Tugas Besar : Garasi Otomatis

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan [kembali]

Dalam era modern ini, teknologi otomasi telah menjadi bagian integral dari kehidupan sehari-hari. Salah satu aplikasi teknologi otomasi yang semakin populer adalah sistem garasi otomatis. Garasi otomatis dirancang untuk memberikan kemudahan dan kenyamanan bagi pemilik rumah dalam mengoperasikan pintu garasi tanpa perlu melakukannya secara manual dan lampu garasi yang berfungsi sebagai sumber cahay bagi garasi. Sistem ini menggabungkan berbagai teknologi seperti sensor, motor listrik, lampu, dan LED sebagai indikator yang terhubung untuk menciptakan sebuah sistem yang efisien dan aman.

Sistem garasi otomatis biasanya terdiri dari beberapa komponen utama, termasuk sensor untuk mendeteksi kehadiran kendaraan, motor listrik untuk menggerakkan pintu garasi, serta unit kontrol yang mengatur operasi keseluruhan sistem. Sensor yang digunakan bisa berupa sensor inframerah, gas, pir, jarak, suara atau magnetik, yang berfungsi untuk memastikan bahwa pintu garasi tidak akan menutup saat ada objek atau kendaraan yang menghalangi jalurnya. Motor listrik digunakan untuk membuka dan menutup pintu garasi secara otomatis dengan perintah dari unit kontrol.

2. Tujuan [kembali]

Mempelajari rangkaian aplikasi Garasi Otomatis
Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi Garasi Otomatis
Mempelajari prinsip kerja rangkaian aplikasi Garasi Otomatis
Mampu mengaplikasikan Garasi Otomatis dalam kehidupan sehari-hari

3. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

Instrumen

1. DC Voltmeter

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

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

Terminals Mode

1. Power

Berfungsi untuk memberikan tegangan sumber pada rangkaian

Input voltage: 5V-12V

Output voltage: 5V

Output Current: MAX 3A

Output power:15W

conversion efficiency: 96%

Generator

1. Baterai

Spesifikasi

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

B. Bahan

1. 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%.

2. Operasional Amplifier (Op-Amp) LM741

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :

Pinout:

Keterangan:

3. Ground

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

4. 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.

5. Transistor

Merupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor DC dan output lainnya.

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

6. Potensiometer

Potensiometer adalah sebuah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur dan mengontrol tegangan listrik dalam suatu rangkaian. Potensiometer sering digunakan sebagai pengatur volume pada perangkat audio, pengatur kecerahan lampu, dan dalam berbagai aplikasi lain yang memerlukan kontrol variabel terhadap tegangan atau arus listrik.

Spesifikasi :

Komponen Input

1. 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:

2. Magnetic Reed Switch Sensor

Magnetic reed switch sensor adalah komponen elektronik yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan medan magnet. Sensor ini terdiri dari sepasang kontak logam kecil yang tertutup dalam tabung kaca. Kontak tersebut biasanya terbuat dari bahan feromagnetik dan dalam keadaan normal terbuka. Ketika medan magnet diterapkan di dekat sensor, kontak logam tersebut akan tertarik satu sama lain dan menutup sirkuit, memungkinkan aliran arus listrik.

Spesifikasi :

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

Konfigurasi PIN :

Testpin
VCC
GND

3. Sensor Sound

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

4. MQ-5 Gas Sensor

Gas sensor MQ-5 adalah sensor gas yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas tertentu di udara. Sensor ini biasanya digunakan untuk mendeteksi gas LPG, metana, dan gas alam lainnya. MQ-5 memiliki sensitivitas yang baik dan waktu respon yang cepat, sehingga cocok digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti sistem deteksi kebocoran gas di rumah atau industri, sistem keamanan, dan alat-alat otomatisasi lainnya. Berfungsi untuk mendeteksi asap dari knalpot mobil.

Spesifikasi:

Pin Out:

5. 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

6. Infrared Sensor

Infrared (IR) sensor adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi sinar inframerah dalam lingkungannya. Sensor ini sering digunakan dalam berbagai aplikasi seperti deteksi objek, pengukuran jarak, dan komunikasi jarak pendek.

Spesifikasi :

Board Power Supply: 5 V
Range: 2cm to 30cm Angle: 35 degrees
Power LED: Illuminates when power is applied
Obstacle LED: Illuminates when obstacle is detected
Distance Adjust: Adjust detection distance. CCW decreases distance. CW increases distance.

Module interface specification :

VCC : 3V - 12V Power Supply (Can directly connect to 5V or 3.3V micrcontroller)
GND : Connect to GND
OUT : Board digital output interface (0 and 1)

Grafik respon sensor :

7. 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

1. 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 :

2. 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:

3. Transistor NPN (BC-547)

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.

