi: untuk memperbaiki penguat differensial.
Karakteristik elektrikUntuk lebih jelasnya lagi silahkan download pada link download dibawah7) Sensor MQ-2Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gas LPG, i-butana, propana, metana, alkohol, hidrogen dan asap. Kata datasheet, inti dari MQ-2 adalah material yang sensitif terhadap konsentrasi gas yang tersusun dari senyawa SnO2 atau dalam istilah kita disebut Timah (IV) Oksida. Material ini memiliki karakteristik akan berubah konduktivitasnya seiring dengan perubahan konsentrasi gas di sekitarnya. - Bi-Polar Transistor
4. Soal nomor 4 [Kembali]
Buatlah suatu rangkaian aplikasi sesuai Tugas Besar anda yang terdiri dari ≥ 5 input 4. sensor(analog & digital) dan output (seperti motor, heater, Fan, lampu dll) dengan melibatkan rangkaian kontrol yang memakai penguat transistor(bias berbeda) dan op-amp.(tipe rangkaian yang berbeda)
1. Pendahuluan [Kembali]
Banjir bandang merupakan salah satu bencana alam yang sering terjadi di berbagai wilayah di Indonesia, terutama saat curah hujan tinggi dan sistem drainase tidak mampu menampung debit air. Banjir bandang tidak hanya merusak infrastruktur, tetapi juga mengancam keselamatan jiwa. Oleh karena itu, perlu adanya sistem peringatan dini dan pengendalian banjir yang efektif dan mudah diterapkan, terutama di daerah rawan.
Dalam perkembangan teknologi saat ini, sistem elektronik dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi kondisi lingkungan secara real-time. Penggunaan sensor-sensor seperti sensor hujan, sensor kelembaban tanah, sensor level air, dan sensor beban dapat memberikan data yang akurat mengenai potensi terjadinya banjir. Dengan bantuan software simulasi seperti Proteus, sistem ini dapat dirancang dan diuji secara virtual sebelum diterapkan di lapangan.
2. Tujuan [Kembali]
- Menjelaskan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan " Aplikasi Pengontrol Banjir Bandang"
- Mensimulasikan rangkaian "Aplikasi Pengontrol Banjir Bandang" dengan proteus.
- Menjelaskan prinsip kerja dari "Aplikasi Pengontrol Banjir Bandang".
3. Alat dan Bahan [Kembali]
Baterai adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik.Pinout dari baterai :
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.
DC Amperemeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar arus pada suatu komponen. Cara pemakaiannya dengan memposisikan kaki2 Amperemeter secara seri dengan komponen yang akan diuji besar kuat arusnya.
B. Bahan
- Resistor
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.Rumus hukum ohm (V=IR)Untuk mengetahui nilai resistansi dari suatu resistor, dapat dilihat dari tabel berikut:
Contoh lain cara membaca resistor :
Gelang ke 1 : Merah = 2
Gelang ke 2 : Merah = 2
Gelang ke 3 : Coklat = 1 (angka 1 menjadi pangkat dari angka 10 = 101
Gelang ke 4 : Emas = Toleransi 5%
Maka nilai resistor tersebut adalah 22 * 101= 220 Ohm dengan toleransi 5%
Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik baliknya arus listrik atau beda potensialnya bernilai 0 (nol). Fungsi Ground adalah memberi perlidungan pada peggunaan peralatan listrik.
Dioda adalah komponen elektronik yang digunakan untuk melewatkan arus. Dioda hanya dapat melewatkan arus listrik dalam satu arah saja.
Berfungsi sebagai sumber daya bagi rangkaian.
Kapasitor merupakan komponen elektronika yang terdiri dari dua konduktor. Dimana keduanya dipisahkan oleh dua penyekat yang disebut dengan keping. Sederhanannya fungsi utama kapasitor adalah untuk menyimpan energi listrik, namun masih banyak lagi fungsi-fungsi kapasitor yang harus kamu ketahui.
Cara menentukan:
Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nFKapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.Cara menghitung nilai kapasitor :1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.3. Satuan kapasitor dalam piko farad.4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.Daftar nilai toleransi kapasitor :B = 0.10pFC = 0.25pFD = 0.5pFE = 0.5%F = 1%G = 2%H = 3%J = 5%K = 10%M = 20%Z = + 80% dan -20%Pinout:
Spesifikasi:
Operational Amplifier (741) berfungsi sebagai penguat dan pengindra sinyal masukkan, baik DC maupun AC, juga sebagai penguat differensiasi impedansi masukkan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.
