TUGAS BESAR

Tugas Besar, Perangkap Binatang.

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian simulasi

   c) Video Simulasi

6. Download File

 1. Pendahuluan[kembali]

    Dalam tugas besar perangkap binatang, ada beberapa aspek yang perlu diperhatikan, mulai dari perencanaan, pemilihan lokasi, jenis perangkap yang digunakan, hingga sensor sensor yang digunakan. Semua proses ini membutuhkan keahlian dan pengetahuan yang mendalam tentang rangkaian yang akan digunakan, serta teori teori dasar tentang masing masing sensor, komponen, alat serta masing masing input

    Dengan melakukan tugas besar perangkap binatang dengan benar, kita dapat mengetahu bentuk rangkaian dari perangkap binatang,. Ini adalah tugas yang kompleks dan membutuhkan kerjasama antara masing masing tim dalam membuat serta merancang sebuah rangkaian yang kompleks.

 2. Tujuan[kembali]

• Dapat merancang simulasi kontrol perangkap binatang otomatis.
• Memudahkan dalam menangkap binatang

 3. Alat dan Bahan[kembali]

A. Alat

• DC Generator 

    Generator Sine digunakan untuk menghasilkan sinyal AC, sedangkan generator DC digunakan untuk menghasilkan sinyal DC.

• Dc Voltmeter (Instrument)

    Sebuah voltmeter DC mengukur beda potensial antara dua titik dalam sebuah rangkaian DC kemudian dihubungkan paralel dengan sebuah sumber tegangan atau komponen rangkaian.

    

 

 B. Bahan

• Baterai
  
  
  

  
  

  Baterai merupakan perangkat otomotif yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik dan mempunyai arus searah (DC).
• Resistor

    Resistor adalah komponen dasar  elektronika  yang berfungsi menghambat/membatasi jumlah arus input atau arus yang mengalir masuk ke dalam satu rangkaian, dimana kemampuan resistor dalam membatasi arus masuk sesuai dengan spesifikasi resistor tersebut. Sesuai  dengan  namanya  resistor  bersifat  resistif  dan umumnya  terbuat  dari  bahan   karbon.

• Kapasitor

    Kapasitor atau disebut juga dengan kondensator adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu.

• Dioda

    Dioda memiliki fungsi sebagai penyearah arus listrik. Fungsi dioda atau diode adalah mampu mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus yang searah (DC). Dioda memiliki fungsi sebagai penyetabil tegangan.

• Komponen Input

        1. Vibration Sensor

    Sensor Vibration berfungsi sebagai alat untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal analog. Dari sana juga akan terlihat besaran listrik dan berbentuk rupa tegangan listrik yang ada.

        2. Touch Sensor

    Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya.

        3. Sound Sensor

    Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik. Sensor suara ini digunakan untuk menghantarkan listrik berdasarkan pendeteksian suara untuk menghidupkan perangkat yang dihubungkan.

        4. Infra Red 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.

        5. Sensor Gas MQ-7

   Sensor MQ-7 merupakan sensor gas yang digunakan dalam peralatan untuk mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari-hari, industri, atau mobil. Fitur dari sensor gas MQ-7 ini adalah mempunyai sensitivitas yang tinggi terhadap karbon monoksida (CO), stabil, dan berumur panjang.

        6. Sensor Jarak (Analog)

    Sensor GP2D12 adalah sensor jarak inframerah yang dirancang untuk mengukur jarak objek dari sensor. Sensor ini bekerja dengan mengirimkan sinar inframerah dan kemudian mendeteksi pantulan dari objek di depannya.Sensor GP2D12 adalah sensor jarak inframerah yang dirancang untuk mengukur jarak objek dari sensor. Sensor ini bekerja dengan mengirimkan sinar inframerah dan kemudian mendeteksi pantulan dari objek di depannya.

• Komponen Output

        1. Lampu Led 

    LED merupakan kependekan dari Light Emitting Diode, yakni salah satu dari banyak jenis perangkat semikonduktor yang mengeluarkan cahaya ketika arus listrik melewatinya.

        2. Motor

    Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti vibrator ponsel, kipas DC dan bor listrik DC.