Pin out:

Spesifikasi:

4. 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]

A. Resistor

Simbol:

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 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%.

Perhitungan Resistansi:

Grafik Respon:

Spesifikasi:

B. Dioda

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

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

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

Spesifikasi :

Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.
Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.
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.

C. Transistor NPN

Fungsi-fungsi Transistor diantaranya adalah :

sebagai Penyearah,
sebagai Penguat tegangan dan daya,
sebagai Stabilisasi tegangan,
sebagai Mixer,
sebagai Osilator
sebagai Switch (Pemutus dan Penyambung Sirkuit)

Struktur Dasar Transistor:

Pada dasarnya, Transistor adalah Komponen Elektronika yang terdiri dari 3 Lapisan Semikonduktor dan memiliki 3 Terminal (kaki) yaitu Terminal Emitor yang disingkat dengan huruf “E”, Terminal Base (Basis) yang disingkat dengan huruf “B” serta Terminal Collector/Kolektor yang disingkat dengan huruf “C”. Berdasarkan strukturnya, Transistor sebenarnya merupakan gabungan dari sambungan 2 dioda. Dari gabungan tersebut , Transistor kemudian dibagi menjadi 2 tipe yaitu Transistor tipe NPN dan Transistor tipe PNP yang disebut juga dengan Transistor Bipolar. Dikatakan Bipolar karena memiliki 2 polaritas dalam membawa arus listrik.

NPN merupakan singkatan dari Negatif-Positif-Negatif sedangkan PNP adalah singkatan dari Positif-Negatif-Positif.

Berikut ini adalah gambar tipe Transistor berdasarkan Lapisan Semikonduktor yang membentuknya beserta simbol Transistor NPN dan PNP.

Cara Mengukur Transistor NPN

Kita dapat menggunakan Multimeter Analog maupun Multimeter Digital untuk mengukur ataupun menguji apakah sebuah Transistor masih dalam kondisi yang baik. Perlu diingatkan bahwa terdapat perbedaan tata letak Polaritas (Merah dan Hitam) Probe Multimeter Analog dan Multimeter Digital dalam mengukur/menguji sebuah Transistor.

Berikut ini adalah Cara untuk menguji atau mengukur Transistor dengan Mengunakan Multimeter Analog dan Multimeter Digital.

1. Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Analog

Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Analog

1. Atur Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x10k

2. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Basis (B) dan Probe Merah pada Terminal Emitor (E), Jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik

3. Pindahkan Probe Merah pada Terminal Kolektor (C), jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

Catatan :

Jika Tata letak Probe dibalikan dari cara yang disebutkan diatas, maka Jarum pada Multimeter Analog harus tidak akan bergerak sama sekali atau “Open”.

2. Mengukur Transistor dengan Multimeter Digital

Pada umumnya, Multimeter Digital memiliki fungsi mengukur Dioda dan Resistansi (Ohm) dalam Saklar yang sama. Maka untuk Multimeter Digital jenis ini, Pengujian Multimeter adalah terbalik dengan Cara Menguji Transistor dengan Menggunakan Multimeter Analog.

Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Digital

Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda
Hubungkan Probe Merah pada Terminal Basis (B) dan Probe Hitam pada Terminal Emitor (E), Jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik
Pindahkan Probe Hitam pada Terminal Kolektor (C), jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

Catatan :

Jika Tata letak Probe dibalikan dari cara yang disebutkan diatas, maka Display Multimeter Digital harus tidak akan menunjukan Nilai Voltage atau “Open”.

Jenis jenis konfigurasi transistor yang digunakan dalam rangkaian simulasi garasi otomatis ini antara lain:

1. Fixed Bias

Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar dibawah:

maka,

dimana,

dan

2. Emitter-Stabilized Bias

Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar dibawah:

maka,

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

3. Self Bias

Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar dibawah:

Dengan menggunakan hukum KVL, didapat,

maka,

4. Voltage-divider Bias

Voltage-divider Bias adalah arus bias didapatkan dari tegangan di R2 dari hubungan VCC seri dengan R1 dan R2 seperti gambar dibawah:

Untuk mencari arus IB maka dilakukan perubahan rangkaian denganmemakai metoda thevenin sehingga menghasilkan rangkaianpengganti seperti gambar dibawah:

dimana,

Rth = R1 // R2 dan

maka,

D. OP-AMP 741

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi :

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.

Jenis - jenis konfigurasi op amp yang digunakan pada rangkaian simulasi garasi otomatis ini adalah:

1. Voltage Follower

Voltage follower, juga dikenal sebagai buffer amplifier atau unity-gain amplifier, adalah sebuah rangkaian elektronika yang menggunakan op-amp (operational amplifier) untuk mengisolasi sumber sinyal dari beban tanpa mengubah sinyalnya. Ciri utama dari voltage follower adalah memiliki gain (penguatan) sebesar 1, yang berarti tegangan keluaran (output) sama dengan tegangan masukan (input).