Transistor merupakan sebuah alat semikonduktor yang dapat dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.Spesifikasi:
Spesifikasi
Konfigurasi Pin
Spesifikasi :
- Built-in gearbox
- Vsuplai : Dc 12V
- Arus : 2 A
- Speed : 400 rpm
- Torsi : 6.5 Kg.cm
- Ratio gear : 1:21
- Dimensi body : panjang 5 cm x diameter 2,5 cm
- Dimensi shaft : panjang 1 cm x diameter 4 mm
- Berat : 0,2 Kg
Pinout
Grafik respon
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
Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda.
Spesifikasi Lampu LEDKlasifikasi tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:
Spesifikasi :
Pinout :
Spesifikasi dari Sensor Soil Moisture :
- Tegangan Operasi: 3.3V hingga 5V DC
- Operasi Saat Ini: 15mA
- Output Digital - 0V hingga 5V, Level pemicu yang dapat disesuaikan dari preset
- Output Analog - 0V hingga 5V berdasarkan radiasi infra merah dari nyala api yang jatuh pada sensor
- LED menunjukkan keluaran dan daya
- Ukuran PCB: 3,2 cm x 1,4 cm
- Desain berbasis LM393
- Mudah digunakan dengan Mikrokontroler atau bahkan dengan IC Digital / Analog normal
- Kecil, murah, dan mudah didapat
Konfigurasi Sensor Soil Moisture :
Water level sensor berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air.
Konfigurasi pin water level sensor
"S" stand for signal input"+" stand for power supply"-" stand for GNDSpesifikasi water level sensor1. Tegangan kerja: 5V2. Bekerja Saat Ini: <20ma br=""> 3. Antarmuka: Analog4. Lebar deteksi: 40mm × 16mm5. Suhu Kerja: 10 ℃ ~ 30 ℃6. Berat: 3g7. Ukuran: 65mm × 20mm × 8mm8. Antarmuka yang kompatibel dengan Arduino9. Konsumsi daya rendah10. Sensitivitas tinggi11. Sinyal tegangan keluaran: 0 ~ 4.2VAplikasi water level sensor1. Mendeteksi curah hujan Rainfall detecting2. Kebocoran cairan3. Kepenuhan tank airGrafik respon water level sensor
Rain sensor berfungsi untuk mendeteksi kebocoan dari tank air.
Konfigurasi pin rain sensor
Spesifikasi rain sensor1. Konsumsi daya sangat sedikit2. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya3. Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi4. Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V5. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil6. Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA7. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya8. Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor9. Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)10. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cmGrafik respon rain sensor
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.
Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda.
Spesifikasi Lampu LEDKlasifikasi 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
4. Dasar Teori [Kembali]
- Sensor Soil Moisture
Soil Moisture Sensor merupakan module untuk mendeteksi kelembaban tanah, yang dapat diakses menggunakan microcontroller seperti arduino.Sensor kelembaban tanah ini dapat dimanfaatkan pada sistem pertanian, perkebunan, maupun sistem hidroponik mnggunakan hidroton.
Soil Moisture Sensor dapat digunakan untuk sistem kontrol banjir bandang atau untuk memantau kelembaban tanah tanaman secara offline maupun online. Sensor ini pada dapat mendeteksi kadar kelembapan tanah di area rawan longsor atau daerah aliran sungai ,memprediksi potensi kejenuhan tanah akibat hujan terus-menerus. Jika tanah terlalu jenuh air, maka daya serapnya berkurang, meningkatkan risiko banjir bandang dan longsor.
Grafik sensor soil moisture :
Logo Sensor Soil Moisture di proteus:
Rain Sensor adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari.Prinsip kerja dari modul sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter. Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.
Grafik sensor hujan :
Fungsi utama dari water sensor adalah untuk mendeteksi ketinggian air atau keberadaan air di sungai, saluran air, atau area rawan banjir,memberikan indikasi dini jika air mulai meluap atau permukaan air meningkat drastis.