  

        3. Ground

    Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak-balik atau titik patokan (referensi) berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.

        4. Buffer

    Voltage follwer memiliki impedansi yang sangat tinggi sehingga tidak membebani rangkaian pengumpan sinyal dibelakangnya. selain itu rangkaian op-amp ini memiliki impendansi output yang rendah yang membuatnya cocok dibebani oleh peranti berikutnya.

 

 4. Dasar Teori[kembali]

A. Resistor

Berdasarkan Kode Warna

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna

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

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

B. Transistor

    Transistor adalah perangkat semikonduktor yang berfungsi untuk memperkuat, mengendalikan, dan menghasilkan sinyal listrik. Transistor termasuk ke dalam komponen aktif, di mana hanya dapat bekerja jika terdapat adanya sumber tegangan. Transistor memiliki peranan penting dalam perkembangan teknologi. Anda pasti pernah mendengar Integrated Circuit (IC), kadang-kadang disebut chip, microchip, atau sirkuit mikroelektronik, yaitu wafer semikonduktor yang di dalamnya terdapat ribuan atau jutaan transistor.

    Transistor BJT (Bipolar Junction Transistors) merupakan jenis transistor yang paling umum digunakan. Transistor ini memiliki tiga terminal, terdiri dari dua sambungan P-N. Ketiga teminal transistor BJT tersebut adalah Emitor (Emitter), Basis (Base), dan Kolektor (Collector). Terdapat 2 jenis transistor BJT, yaitu NPN dan PNP.

    Kemudian, mari bahas bagaimana perbedaan kedua transistor NPN dan PNP. Pada transistor NPN emitor biasanya terhubung ke ground, sedangkan pada PNP kolektor biasanya terhubung ke ground. Sementara itu, emitor transistor PNP terhubung ke sumber tegangan positif, sedangkan kolektor NPN terhubung ke sumber tegangan positif. Basis transistor NPN terhubung ke sumber tegangan positif, sedangkan basis PNP terhubung ke ground. Arus yang dibutuhkan basis sangatlah kecil, karena jika terlalu besar maka membuat transistor cepat panas. Oleh karena itu, basis biasanya dihubungkan ke resistor terlebih dahulu.

    Selanjutnya, mari analisa aliran arus dari kedua transistor NPN dan PNP. Pada transistor NPN arus basis (IB) mengalir masuk ke transistor, sedangkan transistor PNP arus basis mengalir ke luar transistor. Arus emitor (IE) pada transistor NPN mengalir ke luar dari transistor, sedangkan arus emitor transistor PNP arahnya masuk ke dalam transistor. Terakhir adalah arus kolektor (IC) transistor NPN arahnya masuk, sedangkan arus kolektor transistor PNP arahnya ke luar.

    Pada rangkaian tugas besar ini kami menggunakan 3 macam rangkaian pemberian bias, yaitu:

1. Fixed Bias

 

Gambar 1

        Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 1.

2. Self Bias

Gambar 2

    Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 2.

Dengan menggunakan hukum KVL, didapat,

maka,

3. Emitter-Stabilized Bias

Gambar 3

    Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar 3

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

C. Kapasitor

    Kapasitor atau biasa disebut kondensator adalah komponen elektronik bersifat pasif yang dapat menyimpan muatan listrik sementara dengan satuan dari kapasitor adalah Farad.

Kapasitor ini terdari dua plat konduktor yang dipasang sejajar namun tidak bersentuhan.

    Energi yang disimpan dalam kapasitor dapat di salurkan ke berbagai alat antara lain lampu flash camera, sirkuit elektronik, dan masih banyak lagi.

    Dalam seni elektronik atau lambing dari kapasitor dalam bidang elektronik dapat disimbolkan dengan bentuk

    Siapa yang sudah pernah melihat bentuk dari kapasitor? Kalau belum lihatlah gambar dibawah ada berbagai jenis kapasitor sebagai berikut.

Jenis Kapasitor

Kapasitor Keramik

Kapasitor Polyester

Kapasitor Elektrolit

    Berbagai contoh diatas merupakan jenis jenis kapasitor. Dari berbagai jenis tersebut sebenarnya memiliki fungsi dan kemampuan yang sama yang membedakan dari berbagai kapasitor diatas adalah bahan pembuatnya.