Syarat op-amp ideal adalah Ed = 0 maka Vo = Vi sehingga ACL = Vo / Vi = 1

2. Non Inverting Amplifier

Rangkaian non inverting amplifier (tidak membalik) adalah seperti gambar dibawah, input dimasukkan ke kaki non inverting sehingga teganganoutput yang dihasilkan sefasa dengan tegangan input. Untuk mencari turunan penguatan tegangan ACL maka rangkaian dimisalkan dahulu dengan input dc positif, seperti gambar dibawah

Dari rangkaian gambar diatas dengan syarat op-amp ideal Ed = 0 maka VA = Vi sehingga rangkaian dapat disederhanakan untuk mencari arus I seperti gambar dibawah

Dengan I = Vi/Ri ,maka dapat dicari ACL rangkaian non inverting amplifier dengan persamaan:

3. Differential Amplifier

Differential amplifier adalah jenis penguat elektronika yang digunakan untuk menguatkan perbedaan antara dua tegangan input sambil menekan komponen tegangan yang sama pada kedua input.

Untuk mendapatkan rumus Vo(non.inv.amp) maka pertama digroundkan V2 sehingga rangkaian menjadi rangkaian non inverting amplifier seperti gambar dibawah.

dimana,

subtitusi

maka,

Untuk mendapatkan rumus Vo(inv.amp) maka digroundkan V1 sehingga rangkaian menjadi rangkaian inverting amplifier seperti gambar dibawah.

dimana,

maka,

Vo = Vo(non.inv.amp) - Vo(inv.amp)

4. Non Inverting Adder Amplifier

Non-inverting adder amplifier adalah jenis penguat operasional (op-amp) yang menggabungkan beberapa sinyal input menjadi satu sinyal output dengan menggunakan konfigurasi non-inverting. Dalam konfigurasi ini, sinyal input diberikan ke terminal non-inverting dari op-amp melalui resistor, dan sinyal output merupakan penjumlahan dari sinyal-sinyal input tersebut, diperkuat oleh op-amp.

Dari gambar 127 dengan memakai metoda loop tertutup untuk mencari arus loop sehingga bisa dicari tegangan input Vi. Syarat op-amp ideal adalah Ed = 0 sehingga VA = Vi

maka,

substitusi I

substitusi Vi

jika R1 = R2 = Ri = Rf = R maka Vo = V1 + V2

5. Detector Non Inverting, Vref tidak 0

Pada konfigurasi ini, Tegangan referensi (Vref) merupakan tegangan yang digunakan sebagai titik acuan. Vref bisa diatur ke nilai yang berbeda dari 0 untuk menggeser titik operasi dari detektor.

Rangkaian Detector Non Inverting dengan Vref bertegangan +

Cara Kerja:

Jika tegangan input (Vin) lebih besar dari Vref, output dari op-amp akan tinggi (biasanya mendekati tegangan suplai positif).
Jika Vin lebih kecil dari Vref, output akan rendah (biasanya mendekati tegangan suplai negatif atau ground).

Tegangan Output

Vout = Vsupply + 1 atau 2, jika Vin>Vref
Vout = Vsupply − 1 atau 2, jika Vin<Vref

E. 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 arus 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.

Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay

Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :

Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).

Kapasitas Pengalihan Maksimum:

F. Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

Baterai dalam sistem PV mengalami berulang kali siklus pengisian dan pengosongan selama umur pakainya. Siklus hidup (cycle life) baterai adalah banyaknya pengisian dan pengosongan hingga kapasitas baterai turun (melemah) dan tersisa 80% dari kapasitas nominalnya. Pabrik baterai biasanya mencantumkan siklus hidup pada spesifikasi teknis baterai. Mencantumkan satu nilai siklus hidup (cycle life) sebenarnya terlalu menyederhanakan informasi, karena siklus hidup baterai juga tergantung pada suhu baterai.

Dari grafik di atas, terlihat pada suhu operasional baterai yang lebih rendah, siklus hidup baterai lebih lama. Siklus hidup baterai juga tergantung dari DoD, artinya baterai yang dikosongkan hanya 50% dari kapasitasnya, berumur lebih lama jika dikosongkan hingga 80%, namun membuat sistem menjadi lebih mahal, karena membutuhkan kapasitas baterai lebih besar untuk mengakomodasi kebutuhan yang sama.

Jika pada suhu operasional lebih rendah, umur baterai lebih lama, namun ada efek negatif berkaitan dengan kapasitas baterai. Pada suhu yang lebih rendah, kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang lebih tinggi, reaksi kimia yang terjadi pada baterai bergerak lebih aktif/cepat, sehingga kapasitas baterai cenderung lebih tinggi.