Grafik sensor water sensor :
- Vibration Sensor

Grafik Sensor Vibration :

Sensor getaran dibagi menjadi dua macam yaitu :
A. Kontak
Sensor ini disebut juga cassing measurement. Sensor yang digunakan adalah sensor seismic transduser, yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan percepatan. Untuk mengukur kecepatan menggunakan velocity probe dan velomitor probe, sedangkan untuk mengukur percepatan menggunakan sensor acceleration probe.
a. Velocity probe
1) Pengertian
Ujung sensor ini akan bersentuhan langsung dengan benda yang akan diukur fibrasinya, sensor ini berfungsi untuk mengukur getaran dari suatu alat atau mesin menggunakan kecepatan sebagai parameternya.
Adapun konstruksinya adalah sbb :
- Massa
- Kumparan
- Pegas
- Magnet permanen
- Damper Connector
- Cassing velocity probe
2) Prinsip Kerja
Prinsip kerja velocity probe sesuai dengan hukum fisika yaitu apabila suatu konduktor/kumparan yang dikelilingi oleh medan magnet kemudian koduktor bergerak terhadap medan magnet atau medan magnet bergerak terhadap konduktor maka akan menimbulkan suatu tegangan induksi pada konduktor. Apabila transducer ini ditempatkan pada bagian mesin yang bergetar, maka tranduser inipun akan ikut bergetar, sehingga kumparan yang ada di dalamnya akan bergerak relatif terhadap medan magnet sehingga akan menghasilkan tegangan listrik pada ujung kawat kumparannya. Dengan mengolah sinyal listrik dan transdusernya, maka getaran dapat diukur.
b. Acceleration Probe
1) Pengertian
Termasuk sensor kontak yang berfungsi untuk mengukur getaran dengan mengukur kecepatan dari mesin tersebut
2) Prinsip kerja
Pada acceleration probe terdapat Case insulator yang berkontak langsung dengan mesin yang hendak diperiksa, Case Insulator ini berfungsi sebagai transmitter atau yang menstransmisikan getaran dari mesin menuju piezoelectric sehingga piezoelectric mengalami tekanan yang sebanding dengan getaran yang diterima dari mesin. Getaran mekanis yang menimbulkan gaya akan mengenai bahan piezoelectric tersebut sehingga bahan piezoelectric tersebut menghasilkan muatan listrik. Tetapi arus listrik yang dihasilkan oleh piezoelectric ini sangat kecil, sehingga diperlukan alat lain agar menghasilkan muatan listrik yang standard. Karena muatan listrik yang ditimbulkan oleh piezoelectrik sangat kecil maka didalamnya dipasang rangkaian electronik/amplifier yang dapat membangkitkan muatan agar muatan listrik yang dihasilkan oleh bahan piezoelectric menjadi lebih besar. Besar muatan listrik yang dihasilkan oleh bahan piezo electric sebesar picocoulombs per g. Sedangkan besarnya sinyal yang dihasilkan setelah didalamnya dipasang penguat, mempunyai sensitivitas 50 mv per g.
3) Kelebihan
- Ukuran sangat kecil dan ringan, sehingga cocok untuk dibawa kemana-mana dan bisa dibawa ke tempat kerja yang sempit
- Sangat sensitive terhadap frekuensi tinggi, karena accelerator probe memiliki range frekuensi yang tinggi sebesar lebih dari 20 KHz
- Dapat digunakan pada temperatur tinggi, yaitu sampai temperature kurang lebih 500 derajat C
- Harganya lebih murah dibanding velocity dan displacement probe
B. Non – Kontak
Sensor non-kontak biasanya disebut Shaft Relative Measurement. Sensor yang digunakan adalah proximity probe ( Eddy current probe ). Untuk proxymity probe, yang diukur adalah perpindahannya. Untuk sensor non-kontak, probe dan mesin atau media tidak bersentuhan langsung. Untuk menggunakan sensor proximity probe ada beberapa syarat yang harus terpenuhi agar dapat menghasilkan pengukuran yang presisi, diantaranya adalah :
- Roundness (kelingkaran) dari mesin yang akan diukur harus bagus untuk menghasilan bacaan yang bagus pula
- Run out
Grafik sensor getar :
Simbol sensor getar :
- Sensor GP2D120
Operational Amplifier (741) berfungsi sebagai penguat dan pengindra sinyal masukkan, baik DC maupun AC, juga sebagai penguat differensiasi impedansi masukkan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.Operational amplifier, atau sering disebut op-amp, adalah komponen elektronik yang sangat serbaguna dan sering digunakan dalam rangkaian analog. IC 741 adalah salah satu jenis op-amp yang paling umum digunakan. Berikut adalah beberapa dasar teori mengenai op-amp 741.
