Aplikasi Komparator Non-Inverting dengan Vref = +

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. Link Download 

1. Pendahuluan [kembali]

    Komparator non-inverting dengan referensi tegangan positif (Vref positif) adalah sebuah sirkuit yang membandingkan dua tegangan input, yaitu tegangan yang masuk ke terminal non-inverting (V+) dan tegangan referensi (Vref) yang masuk ke terminal inverting (V-). Pada dasarnya, komparator non-inverting ini akan menghasilkan keluaran logika tinggi atau rendah berdasarkan perbandingan antara kedua tegangan tersebut.

    Salah satu aplikasi Komparator Non-Inverting dengan Vref = + yang dapat diterapkan dalam kehidupan sehari hari adalah sistem pengaman rumah. Sistem pengaman rumah otomatis yang menggunakan PIR (Passive Infrared) sensor dan sound sensor dapat dirancang untuk mendeteksi pergerakan dan suara yang mencurigakan di dalam rumah.

2. Tujuan [kembali]

• Memahami apa itu Comparator Non-Inverting
• Mensimulasikan rangkaian yang berfungsi sebagai alarm untuk sistem pengaman rumah
• Memahami fungsi dari setiap komponen-komponen yang digunakan

3. Alat dan Bahan [kembali]

    Alat :

    Instrumen

        a. 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.

    Generator:

        a. Power Supply

        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.

Spesifikasi:

        b. Baterai

            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 baterai yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
• Ukuran: 126x115x49mm
• Berat: 460gr

    Bahan:

        a. Resistor

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

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

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%.

 

        b. Dioda

    Dioda merupakan salah satu bahan semikonduktor yang memiliki fungsi untuk mengalirkan arus dalam satu arah. Maksud dari pemberian arus satu arah adalah apabila diberi bias yang tepat, maka dioda akan berfungsi sebagai pengalir arus terhadap arah yang telah ditentukan. Namun, apabila pemberian bias tidak sesuari dengan karakteristik dioda, maka dioda tidak dapat menghantarkan arus listrik.

    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.

         c. Ground

            Ground adalah komponen yang digunakan untuk dijadikan refernsi terhadap 0V. Biasanya disandingkan bersamaan dengan komponen yang akan diukur tegangannya.

        d. BJT (Versi NPN) Transistor

            BJT (Bipolar Junction Transistor) atau transistor bipolar adalah transistor yang pergerakan arusnya diperngatuhi oleh 2 carrier dalam materi penyusun transistor, P (Holes) dan N (elektron). Transistor yang digunakan pada percobaan ini adalah NPN transistor versi 2n222. Transistor BJT memiliki 3 buah terminal antara lain:

Pin Configuration

Pin Number      Pin Name                                    Deskripsi

   1                     Emitter                                  Arus mengalir melalui Emitter

   2                     Base                                     Mengontrol bias transistor

   3                   Collector                                Arus mengalir melalui Collector

Spesifikasi :

• Bi-Polar Transistor
• DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
• Continuous Collector current (IC) is 100mA
• Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.7 V
• Base Current(IB) is 5mA maximum

         e. Op - Amp

            Op - Amp (Operational Amplifiers) adalah sebuah amplifier bertipe differential amplifier.  Yang berarti Op - Amp merupakan amplifier yang menggunakan perbedaan potensial pada kedua input terminalnya untuk menaikkan nilai dari terminal outputnya. Op - Amp pada umumnya memiliki 3 terminal yaitu 2 input dan 1 output. 

    Spesifikasi :

        f. N-channel Depletion MOSFET

            MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah sebuah transistor yang memilki fungsi yang hampir sama dengan BJT. Namun variabel pengontrol arus dalam transistor MOSFET berbeda dengan variabel pengontrol yang terdapat di BJT. Apabila pada BJT variabel pengontrol arus output adalah arus kecil, variabel pengontrol arus output pada MOSFET adalah tegangan antara dua buah kaki transistor tersebut (tegangan antara kaki Gate dan Source)

        g. Potentiometer

            Resistansi yang nilainya dapat diatur dengana cara memutarnnya, nilai maks : 10k ohm

    Komponen Input 

        a. Logic State

    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: 

        b. Sound Sensor

    Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Pin Out

Spesifikasi

• Working voltage: DC 3.3-5V
• Dimensions: 45 x 17 x 9 mm
• Signal output indication
• Single channel signal output
• With the retaining bolt hole, convenient installation
• Outputs low level and the signal light when there is sound

        c. PIR sensor

    Sensor PIR digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia, dan RFID digunakan untuk membatasi akses ke laboratorium. Sensor PIR adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah.