Terkadang, pada suhu yang lebih tinggi, kapasitas baterai justru dapat lebih besar dari angka nominalnya, meskipun pada suhu tinggi, elemen baterai terlalu aktif, juga berakibat buruk pada kesehatan baterai.

G. LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Tabel warna dan material LED

H. Motor DC

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. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu

Motor terdiri atas 2 bagian utama yaitu stator dan motor. Pada stator terdapat lilitan (winding) atau magnet permanen, sedangkan rotor adalah bagian yang dialiri dengan sumber arus DC. Arus yang melalui medan magnet inilah yang menyebabkan rotor dapat berputar. Arah gaya elektromagnet yang ditimbulkan akibat medan magnet yang dilalui oleh arus dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

Tegangan dinamo : meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan
Arus medan : menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Mekanisme Kerja Motor D

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama

Arus listrik dalam medan magnet akan menimbulkan gaya.
Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapat gaya pada arah yang berlawanan.
Pasangan gaya menghasilkan torsi untuk memutar kumparan.
Motor- motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putar yang lebih seragam dari medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan

I. Infrared Sensor

Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima.

Sensor IR sendiri memiliki karakteristik sebagai berikut:

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

Grafik respon frekuensi:

J. Sound Sensor

Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. 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.

Salah satu komponen yang termasuk dalam sensor ini adalah Microphone atau Mic. Mic adalah komponen eletronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.

Grafik respon frekuensi:

Berdasarkan grafik respon sound sensor di atas diperoleh bahwa saat suara terdeteksi sangat dekat oleh sound sensor, maka sound sensor akan mendeteksi intensitas suara tersebut, sehingga saat respon sensor sound sensor akan mendeteksi suara dengan intensitas maksimum, maka resistansi pada sound sensor akan mengecil dan sound sensor akan aktif bekerja merespon intensitas suara terdekat tersebut.

K. PIR Sensor

Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Sensor PIR sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus

-PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor

-PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing,

yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.

Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu Untuk manusia sendiri memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR.

(Secara umum sensor PIR memang dirancang untuk mendeteksi manusia) dimana sensor ini membutuhkan tegangan masukan sebesar 5 Vdc The PIR sensor sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator. Seperti terlihat pada gambar 2 dibawahini. sensor PIR pada saat berlogika 1 dan 0. Pengujian ini juga diperlukan untuk mengetahui nilai tegangan output sensor passive infrared (PIR) ketika mendeteksi gerakan manusia dan tidak mendeteksi gerakan manusia.

Cara melakukan pengujian ini adalah sensor harus mendapat tegangan input sebesar 5 Vdc

Grafik Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan:

Rumus mencari kecepatan deteksi sensor,

V = S / t

Tabel keluaran sensor PIR

L. Magnetic Reed Switch Sensor

Prinsip Sensor Magnet : Sensor Magnet adalah berdasarkan Hukum Faraday dimana apabila sebuah penghantar memotong suatu medan magnet maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan menimbulkan Gaya Gerak Listrik (GGL)) atau Electromagnetic Force (Emf). Besaran Emf tersebut adalah tergantung kepada kuat medan magnet dan kecepatan pemotongan. Apabila Sensor tersebut menerima getaran maka batang magnet tersebut akan ikut bergetar dan medan magnet tersebut akan terpotong-potong oleh gulungan kawat sehingga kedua ujung gulungan kawat tersebut akan menimbulkan tegangan.

Grafik respon frekuensi:

M. MQ-5 Gas Sensor

Sensor gas MQ-5 merupakan sensor gas elpiji yang terbuat dari keramik mikro AL2O3, TinDioxide (SnO2) yang sensitif, elektroda dan kepala sensornya terbuat dari plastic serta stainlesssteel . Kepala sensornya dapat bekerja dengan baik dan merupakan komponen yang sangat sensitif. Sensor ini mempunyai 6pin, 3pin untuk catu daya, 2pin untu keluaran sensor, 1pinuntuk penstabil heater.

Bagian -bagian, Komposisi dan rangkaian dasar pada sensor :

Bagian Sensor MQ-5

Dari grafik respon sensor MQ5 di bawah dapat disimpulkan bahwa semakin besar kontaminasi gas elpiji pada sensor maka akan semakin sensitive sensor tersebut, sehingga saat kadar gas elpiji di suato laboratorium banyak mencemari ruangan labor, maka respon pada sensor MQ-5 saat mendeteksi gas elpiji pada resistansinya akan semakin mengecil sehingga sensor MQ-5 mengaktifkan kerjanya sebagai pertanda adanya kontaminasi gas. Dari beberapa gas yang dideteksi, gas elpiji merupakan gas yang terdeteksi dengan baik oleh sensor MQ-5.