Struktur Dasar Op-Amp 741:
IC 741 adalah op-amp yang memiliki 8 pin dengan konfigurasi dasar sebagai berikut:
- Pin 1: Offset Null
- Pin 2: Input Inverting (-)
- Pin 3: Input Non-Inverting (+)
- Pin 4: Vcc- (Negatif)
- Pin 5: Offset Null
- Pin 6: Output
- Pin 7: Vcc+ (Positif)
- Pin 8: No Connection (NC)
- Karakteristik Utama:
- Gain Tinggi: Op-amp 741 memiliki gain (penguatan) yang sangat tinggi, seringkali mencapai 100,000 atau lebih dalam konfigurasi open-loop (tanpa feedback).
- Impedansi Input Tinggi: Memiliki impedansi input yang sangat tinggi, biasanya dalam orde Megaohm, yang berarti hanya sedikit arus yang masuk ke dalam op-amp.
- Impedansi Output Rendah: Memiliki impedansi output yang rendah, memudahkan untuk menggerakkan beban yang terhubung ke output.
- Rentang Tegangan: Dapat bekerja dengan berbagai rentang tegangan, biasanya antara ±5V hingga ±15V.
- Mode Operasi:
Op-amp 741 dapat dikonfigurasi dalam berbagai mode operasi, termasuk:
Penguat Inverting: Input diberikan ke pin inverting, output berbanding terbalik dengan input, dan gain ditentukan oleh rasio resistor feedback.
Penguat Non-Inverting: Input diberikan ke pin non-inverting, output searah dengan input, dan gain ditentukan oleh rasio resistor.
Pengikut Tegangan (Buffer): Output langsung mengikuti input, dengan gain 1, dan digunakan untuk memisahkan dua tahap rangkaian.
Vout=VinV_{out} = V_{in}
Parameter Penting:
- Slew Rate: Laju perubahan maksimum output op-amp, biasanya sekitar 0.5 V/µs untuk 741.
- CMMR (Common-Mode Rejection Ratio): Rasio penolakan sinyal mode umum, menunjukkan kemampuan op-amp untuk menolak noise yang muncul pada kedua input secara bersamaan.
- Offset Voltage: Tegangan kecil yang harus diterapkan pada input untuk membuat output nol.
- Penggunaan Offset Null
Pin 1 dan 5 pada 741 digunakan untuk menghilangkan offset voltage. Dengan menambahkan potensiometer antara pin ini, kita bisa menyesuaikan offset voltage agar output op-amp menjadi nol ketika inputnya juga nol.
- NPN
Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.
Rumus dari Transitor adalah :
hFE = iC/iB
dimana, iC = perubahan arus kolektor
iB = perubahan arus basis
hFE = arus yang dicapai
Simbol NPN di proteus :
- Relay
Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.
Simbol Relay di Proteus:
- Battery
Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti handphone, laptop, dan maianan remote control menggunakan baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya baterai, sehingga tidak perlu menyambungkan kabel listrik ke terimanal untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Setiap baterai terdiri dari terminal positif (Katoda) dan terminal negatif (Anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Pada umumnya, baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).
Simbol battery di proteus:
- Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.
Rumus Resistor:
Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Simbol Resistor:
- LED
LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronik yang tidak asing lagi di kehidupan manusia saat ini. LED saat ini sudah banyak dipakai, seperti untuk penggunaan lampu permainan anak-anak, untuk rambu-rambu lalu lintas, lampu indikator peralatan elektronik hingga ke industri, untuk lampu emergency, untuk televisi, komputer, pengeras suara (speaker), hard disk eksternal, proyektor, LCD, dan berbagai perangkat elektronik lainnya sebagai indikator bahwa sistem sedang berada dalam proses kerja, dan biasanya berwarna merah atau kuning. LED ini banyak digunakan karena komsumsi daya yang dibutuhkan tidak terlalu besar dan beragam warna yang ada dapat memperjelas bentuk atau huruf yang akan ditampilkan. dan banyak lagi
Pada dasarnya LED itu merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
Rumus mencari resistor pada LED:
R = (VS – VL) / I
Simbol LED di Proteus:
Ground
Ground adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde.
Simbol ground di proteus :
- Motor DC
Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/directunidirectional.
Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.