Pin Out:

Spesifikasi : 

• Deteksi sudut 120 derajat.
• Kisaran deteksi 7m.
• Ukuran: 32x24mm
• Output sinyal switch TTL output sinyal tinggi (3.3 V), output sinyal     rendah (0.4 V).
• Waktu pemicu dapat disesuaikan 0,3 detik hingga 10 menit.
• Umum digunakan dalam perangkat antipencurian dan peralatan lainnya.
• Modul telah dipaksa untuk mengatur bekerja memicu dapat digunakan kembali
• Tegangan kerja 4,5 untuk 20V

        d. Sensor Jarak GP2D120

    GP2D12 merupakan salah satu sensor jarak dengan keluaran tegangan analog. Jarak yang bisa dideteksi GP2D12 mulai dari 8cm sampai 80cm,  sedangkan tegangan yang dikeluarkan adalah mulai dari 2,6 Vdc dan terus turun sampai sekitar 0,5 Vdc, sehingga jarak berbanding terbalik dengan tegangan, jadi  tegangan akan semakin tinggi pada saat jarak semakin dekat.

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:

    Komponen Output

    a. LED

    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.

    Klasifikasi 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.

Pin Out:

Spesifikasi :

        b. Motor

    Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo.

Spesifikasi : 

• Daya: 2.2KW/3HP/3PK
• Voltage : 220/380V/3phase
• Speed : 1435RPM/4Poles 50Hz
• Frame Size : 100L
• As/Shaft : 28mm
• Mounted : B5 (Flange Mounted)

Pin Out:

    

        c. Speaker

            Speaker adalah sebuah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan suara.

        d. Relay

Relay adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyambung dan memutuskan arus listrik dalam sebuah rangkaian. Karena fungsi relay tersebut, itulah mengapa komponen yang satu ini juga disebut sebagai saklar. 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. Jika spesifikasi relay sudah didapat kita bisa menggunakan contoh umum rangkaian switching relay dibawah ini. Rangkaian switching ini dibantu transistor sebagai pemicu

Pin out:

        . 

4. Dasar Teori [kembali]

    Komparator adalah rangkaian pengambilan keputusan elektronik yang menggunakan penguat operasional atau Op-amp dengan gain sangat tinggi dalam keadaan loop terbuka, yaitu, tidak ada resistor feedback (umpan balik).

    Op-amp komparator membandingkan satu tingkat tegangan analog dengan tingkat tegangan analog lain, atau beberapa tegangan referensi yang telah ditetapkan, VREF dan menghasilkan sinyal output berdasarkan perbandingan tegangan ini. Dengan kata lain, komparator tegangan Op-amp membandingkan besarnya dua input tegangan dan menentukan mana yang terbesar dari keduanya.

    Komparator Non-Inverting

    Dalam konfigurasi non-inverting ini, tegangan referensi terhubung ke input penguat inverting dengan sinyal input yang terhubung ke input penguat non-inverting. Untuk menjaga hal-hal sederhana, kita telah mengasumsikan bahwa dua resistor membentuk jaringan pembagi potensial adalah sama dan: R1 = R2 = R. Ini akan menghasilkan tegangan referensi tetap yang setengah dari tegangan supply, yaitu Vcc/2, sedangkan tegangan input adalah variabel dari nol ke tegangan supply.

    Ketika VIN lebih besar dari VREF, output komparator Op-amp akan jenuh ke arah rel supply positif, Vcc. Ketika VIN kurang dari VREF, output komparator Op-amp akan berubah status dan jenuh pada rel supply negatif, 0v seperti yang ditunjukkan.

    A.  Alat

• Battery

            Battery yang digunakan dalam percobaan ini memiliki nilai yang beragam. Battery berkerja dengan prinsip elektrokimia, yang dimana komponen kimia yang menyusun battery dapat menjadikan sebuah battery memiliki perbedaan potensial pada kedua titiknya. 

• DC generator

            DC generator berfungsi dengan menggunakan hukum faraday tentang induksi elektromagnetik yang menyatakan bahwa ketika suatu konduktor mengalir dalam medan magentik, maka akan terdapat pemotongan terhadap fluks dari gaya magnet, yang menghasilkan elektromagnetik force (EMF) di konduktor. Jika sirkuit tertutup, maka EMF ini akan mengakibatkan arus mengalir. Dari prinsip di atas, dua komponen terpenting dalam sebuah DC generator adalah medan magnet, dan sebuah konduktor yang bergerak di dalam medan magnet tersebut.