    Pada bagian dalam kapasitor itu dapat kita gambarkan seperti dua plat yang disusun berhadapan ataupun dua plat yang disusun seperti obat nyamuk.

Apakah kalian dapat membayangkannya? Kalu belum mari diperhatikan dengan seksama.

1. Dua plat disusun sejajar

2. Dua Plat disusun seperti obat nyamuk

    Apakahkalian tau apa perbedaan baterai dan kapasitor?

    Walaupun dua benda tersebut memiliki bentuk dan fungsi yang hamper sama, namun keduanya memiliki perbedaan.

    Baterai merupakan penyimpan muatan listrik yang dapat juga digunakan sebagai sumber tegangan listrik.

    Namun kapasitor hanya berfungsi sebagai penyimpan muatan listrik sementara dan tidakdapat difungsikan sebagai sumber tegangan listrik.

    Suatu kapasitor memiliki nilai kapasitansi yang bergantung pada nilai Q (muatan listrik) dan V (tegangan listrik).

    Besar nilai kapasitansi bergantung juga pada ukuran, bentuk, posisi kedua keeping sejajar dan materi yang memisahkan kedua plat tersebut.

    Dari berbagai parameter tersebut kita akan mengetahui nilai kapasitansi dari kapasitor yang dirumuskan pada rumus kapasitor dibawah ini.

Rumus Kapasitor

    Dalam materi ini ada berbagai fariabel yang perlu diperhatikan dan diketahui. Variable tersebut dapat kita ketahui dengan rumus rumus seperti dibawah ini.

1. Rumus Besar Nilai Kapasitansi

C = €A/d

Dimana

• C = nilai kapasitansi (F)
• A = luas plat sejajar (m2)
• d = jarak dua plat (m)
• € = permeabilitas bahan penyekat (C2/Nm2)

2. Beda Potensial Kapasitor

Q1 = Q2

C1V1 = C2V2

Dimana

• Q1 dan Q2 = Beda potensial Kapasitor

3. Energi Kapasitor

W = ½ Q2/C

W = ½ QV

W = ½ CV2

Dimana

• W = enegri kapasitor (J)

    Setelah kita memahami dan mengerti mengenai pengertian dan persamaan dari kapasitor marilah kita uji kemampuan kita dengan mengarjakan beberapa soal untuk menyelesaikan masalah kapasitor dalam kehidupan sehari-hari.

D. Dioda

Fungsi Dioda dan Cara mengukurnya

    Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi 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.

Fungsi Dioda and Jenis-jenisnya

Berdasarkan Fungsi Dioda, Dioda dapat dibagi menjadi beberapa Jenis, diantaranya adalah :

• 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

Simbol Dioda

    Gambar dibawah ini menunjukan bahwa Dioda merupakan komponen Elektronika aktif yang terdiri dari 2 tipe bahan yaitu bahan tipe-p dan tipe-n :

Prinsip Kerja Dioda

    Untuk dapat memperjelas prinsip kerja Dioda dalam menghantarkan dan menghambat aliran arus listrik, dibawah ini adalah rangkaian dasar contoh pemasangan dan penggunaan Dioda dalam sebuah rangkaian Elektronika.

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter

    Untuk mengetahui apakah sebuah Dioda dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya, maka diperlukan pengukuran terhadap Dioda tersebut dengan menggunakan Multimeter (AVO Meter).

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Analog

1. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x100
2. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Katoda (tanda gelang)
3. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Anoda.
4. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
5. Jarum pada Display Multimeter harus bergerak ke kanan
6. Balikan Probe Merah ke Terminal Anoda dan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang).
7. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
8. Jarum harus tidak bergerak.
   **Jika Jarum bergerak, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak.

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital

    Pada umumnya Multimeter Digital menyediakan pengukuran untuk Fungsi Dioda, Jika tidak ada, maka kita juga dapat mengukur Dioda dengan Fungsi Ohm pada Multimeter Digital.