Simbol motor DC di proteus:
5. Percobaan [Kembali]
A. Prosedur percobaan
1. Rangkaian dengan Rain sensor
2.Rangkaian dengan Soil Moisture Sensor
3.Rangkaian dengan Vibration sensor
4.Rangkaian dengan Water sensor
- Sensor Soil mosture
- Sensor Rain
- Water sensor
- Vibration Sensor
Sensor Vibration digunakan untuk mendeteksi adanya getaran atau guncangan fisik yang berpotensi menandakan pergerakan tanah, arus deras, atau tanda awal bencana banjir bandang. Sensor ini dipasang pada bagian kritis seperti permukaan tangki penampungan atau struktur penyangga agar dapat mendeteksi dini perubahan mekanis akibat tekanan air atau tanah.
Saat terjadi getaran, misalnya akibat aliran deras atau longsoran, pegas di dalam sensor getar akan menyentuh elektroda sehingga mengaktifkan sinyal digital (logika 1). Tegangan +5V dari sumber daya akan masuk ke sensor vibration SW-420. Dalam kondisi tanpa getaran, output sensor bernilai LOW (0V). Ketika getaran terdeteksi, output menjadi HIGH (+5V) dan dikirim ke pin digital mikrokontroler.
Agar sinyal sensor lebih stabil sebelum masuk ke mikrokontroler, digunakan rangkaian voltage follower (buffer) dengan op-amp. Sinyal dari sensor mengalir melalui resistor 10kΩ dan masuk ke input non-inverting op-amp. Rangkaian ini memiliki feedback unity (RF = 0), sehingga tegangan output (Vout) sama dengan tegangan input (Vin), mengikuti prinsip:
Output op-amp kemudian dikirim ke basis transistor NPN yang dikonfigurasi sebagai saklar. Ketika sinyal aktif (HIGH), transistor akan mengalirkan arus dari kolektor ke emitter melalui beban berupa relay. Relay akan aktif dan menggerakkan aktuator seperti katup otomatis atau pompa air untuk mengalirkan air ke jalur pembuangan.
Dengan sistem ini, ketika sensor mendeteksi getaran signifikan, maka air secara otomatis dialirkan dari tangki ke saluran lain guna mencegah kebocoran, kerusakan struktur, atau banjir bandang di area sekitar.
- Sensor GP2D120
Sensor GP2D120 digunakan untuk mendeteksi ketinggian air sebagai bagian dari sistem kontrol banjir bandang. Sensor ini diposisikan pada sisi saluran air untuk mendeteksi perubahan ketinggian permukaan air yang dapat menandakan potensi banjir. Ketika jarak permukaan air terhadap sensor semakin dekat (misalnya < 7 cm), maka sensor akan memberikan tegangan output yang lebih besar.
Tegangan dari sensor GP2D120 ini akan masuk ke kaki non-inverting op-amp. Tegangan yang terbaca pada kaki non-inverting op-amp bisa mencapai lebih dari +2.5V tergantung dari seberapa dekat air berada terhadap sensor. Rangkaian op-amp berfungsi sebagai komparator, membandingkan tegangan dari sensor (Vin) dengan tegangan referensi (Vref). Nilai Vref ini dapat diatur menggunakan potensiometer.
Jika Vin (tegangan dari sensor GP2D120) > Vref, maka keluaran op-amp (Vout) akan bernilai tinggi (mendekati +Vcc), misalnya +13V jika menggunakan supply ±15V. Kondisi ini menandakan bahwa air sudah mencapai level berbahaya. Sebaliknya, jika Vin < Vref, maka Vout akan rendah, artinya kondisi air masih aman.
Keluaran dari op-amp kemudian digunakan untuk mengendalikan basis transistor. Jika Vout cukup besar dan melebihi VBE transistor (biasanya sekitar 0.7V), maka transistor akan aktif (ON). Transistor yang aktif akan menghubungkan arus dari sumber tegangan (misalnya +12V) ke beban seperti relay, buzzer, atau motor penutup pintu air.
































































.jpeg)









.jpg)





















.jpg)










































Komentar
Posting Komentar