            Seperti yang terlihat di atas terdapat sebuah konduktor berbentuk persegi empat yang berputar di dalam sebuah magnet, pada posisi ini konduktor masih dalam posisi vertikal terhadap posisi medan magnet AB. Pada posisi ini belum ada arus yang mengalir pada konduktor

            Ketika konduktor berputar ke posisi horizontalnya, maka konduktor akan memotong garis flux medan magnet. Maka dalam posisi ini akan terdapat arus yang mengalir di dalam konduktor, pada posis ini arus mengalir dari CDAB. Apabila kita terus memutar konduktor tersebut maka akan terjadi pemotongan terus menerus dari konduktor terhadap fluks dari medan magnet sehingga akan menghasilkan arus konstan yang mengalir melalui konduktor tersebut.

    B. Bahan

• Sound sensor

            Sound sensor adalah sebuah sensor yang akan aktif apabila mendeteksi suatu signal dalam bentuk suara. Sound sensor yang digunakan memiliki beberapa komponen yang teritegrasi di dalamnya seperti microphone, pengatur sensivitas, sirkui komparator, dan amplifier yang dapat berfungsi untuk menaikkan outputnya.

            Pada sound sensor terdapat 3 buah pin yang digunakan, dapat dilihat dari gambar berikut 

1. Out, adalah pin dimana arus output keluar menuju rangkaian yang diinginkan
2. Vcc. Pin pemberi tegangan kepada sensor. Direkomendasikan untuk menggunakan tegangan antara 3.5V - 5V.
3. GND. Pin ini dihubungkan ke ground

Grafik respon sensor :

• PIR sensor

            PIR (Passive infrared sensor) adalah sebuah sensor yang dapat mendeteksi adanya gerakan dengan infrarednya. PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia. Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Sensor ini dapat mendeteksi hingga jarak 6 meter.

• Sensor jarak GP2D120

            Sensor jarak bekerja dengan mengoutputkan sebuah signal (contoh laser, Infrared LED ataupu sinyal ultrasonik) yang kemudian akan membaca dan mengganti ketika dikembalikan. Intensitas saat pengembalian signal mungkin diganti karena faktor - faktor yang memiliki peran saat konstruksi sensor jarak tersebut.

    Grafik respon sensor : 

• Dioda

            Dioda merupakan salah satu bahan yang terbuat dari semikonduktor yang berfungsi untuk mengalirkan arus secara satu arah, konstruksi dasar dari dioda adalah sebagai berikut:

    Dalam dioda terdapat dua buah mode konfigurasi yakni forward bias dan reversed bias, 

    a. Forward bias

        Apabila sebuah dioda di forward bias (Bagian bahan P dihubungkan dengan kutub positif dan bahan jenis N dihubungkan dengan kutub negatif), maka dioda akan on dan mengalirkan arus dari kutub positif ke kutub negatif

    b. Reversed bias

        Apabila sebuah dioda di reversed bias (bagian bahan jenis P dihubungkan dengan kutub negatif dan bahan N dihubungkan dengan bahan jenis N) menyebabkan masing - masing majority carrier dari masing - msaing bahan tertatik ke arah battery karena muatan yang sama - sama berlawanan, Hal ini menyebabkan area depletion semakin besar sehingga tidak ada arus yang mengalir melalui dioda tersebut, sehingga dioda tidak dapat menghantarkan arus.

• Speaker

            Speaker bekerja dengan mengkonversi energi listrik ke energi mekanik. Energi mekanik (gerak) mengkompres udara dan mengkonversi gerak mejadi energi bunyi. Ketika sebuah kawat dialiri arus, maka akan menghasilkan medan magnet. Pada speaker, arus yang dialrukan melalui kawat akan menciptakan medan listrik yang berinteraksi dengan medan magnet yang berasal dari magnet yang dipasang di konstriksi speaker

• N channel Depletion MOSFET

            (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah sebuah perangkat semionduktor yang secara luas di gunakan sebagai switch dan sebagai penguat sinyal pada perangkat elektronik. MOSFET adalah inti dari sebuah IC ( integrated Circuit ) yang di desain dan di fabrikasi dengan single chip karena ukurannya yang sangat kecil. MOSFET memiliki empat gerbang terminal antara lain adalah Source (S), Gate (G), Drain (D) dan Body(B).

MOSFET bekerja secara elektonik memvariasikan sepanjang jalur pembawa muatan ( electron atau hole ). Muatan listrik masuk melalui Saluran pada Source dan keluar melalui Drain. Lebar Saluran di kendalikan oleh tegangan pada electrode yang di sebut dengan Gate atau gerbang yang terletak antara Source dan Drain. ini terisolasi dari saluran di dekat lapisan oksida logam yang sangat tipis. Kapasitas MOS pada komponen ini adalah bagian Utama nya.