Grafik Respon Sensor:

N. Sensor Jarak GP2D120

Penggunaan sensor GP2D12 ini tidak ada perlakuan khusus dalam proses pembacaannya, sehingga apabila ada mikrokontroler yang sudah terdapat ADC (Seperti Atmega8535) di dalam maka sensor jarak ini tinggal dihubungkan dan dibaca tegangan keluarannya. ATmega8535 merupakan salah satu jenis dari mikrokontroler AVR buatan ATMEL yang mempunyai 8 channel ADC (Analog to Digital Converter) dengan resolusi 10bit. Maksudnya adalah mikrokontroler ini mampu untuk diberi masukan tegangan analog sampai 8 saluran secara bersamaan dengan ketelitian sampai 10 bit, sehingga pemakaian sensor jarak GP2D12 pada mikrokontroler ini maksimal adalah 8 buah.

Adapun prinsip kerja sensor sharp GP2D12 ini menggunakan prinsip pantulan sinar infra merah. Dalam aplikasi ini nilai tegangan keluran dari sensor yang berbanding terbalik dengan hasil pembacaan jarak dikomparasi dengan tegangan referensi komparator. Prinsip kerja dari rangkaian komparator sensor sharp GP2D12 adalah jika sensor mengeluarkan tegangan melebihi tegangan referensi, maka keluaran dari komparator akan berlogika rendah. Jika tegangan referensi lebih besar dari tegangan sensor maka keluaran dari komparator akan berlogika tinggi. Selain menggunakan komparator, untuk mengakases sensor jarak sharp GP2D12 dapat dengan menggunakan prinsip ADC, atau dengan kata lain mengolah sinyal analog dari pembacaan sensor sharp GP2D12 ke bentuk digital dengan bantuan pemrograman.

GP2D12 (Infrared Range Detector) adalah sensor jarak yang berbasikan infra red, sensor ini dapat mendeteksi obyek dengan jarak 8 sampai 80 cm. Output dari GP2D12 adalah berupa tegangan analog. Agar GP2D12 dapat berhubungan dengan mikrokontroller di perlukan ADC ( Analog to Digital conventer ) yang berfungsi untuk mengkonversi output dari GP2D12 yang berupa analog menjadi digital.

Grafik respon sensor GP2D12:

O. Potensiometer

Bagian Utama Potensiometer

Resistor: Bagian utama dari potensiometer adalah resistor yang berbentuk linear atau melingkar.
Kontak Geser (Wiper): Sebuah kontak geser yang dapat bergerak sepanjang resistor. Kontak ini mengubah posisi untuk menghasilkan berbagai nilai resistansi.
Tiga Terminal:

- Terminal pertama terhubung ke salah satu ujung resistor.

- Terminal kedua terhubung ke ujung lain dari resistor.
- Terminal ketiga terhubung ke kontak geser (wiper).

Cara kerja :

Potensiometer bekerja dengan cara mengubah posisi wiper pada resistor untuk mengatur nilai resistansi antara terminal wiper dan kedua terminal lainnya. Berikut adalah dua konfigurasi utama:

Sebagai Pembagi Tegangan: Potensiometer dapat digunakan sebagai pembagi tegangan dengan menghubungkan dua ujung resistor ke sumber tegangan. Tegangan output diambil dari wiper dan salah satu ujung resistor. Dengan menggeser wiper, tegangan output dapat diatur.
Sebagai Variabel Resistor: Dalam konfigurasi ini, salah satu ujung resistor dan wiper dihubungkan dalam rangkaian, sementara ujung resistor yang lain tidak digunakan. Nilai resistansi dapat diubah dengan menggeser wiper.

Jenis Potensiometer :

Linear: Mengubah resistansi secara linear seiring dengan pergerakan wiper.
Logaritmik: Mengubah resistansi dalam skala logaritmik, sering digunakan dalam pengaturan volume audio karena lebih sesuai dengan respons pendengaran manusia.

5. Percobaan [kembali]

1. Prosedur

Langkah langkah percobaan

Siapkan alat dan bahan ( sensor, resistor, transistor, op-amp, relay, power supply, logicstate, led, baterai, voltmeter)
letakkan alat dan bahan sesuai keinginan
Sambung alat dan bahan
Jalankan rangkaian