Cara Mengukur Dioda dengan menggunakan Multimeter Digital
(Fungsi Ohm / Ohmmeter)

1. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω)
2. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang)
3. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda.
4. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
5. Display harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.64MOhm)
6. Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda
7. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
8. Nilai Resistansinya adalah Infinity (tak terhingga) atau Open Circuit.
   **Jika terdapat Nilai tertentu, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah Rusak.

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital
(Menggunakan Fungsi Dioda)

1. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi Dioda
2. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang)
3. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda.
4. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
5. Display harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.42 V)
6. Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda
7. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
8. Tidak terdapat nilai tegangan pada Display Multimeter.
   **Jika terdapat Nilai tertentu, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah Rusak.

E. Relay

    relay adalah saklar elektromagnetik yang dioperasikan oleh arus listrik yang relatif kecil yang dapat menghidupkan atau mematikan arus listrik yang jauh lebih besar.

    Umumnya, relay dioperasikan secara mekanis sebagai sakelar menggunakan elektromagnet dan jenis relay ini disebut sebagai relay solid state.

    Ada berbagai macam jenis relay dan diklasifikasikan berdasarkan berbagai kriteria seperti berdasarkan tegangan operasi, berdasarkan teknologi operasi, dan sebagainya.

Inti dari relay adalah elektromagnet

  Berikut adalah beberapa teori dasar yang terkait dengan relay beserta rumus-rumusnya:

• > Hukum Ohm: Hukum Ohm menjelaskan hubungan antara tegangan (V), arus (I), dan resistansi (R) dalam sebuah rangkaian listrik. Rumus dasar Hukum Ohm adalah: V = I x RØ  Daya Listrik: Daya listrik (P) merupakan energi yang dikonsumsi oleh suatu rangkaian listrik. Rumus daya listrik adalah: P = V x I

• Ø  Tegangan Seri (VS): Tegangan seri adalah tegangan total yang terdistribusi pada resistor atau komponen lain yang terhubung secara seri. Jumlah tegangan dalam rangkaian seri adalah penjumlahan dari tegangan di setiap komponen. Rumusnya adalah: VS = V1 + V2 + V3 + ...
• Ø  Tegangan Paralel (VP): Tegangan paralel adalah tegangan yang sama yang diterapkan pada setiap komponen dalam rangkaian paralel. Rumusnya adalah: VP = V1 = V2 = V3 = ...
• Ø  Hukum Kirchoff: Hukum Kirchoff mencakup dua hukum dasar dalam analisis rangkaian listrik, yaitu Hukum Kirchoff Pertama (Hukum Arus Kirchoff) dan Hukum Kirchoff Kedua (Hukum Tegangan Kirchoff).
• Ø  Hukum Kirchoff Pertama (Hukum Arus Kirchoff) menyatakan bahwa jumlah aliran arus masuk ke sebuah simpul dalam rangkaian harus sama dengan jumlah arus keluar dari simpul tersebut. ∑I masuk = ∑I keluar
• Ø  Hukum Kirchoff Kedua (Hukum Tegangan Kirchoff) menyatakan bahwa jumlah tegangan dalam suatu loop dalam rangkaian listrik adalah nol. ∑V loop = 0

Relay: Relay memiliki beberapa parameter dasar yang perlu dipahami:

• Ø  Tegangan kumparan (Vc): Tegangan yang diterapkan pada kumparan relay.
• Ø  Arus kumparan (Ic): Arus yang mengalir melalui kumparan relay.
• Ø  Tegangan kontak (Vkontak): Tegangan yang diperbolehkan untuk dilalui oleh kontak relay.
• Ø  Arus kontak (Ikontak): Arus maksimum yang dapat dilalui oleh kontak relay.

Beberapa rumus umum yang terkait dengan relay meliputi:

• Ø  Daya kumparan (Pc): Pc = Vc x Ic
• Ø  Resistansi kumparan (Rc): Rc = Vc / Ic
• Ø  Daya kontak (Pkontak): Pkontak = Vkontak x Ikontak 

 

F. Op-Amp 741

    Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, di antaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)
c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

Rangkaian dasar Op-Amp

    Op Amp IC 741 adalah sirkuit terpadu monolitik, yang terdiri dari Penguat Operasional tujuan umum. Ini pertama kali diproduksi oleh semikonduktor Fairchild pada tahun 1963. Angka 741 menunjukkan bahwa IC penguat operasional ini memiliki 7 pin fungsional, 4 pin yang mampu menerima input dan 1 pin output.