    MOSFET memiliki dua mode, mode pertama adalah depletion mode dan Enhancement Mode.

    a. Depletion Mode:

        Ketika tidak ada tegangan pada Gate maka kondusi channel berada pada kondisi maksimum. Karena tegangan pada gerbang positif atau negative konduksi pada channel menurun.

    b. Enhancement Mode

        Ketika tidak ada tegangan pada Gate, MOSFET tidak akan bersifat konduksi. Tegangan yang meningkat pada Gate, maka sifat konduksi pada Channel semakin lebih baik.

• DC Motor

            DC motor bekerja dengan menggunakan prinsip induksi elektromagentik, di dalam sebuah motor DC terdapat sebuah magnet permanen yang berfungsi untuk memberi medan magnet terhadap daerah sekitarnya, biasanya magnet ini disebut dengan stator, dan bagian satu lagi disebut dengan rotor (karena bagian tersebut berputar).

            Ketika rotor diberi arus listrik oleh sebuah baterai, maka kawat pada rotor akan menghantarkan aurs sehingga menyebabkan adanya medan magnet disekitar kawat. Kunci untuk menggerakkan motor DC adalah meletakkan rotor di dalam medan magnet permanen sehingga akan adanya terus pergerakan dari rotor yang menybebakan berhasilnya konversi dari energi listrik menajadi energi gerak.

• Resistor

            Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian parallel Resistor adalah :

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

            Cara lain untuk menentukan nilai resistor adalah dengan cara melihat gelang warnanya, tabel dibawah merupakan tabel cara menentukan nilai pada setiap warna di resistor tersebut

            Dan untuk menentukan nilai di setiap gelang resistor adalah sebagai berikut:

1. Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
2. Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
3. Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
4. Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

• BJT (NPN)

            Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis (Dasar), Kolektor (Pengumpul) dan Emitor (Pemancar). Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi lainnya. Selain itu, transistor juga dapat digunakan sebagai kran listrik sehingga dapat mengalirkan listrik dengan sangat akurat dan sumber listriknya.

            Transistor sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Dari kedua kata tersebut dapat kita simpulkan, pengertian Transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi suhu tertentu. Transistor pertama kali ditemukan pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H, Brattain. Tetapi, komponen ini mulai digunakan pada tahun 1958. Jenis Transistor terbagi menjadi 2, yaitu transistor tipe P-N-P dan transistor N-P-N. Jenis BJT yang digunakan dalam percobaan ini adalah transistor NPN. konstruksi dari transistor NPN dapat dilihat dari gambar di bawah ini,

• Op - AMP

            Op - Amp (operational amplifiers) adalah sebuah amplifier yang berfungsi untuk menaikkan tegangan input menjadi tegangan output yang sangat besar. Op - Amp dikategorikan sebagai differential amplifier karena bergantung pada perbedaan potensia antara dua terminalnya, yaitu terminal inverter dan terminal non inverter.

            Seperti yang kita lihat pada gambar di atas, terdapat beberapa terminal yang dimiliki oleh Op - Amp (disini saya menggunakan Op - Amp) differential. Untuk terminal V+ dan V- dihubungkan dengan sebuah sumber DC yang tetap agar Op - Amp dapat beroperasi sebagaimana biasanya. Kemudian terdapat dua buah input yang digunakan pada Op - Amp, dari gambar dapat dilihat bahwa  terdapat dua buah input tegangan, yakni input inverting dan input non inverting, apabila kita menghubungkan tegangan input kepada bagian non inverting, maka kita akan mendapatkan nilai tegangan ouput yang lebih besar dan fasanya sama. Namun, apabila dihubungkan melalui input non - inverting, akan didapat bahwa nilai tegangan outputnya juga bertambah besar, namun fasanya berubah menjadi 180o.

• LED

            Semakin berkembangnya teknologi digital yang menampilkan gambar pada kalkulator, jam, dan alat lainnya membantu mempercepat perkembangan komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya apabila diatur sedemikian rupa. Terdapat 2 tipe umum yang banyak digunakan sekarang yaitu light-emitting diode (LED) dan liquid- crystal display (LCD). Karna LED masih menggunakan prinsip sambungan PN (pn-junction) maka hanya LED yang akan dibahas.