2. Prinsip Kerja dan Foto Rangkaian

Prinsip Kerja

INFRARED SENSOR

Sensor infrared ini terletak di depan garasi , dan memiliki fungsi mendeteksi mobil yang datang dan membuka pintu garasi. Pin input infrared sensor diberi sumber tegangan sebesar 5 volt, pin ground dihubungkan ke ground, dan pin output dihubungkan ke rangkaian. Test pin dihubungkan ke logic state. Jika logic state sensor ini bernilai 1, maka sensor akan mengeluarkan output sebesar 5 volt ke rangkaian. Kemudian, output 5 volt tersebut akan menjadi input ke op amp 741 yang masuk ke kaki non inverting. Op Amp yang digunakan jenisnya adalah voltage follower yang disupply sebesar 12 v, karena jenisnya adalah voltage follower, maka tegangan yang masuk pada op amp sama dengan tegangan yang keluar pada op amp. Lalu, op amp akan mengeluarkan output sebesar 5 volt yang masuk ke resistor 100 ohm dan masuk ke kaki base transistor. Rangkaian transistor yang digunakan adalah jenis self bias, tegangan yang masuk pada kaki base adalah sebesar 0,78 V dan tegangan tersebut keluar dari kaki emitter melewati resistor 100 ohm dan masuk ke ground. Dengan adanya tegangan di Vbe lebih dari 0,7 maka transistornya akan on dan arus dari Vcc akan masuk ke relay 5 volt. Relay tersebut juga on karena tegangan pada relay terukur sebesar 6,03 volt yang merupakan besaran yang cukup untuk mengaktifkan relay. Di relay arus akan menghasilkan gaya magnetik yang menyebabkan switch berpindah dari kanan ke ke kiri tetapi, karena sensor ini dipasang seri dengan sound sensor, maka diperlukan output dari masing masing sensor untuk menghidupkan motor sekaligus membuka pintu garasi dan menghidupkan indikator LED berwarna biru.Fungsi resistor 220 ohm pada rangkaian ini adalah untuk mencegah agar LED tidak terputus akibat arus berlebih. Setelah arus dan tegangan melewati relay, arus dan tegangan tersebut akan masuk ke kaki collector transistor, keluar dari kaki emitter transistor, melewati resistor 100 ohm dan dinetralkan oleh ground.

2. SOUND DETECTOR SENSOR

Sound Detector sensor ini fungsinya adalah mendeteksi suara dan membuka pintu garasi. Terletak di dekat pintu garasi. Pin input sound sensor diberi sumber tegangan sebesar 5 volt, pin ground dihubungkan ke ground, dan pin output dihubungkan ke rangkaian. Test pin dihubungkan ke logic state. Jika logic state sensor ini bernilai 1, maka sensor akan mengeluarkan output sebesar 5 volt ke rangkaian. Kemudian, output 5 volt tersebut akan menjadi input ke op amp 741 yang masuk ke kaki non inverting. Op Amp yang digunakan jenisnya adalah non inverting amplifier diberi supply sebesar 12 v, karena jenisnya adalah non inverting amplifier maka tegangan yang keluar dari op amp berjumlah dua kali tegangan yang masuk ke op amp (Vo = (Rf/Ri +1) Vi). Setelah itu, op amp akan mengeluarkan output sebesar 10 volt yang melewati resistor 100 ohm dan masuk ke kaki base transistor, keluar dari kaki emitter dan dinetralkan oleh ground. Rangkaian transistor yang digunakan adalah jenis fixed bias (Vcc terhubung melewati resistor pada kolektor RC dan resistor pada basis RB). Dengan adanya tegangan di Vbe lebih dari 0,7 volt maka transistornya akan on dan tegangan dari Vcc sebesar 12 volt akan terbagi 2, sebagian akan masuk ke resistor RB bernilai 100k ohm yang masuk ke kaki base, keluar dari kaki emitter dan dinetralkan oleh ground .Dan sebagian lagi akan masuk ke resistor RC bernilai 100 ohm , dan masuk ke relay 5 volt. Relay tersebut juga on karena tegangan pada relay terukur sebesar 7,73 volt yang merupakan besaran yang cukup untuk mengaktifkan relay. Karena ada arus yang melewati kumparan relay maka relay akan menghasilkan medan magnet yang menyebabkan switch berpindah dari kiri ke kanan, tetapi karena sensor ini dipasang seri dengan sound sensor, maka diperlukan output dari masing masing sensor untuk menghidupkan motor sekaligus membuka pintu garasi dan menghidupkan indikator LED berwarna biru. Fungsi resistor 220 ohm pada rangkaian ini adalah untuk mencegah agar LED tidak terputus akibat arus berlebih. Setelah itu arus dan tegangan dari relay akan masuk ke kaki collector transistor, keluar dari kaki emitter transistor dan dinetralkan oleh ground.