    Op Amp IC 741 dapat memberikan penguatan tegangan tinggi dan dapat dioperasikan pada rentang tegangan yang luas, yang menjadikannya pilihan terbaik untuk digunakan dalam integrator, penguat penjumlahan, dan aplikasi umpan balik umum. Ini juga dilengkapi perlindungan hubung singkat dan sirkuit kompensasi frekuensi internal yang terpasang di dalamnya.

Konfigurasi PIN

Spesifikasi:

Respons karakteristik kurva I-O:

G. Battery

Baterai atau elemen kering adalah salah satu alat listrik yang berfungsi sebagai penyimpan energi listrik dan mengeluarkan tegangan dalam bentuk listrik (sebagai sumber tegangan). Pada umumnya baterai terdiri dari tiga komponen yang penting yaitu :

1. Batang karbon (C) sebagai anode (kutub positif baterai).
2. Seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)
3. Amonium dioksida (NH4CI) sebagai larutan elektrolit (penghantar)

Terdapat dua jenis baterai yaitu :

1. Baterai Primer 

Baterai adalah baterai yang hanya dapat digunakan sekali, menggunakan reaksi kimia yang tidak dapat dibalik (irreversible reaction).  pada umumnya dijual adalah baterai yang bertegangan listrik 1,5 volt.

2. Baterai Sekunder

Baterai sekunder atau biasanya disebut rechargeable battery adalah baterai yang dapat di isi ulang menggunakan reaksi kimia yang bersifat dapat dibalik (reversible reaction) biasanya digunakan pada telepon genggam.

Adapun salah satu persamaan menghitung tegangan adalah :

P = V x I

Keterangan :

P  = Daya (W)

V = Tegangan yang terukur (V)

I   = Arus yang terukur (I)

6. Sensor

          

1. Vibration Sensor

    Vibration sensor / Sensor getaran ini memegang peranan penting dalam kegiatan pemantauan sinyal getaran karena terletak di sisi depan (front end) dari suatu proses pemantauan getaran mesin. Secara konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya berbentuk tegangan listrik. Pemakaian sensor getaran ini memungkinkan sinyal getaran tersebut diolah secara elektrik sehingga memudahkan dalam proses manipulasi sinyal, diantaranya:
   - Pembesaran sinyal getaran
   - Penyaringan sinyal getaran dari sinyal pengganggu.
   - Penguraian sinyal, dan lainnya.
Sensor getaran dipilih sesuai dengan jenis sinyal getaran yang akan dipantau. Karena itu, sensor getaran dapat dibedakan menjadi:
  - Sensor penyimpangan getaran (displacement transducer)
  - Sensor kecepatan getaran (velocity tranducer)
  - Sensor percepatam getaran (accelerometer).
Pemilihan sensor getaran untuk keperluan pemantauan sinyal getaran didasarkan atas pertimbangan berikut:
  - Jenis sinyal getaran
  -  Rentang frekuensi pengukuran
  -  Ukuran dan berat objek getaran.
  -  Sensitivitas sensor
Berdasarkan cara kerjanya sensor dapat dibedakan menjadi:
   - Sensor aktif, yakni sensor yang langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa perlu catu daya
     (power supply) dari luar, misalnya Velocity Transducer.
   - Sensor pasif yakni sensor yang memerlukan catu daya dari luar agar dapat berkerja.
Grafik perbandingan frekuensi dengan sensitivitas sensor getaran :

Grafik Respon Sensor Getaran

      

2. Touch Sensor

    Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Tubuh manusia memiliki Panca Indera yang berfungsi untuk berinteraksi dengan lingkungan di sekitarnya. Konsep yang sama juga diterapkan pada mesin atau perangkat elektronik/listrik agar dapat melakukan interaksi dengan lingkungan disekitarnya. Oleh karena itu, berbagai jenis sensor pun diciptakan untuk melakukan tugas tersebut. Salah satu sensor tersebut adalah Sensor Sentuh atau Touch Sensor.

    Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Capacitive Sensor bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.

Sensor Kapasitif

    Sensor sentuh Kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer pada saat ini, hal ini dikarenakan Sensor Kapasitif lebih kuat, tahan lama dan mudah digunakan serta harga yang relatif lebih murah dari sensor resistif. Ponsel-ponsel pintar saat ini telah banyak yang menggunakan teknologi ini karena juga menghasilkan respon yang lebih akurat.

    Berbeda dengan Sensor Resistif yang menggunakan tekanan tertentu untuk merasakan perubahan pada permukaan layar, Sensor Kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Layar sentuh sensor kapasitif ini terbuat dari bahan konduktif (biasanya Indium Tin Oxide atau disingkat dengan ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus ataupun sarung khusus yang memiliki sifat konduktif.

    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.

Sensor Resistif

    Tidak seperti sensor sentuh kapasitif, sensor sentuh resistif ini tidak tergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas pelat logam. Sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif ini dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan.

    Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau celah yang sangat kecil. Dua lapisan konduktif (lapisan atas dan lapisan bawah) ini pada dasarnya terbuat dari sebuah film. Film-film umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga transparan (bening).

    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.

Grafik Respon Sensor Sentuh

3. Sound Sensor

        Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik. Sensor suara ini digunakan untuk menghantarkan listrik berdasarkan pendeteksian suara untuk menghidupkan perangkat yang dihubungkan. Prinsip kerja sensor suara sederhana dan sangat mudah. Ia bekerja seperti telinga manusia. Modul sensor suara terdiri dari papan sirkuit kecil yang merupakan mikrofon 50 Hz-10 kHz dan beroperasi dengan modul detektor sensor untuk deteksi. Komponen sirkuit pemrosesan eksternal lainnya mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik.

    Komponen perangkat keras penting lainnya adalah pembanding presisi tinggi LM393N. Perangkat ini wajib mendigitalkan sinyal listrik ke keluaran digital D0. Untuk menyesuaikan sensitivitas output digital D0, modul sensor suara berisi potensiometer bawaan. Sensor suara berisi mikrofon yang disebut mikrofon kondensor dengan 2 pelat bermuatan - satu adalah diafragma dan yang lainnya adalah pelat belakang. Pelat ini tampak seperti kapasitor. Jika sinyal suara (bertepuk tangan, membentak, mengetuk, alarm) atau sinyal audio bergerak melalui udara dan mengenai diafragma mikrofon, maka jarak antara 2 pelat bermuatan berubah karena getaran diafragma.

    Oleh karena itu perubahan kapasitansi antara pelat ini menghasilkan sinyal listrik keluaran. Sinyal keluaran ini sebanding dengan sinyal suara masukan yang diterima mikrofon. Terakhir, sinyal keluaran diperkuat oleh amplifier dan didigitalkan untuk menentukan intensitas sinyal suara yang masuk.

Grafik Respon Sensor Suara

4. Infra Red 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:

1. Sensor IR secara khusus menyaring cahaya IR, tapi tidak terlalu baik untuk mendeteksi cahaya tampak.

2. 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.

3. 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 Sensor Infrared

5. Sensor MQ-7

    Sensor MQ-7 merupakan sensor gas yang digunakan dalam peralatan untuk mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari-hari, industri, atau mobil. Fitur dari sensor gas MQ-7 ini adalah mempunyai sensitivitas yang tinggi terhadap karbon monoksida (CO), stabil, dan berumur panjang. Sensor ini menggunakan catu daya heater : 5V AC/DC dan menggunakan catu daya rangkaian : 5 VDC, jarak pengukuran : 20 - 2000 ppm untuk ampuh mengukur gas karbon monoksida.

    Sensor gas MQ-7 disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi kerak yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Pemanas menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk pekerjaan komponen sensitif. Sensor Gas MQ-7 dibuat dengan 6 pin, 4 dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan 2 lainnya digunakan untuk menyediakan arus pemanasan.