            Sesuai namanya  light-emitting diodes (LED) adalah sebuah dioda yang dapat memancarkan cahaya ketika mencapai energi yang dibutuhkan. Dalam setiap sambungan PN, pada area dekat dengan sambungan tersebut, terjadi rekombinasi dari elektron dan holes dari masing – masing tipe semikonduktor. Rekombinasi ini memerlukan energi pada elektron bebas untuk diubah menjadi bentuk lain.  Pada semua semikonduktor p-n, sebagian energi akan ditransfer dalam bentuk energi panas, dan sebagian lagi dalam bentuk foton. Fhoton inilah yang memberikan Cahaya yang dapat dilihat pada LED. Proses memancarkan cahaya dengan cara memberi tegangan listrik disebut proses elektroluminesensi.

            Pada gambar di bawah dapat dilihat bahwa area konduktansi yang terhubung dengan material-p lebih kecil, untuk memungkinkan munculnya jumlah maksimal dari energi cahaya dari bentuk photon, dan agar lebih muda keluar dari material tersebut.

        Dalam memilih LED ada beberapa spesifikasi yang wajib diketahui antara lain:         

1. Tegangan Maju (Forward Voltage) adalah tegangan dalam LED yang diperlukan untuk menyalakan LED.
2. Arus maksimum (Maximum Current) adalah besar arus maksimal yang bisa masuk ke Dalam LED.          

• Ground

            Ground merupakan titik  referensi tegangan dengan nilai 0V. Maksudnya adalah setiap komponen yang dihubungkan ke ground berarti arus akan menuju ke ground untuk mengakhiri jalannya sikruit. Ground banyak digunakan di rumah - rumah sebagai pengaman dari tegangan tinggi

• Logic Toogle

            Logic toogle pada percobaan ini berfungsi sebagai input test pin pada sensor dikarenakan pada simulasi software tidak ada rangsangan yang dapat diterima dari sensor sehingga disubtitusikan menggunakan logic toogle. Apabila logic toogle bernilai 1 maka input pin dari sensor akan HIGH artinya sensor mendeteksi salah rangsangan dari luar dan apabila toogle bernilai 0 maka tidak ada rangsangan yang diterima oleh sensor sehingga input nya LOW

• Relay

            Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

    Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

• Electromagnet (Coil)
• Armature
• Switch Contact Point (Saklar)
• Spring

    Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :

            Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

• Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
• Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

            Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

• Potentiometer

            Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

        Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).

        Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).

5. Percobaan [kembali]

    a. Prosedur

        Langkah-langkah percobaan:

1. Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus.
2. Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
3. Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian.
4. Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh.
5. Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka LED atau buzzer akan hidup yang berarti rangkaian bekerja.

    b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

    

        Prinsip Kerja:

• Sound Sensor

            Ketika sensor memiliki pin 0, maka tidak ada arus dari ouput sehingga transistor Q1 tidak akan berada pada kondisi ON, sehingga arus dari generator tidak akan memasuki relay sehingga relay akan tetap pada kondisi closed yang menyebabkan adanya lampu LED Hijau. Ketika sensor menerima rangsangan suara, maka testpin akan high sehingga ada arus yang mengalir melalui pin base dari transistor yang menyebabkan arus dapat masuk ke relay sehingga relay berada pada posisi lain. Hal ini secara bersamaan menyebabkan LED merah dan buzzer aktif.

• PIR Sensor

            Ketika sensor memiliki test pin low (0). arus tidak akan ada yang mengaliri Op - Amp, sehingga transistor tidak aktif dan menyebabkan tidak menyalanya LED berwarna merah. Ketika test input bernilai high (1), ada arus yang mengalir melalui Op - Amp yang kemudian menyalakan transistor yang akhirnya dapat mengaktifkan kedua buah LED sebagai penanda

• Sensor Jarak

            Penghubung antara sensor dengan switch transistor adalah rangkaian op amp Comparator non inverting dengan Vref+  .Ketika objek berada pada jarak lebih atau sama dengan 5 m dari sensor,  tegangan pada kaki non inverting tidak lebih besar dari tegagan referensi pada kaki inverting. Karena -Vs bagian bawah dihubungkan ke ground, maka tegagan outputnya adalah 0, sehingga tidak dapat mneyalakan transistor.  Apabila objek berada  lebih kecil daripada 5m maka tegangan pada input non inverting akan lebih besar daripada yang di inverting sehingga akan adanya tegangan yang mengalir melalui transisor yang kemudian dapat menyalakan transistor tersebut yang akhirnya mengaktifkan relay yang kemudian mengaktifkan speaker.

    c. Video Simulasi

        Rangkaian Dasar :

        Aplikasi :

6. Link Download [kembali]

    File Rangkaian Dasar klik disini

    File Rangkaian klik disini

    File datasheet pir sensor klik disini

    File datasheet transistor klik disini

    File datasheet mosfet klik disini

    File datasheet dioda klik disini

    File datasheet sound sensor klik disini

    File Library pir sensor klik disini

[menuju awal]