3. PIR SENSOR

PIR sensor ini fungsinya adalah mendeteksi orang di dalam garasi dan menyalakan lampu garasi. Terletak di dekat pintu garasi. Pin input pir sensor diberi sumber tegangan sebesar 5 volt, pin ground dihubungkan ke ground, dan pin output dihubungkan ke rangkaian. Test pin dihubungkan ke logic state. Jika logic state sensor ini bernilai 1, maka sensor akan mengeluarkan output sebesar 5 volt ke rangkaian. Kemudian, output 5 volt tersebut akan menjadi input ke op amp 741 yang masuk ke kaki non inverting. Op Amp yang digunakan jenisnya adalah differential amplifier dan menerima supply sebesar 12 v, karena jenisnya adalah differential amplifier, maka tegangan yang keluar dari op amp besarnya adalah Vo=Vo(non.inv.amp)-Vo(inv.amp), dengan Vo (non inv) = (Rf/Ri)+1).(R2/R1+R2)Vi dan Vo(inv) = (-Rf/Ri).V2. Kemudian op amp akan menghasilkan output sebesar 3 volt yang melewati resistor 10k ohm, masuk ke kaki base transistor, keluar dari kaki base emitter, melewati RE 100 ohm dan dinetralkan oleh ground. Rangkaian transistor yang digunakan adalah jenis emitter stabilized bias (Rangkaian fixed bias yang ditambahkan resisttor di kaki emitter), Karena tegangan pada Vbe lebih dari 0,7 yaitu sebesar 0,77 V maka, transistor akan aktif dan Vcc sebesar 12 volt akan terbagi 2 .Sebagian akan masuk ke RB yang besarnya 100k ohm, masuk ke kaki base, keluar dari kaki emitter, masuk ke RE yang besarnya 100 ohm dan dinetralkan oleh ground. Sebagian arus dan tegangan lagi akan masuk ke relay 4,5v karena tegangan pada relay terukur sebesar 4,89 volt, maka relay akan aktif dan arus akan menghasilkan medan magnet yang menyebabkan switch berpindah dari kanan ke kiri, kemudian akan terjadi loop pada rangkaian lampu yang di tegangannya di supply oleh baterai 12 volt. Indikator menyalanya lampu ini adalah menyalanya LED berwarna biru. Fungsi resistor 220 ohm pada rangkaian adalah untuk mencegah agar lampu LED tidak terputus akibat arus berlebih. Karena rangkaian ini terhubung paralel dengan rangkaian Magnetic reed switch sensor, maka hanya dibutuhkan 1 input dari salah satu rangkaian untuk menghidupkan lampu. Setelah arus melewati relay, arus tersebut akan masuk ke kaki collector, kaluar dari kaki emitter, melewati RE sebesar 100 ohm dan dinetralkan oleh ground.

4. MAGNETIC REED SWITCH SENSOR

Magnetic Reed Switch Sensor ini terletak di luar garasi , dan memiliki fungsi mendeteksi medan magnet mobil yang datang dan menyalakan lampu garasi. Pin input magnetic reed switch sensor diberi sumber tegangan sebesar 5 volt, pin ground dihubungkan ke ground, dan pin output dihubungkan ke rangkaian. Test pin dihubungkan ke logic state. Jika logic state sensor ini bernilai 1, maka sensor akan mengeluarkan output sebesar 5 volt ke rangkaian. Kemudian, output 5 volt tersebut akan menjadi input ke op amp 741 yang masuk ke kaki non inverting. Op Amp yang digunakan jenisnya adalah voltage follower yang disupply sebesar 12 v, karena jenisnya adalah voltage follower, maka tegangan yang masuk pada op amp sama dengan tegangan yang keluar pada op amp. Lalu, op amp akan mengeluarkan output sebesar 5 volt yang masuk ke resistor 100 ohm dan masuk ke kaki base transistor. Rangkaian transistor yang digunakan adalah jenis voltage-divider bias (arus bias didapatkan dari tegangan di R2 dari hubungan VCC seri dengan R1 dan R2), setelah itu, tegangan dari kaki base akan keluar dari kaki emitter, lalu melewati resistor 100 ohm dan dinetralkan di ground. Karena tegangan pada Vbe transistor lebih dari 0,7 V atau sebesar 1,63 V, maka transistornya akan on dan tegangan dan arus dari Vcc sebagian akan masuk ke RC dan sebagian lagi akan masuk ke R1. Sebagian tegangan dan arus yang masuk ke RC yang besarnya 100 ohm akan masuk ke relay 5V, karena tegangan yang terukur pada relay 5V adalah sebesar 5,58 V, maka relay akan on dan arus pada relay akan menghasilkan medan magnet yang menyebabkan switch berpindah dari kiri ke kanan, kemudian akan terjadi loop pada rangkaian lampu yang di tegangannya di supply oleh baterai 12 volt. Indikator menyalanya lampu ini adalah menyalanya LED berwarna biru. Fungsi resistor 220 ohm pada rangkaian adalah untuk mencegah agar lampu LED tidak terputus akibat arus berlebih. Karena rangkaian ini terhubung paralel dengan rangkaian PIR sensor, maka hanya dibutuhkan 1 input dari salah satu rangkaian untuk menghidupkan lampu. Setelah arus melewati relay, arus tersebut akan masuk ke kaki collector, kaluar dari kaki emitter, melewati RE sebesar 100 ohm dan dinetralkan oleh ground. Sebagian arus dari Vcc yang masuk ke R1 sebesar 10k ohm akan masuk ke kaki resistor R2 yang bernilai 10k ohm. Setelah itu arus dan tegangan yang keluar dari R2 akan masuk dan dinetralkan di ground.

5. MQ-5 GAS SENSOR

MQ-5 Gas Sensor ini terletak di pojok dalam garasi dan memiliki fungsi mendeteksi gas CO2 dari mobil dan menghisap gas tersebut di dalam garasi. Pin input MQ-5 gas sensor diberi sumber tegangan sebesar 5 volt, pin ground dihubungkan ke ground, dan pin output dihubungkan ke rangkaian. Test pin dihubungkan ke logic state. Jika logic state sensor ini bernilai 1, maka sensor akan mengeluarkan output sebesar 5 volt ke rangkaian. Kemudian, output 5 volt tersebut akan masuk ke kaki resistor yang bernilai 10k ohm, lalu keluar dan menjadi input ke op amp 741 yang masuk ke kaki non inverting. Op Amp yang digunakan jenisnya adalah non inverting adder amplifier dan menerima input sebesar 12 v, karena jenisnya adalah non inverting adder amplifeier, maka tegangan yang keluar dari op amp adalah sebesar tegangan output dari sensor, yaitu sebesar 5V dan tegangan input dari baterai, yaitu sebesar 5V. Jadi tegangan outputnya sebesar 10V. Kemudian, tegangan dan arus tersebut akan melewati resistor yang bernilai 10k dan masuk ke kaki base transistor, lalu tegangan dan arus tersebut akan keluar dari transistor melalui kaki emitter dan dinetralkan di ground. Karena Vbe yang terukur lebih dari 0,7 Volt atau sebesar 0,83 Volt. Maka transistor akan on dan Vcc akan menyuplai tegangan 12 Volt ke rangkaian transistor. Rangkaian transistor yang digunakan adalah jenis fixed bias (Vcc terhubung melewati resistor pada kolektor RC dan resistor pada basis RB). Tegangan dari Vcc akan terbagi ke 2 percabangan. Percabangan yang pertama, arus dan tegangan akan masuk ke kaki RB yang bernilai 100k ohm lalu arus akan keluar dari resistor RB dan masuk ke kaki base. Setelah arus dan tegangan masuk ke kaki base, arus dan tegangan tersebut akan keluar dari kaki emitter dan dinetralkan di ground. Percabangan yang kedua, arus dan tegangan akan masuk ke kaki RC yang bernilai 300 ohm, setelah itu arus dan tegangan akan masuk ke relay 5V. Karena tegangan yang terukur pada relay berjumlah 5,02 Volt maka, relay akan on dan arus akan menghasilkan medan magnet yang menarik switch dari kanan ke kiri. Kemudian akan terjadi loop pada rangkaian motor yang tegangannya disuplai oleh baterai sebesar 12 Volt, Indikator dari menyalanya motor ini adalah hidupnya LED berwarna hijau. Fungsi dari resistor pada LED ini adalah sebagai pengaman pada LED agar LED tidak terputus akibat arus yang berlebih. Terakhir, arus dan tegangan yang mengalir keluar dari relay akan masuk ke kaki collector transistor, keluar dari kaki emitter dan dinetralkan di ground.

6. SENSOR JARAK GP2D120

Ketika jarak mobil kurang dari 20 cm dari sensor, maka sensor akan aktif dan menghasilkan tegangan Vo sebesar 1,38 Volt. Tegangan keluaran dari sensor ini yang akan menjadi Vinput pada op amp. Jenis rangkaian Op Amp yang digunakan adalah Detector Non inverting dengan Vref tidak sama dengan 0 . Tegangan outputnya adalah Vo=Aol(Vi-Vref). Tegangan output dari op amp ini akan masuk ke kaki base transistor, keluar dari kaki emitter, melewati RE yang besarnya 100 ohm dan dinetralkan di ground. Karena tegangan yang terukur pada Vbe lebih dari 0,7 Volt yaitu sebesar 0,83 Volt, maka transistor akan on dan Vcc sebesar 12 Volt akan masuk ke rangkaian Self Bias Transistor. Arus dan tegangan dari Vcc akan masuk ke RB bernilai 100 ohm dan masuk ke relay, karena ada arus pada relay, maka akan ada medan magnet yang menarik switch menjadi on dan membuat looping pada rangkaian LED merah, sebaliknya jarak mobil lebih dari 20 cm, maka switch akan off. Jika relay switch off, maka arus akan looping pada rangkaian LED hijau.