    Cara kerjanya sesuai gambar di bawah ini, yaitu hambatan muka Rs sensor diperoleh melalui sinyal yang dipengaruhi oleh tegangan output yang terkena beban RL yang terhubung secara seri. Ketika sensor mendeteksi adanya gas CO, pengukuran sinyal output pada sensor akan diperoleh setelah heater bekerja dalam beberapa saat (2,5 menit dari tegangan tinggi ke tegangan rendah). 

    Berdasarkan kerja grafik respon MQ-7 di bawah ini memiliki sensitivitas tinggi dan respon cepat terhadap gas karbon monoksida dan Hidrogen sehingga saat kadar gas CO dan H₂ lebih banyak terkontaminasi di suatu ruangan laboratorium, maka resistansi pada sensor gas MQ-7 akan semakin mengecil, sehingga respon sensor MQ-7 akan aktif mengumpankan tegangan untuk mengaktifkan pengaman tanda bahaya akibat kontaminasi gas beracun. Keluaran dari sensor MQ7 berupa sinyal analog.

Grafik Respon Sensor Gas MQ-5

6. Sensor Jarak

    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

 5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
• Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh 
• Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja

    b) Rangkaian simulasi [kembali]

  1. Sensor Infrared

 

    Pertama dari sensor infrared, dimana ketika hewan terdeteksi oleh sensor maka logistednya bernilai 1, lalu maka menghasilkan tegangan output sebesar 5 volt, dikarenakan op amp bertindak sebagai voltage follower maka tegangan input sama dengan tegangan out put jadi pada output tegangan pada op amp berniali 5 v juga, lalu tegangan mengalir ke melalui R3 lalu menuju ke kaki base transistor, tipe transistornya adalah self-bias. Dikarenakan vbe lebih dari 0.6v, jadi relay aktif dan menyebabkan seitch bergeser hingga loop pada relay akan tertutup. Tertutupnya loop dari relay maka arus mengalir dari kutub positif baterai menuju motor sehingga motor tersebut bergerak dan kunci pada perangkap akan terkunci secara otomatis.

2. Sensor Vibration

    Dimana ketika hewan terdeteksi getaran oleh sensor maka logistednya bernilai 1, lalu maka menghasilkan tegangan output sebesar 5 volt, dikarenakan op amp bertindak sebagai voltage follower maka tegangan input sama dengan tegangan out put jadi pada output tegangan pada op amp berniali 5 v juga, lalu tegangan mengalir ke melalui R3 lalu menuju ke kaki base transistor, tipe transistornya adalah emitter stabilizer-bias. Dikarenakan vbe lebih dari 0.6v, jadi relay aktif dan menyebabkan seitch bergeser hingga loop pada relay akan tertutup. Tertutupnya loop dari relay maka arus mengalir dari kutub positif baterai menuju motor sehingga motor tersebut bergerak dan kunci pada perangkap akan terkunci secara otomatis

3. Sensor Touch

    Ketika terdeteksi sentuhan oleh sensor,  maka menghasilkan tegangan output sebesar 5 volt, dikarenakan op amp bertindak sebagai non inverting amplifier, maka tegangan output sama dengan tegangan out sama dengan Vout=((Rf/Rin) +1) vin jadi pada output tegangan pada op amp bernialai 10v, lalu tegangan mengalir ke melalui R5 lalu menuju ke kaki base transistor, tipe transistornya adalah self bias. Dikarenakan vbe lebih dari 0.6v, jadi relay aktif dan menyebabkan seitch bergeser hingga loop pada relay akan tertutup. Tertutupnya loop dari relay maka arus mengalir dari kutub positif baterai menuju motor sehingga motor tersebut bergerak sehingga motor tersebut bergerak dan pintu pada perangkap akan tertutup secara otomatis

 

4. Sensor Sound

 

    Ketika terdeteksi suara oleh sensor, maka logicstate berlogika 1 dan maka menghasilkan tegangan output sebesar 5 volt, dikarenakan op amp bertindak sebagai non inverting amplifier, maka tegangan output sama dengan tegangan out sama dengan Vout=((Rf/Rin) +1) vin jadi pada output tegangan pada op amp bernialai 10v, lalu tegangan mengalir ke melalui R12 lalu menuju ke kaki base transistor, tipe transistornya adalah fixed bias. Dikarenakan vbe lebih dari 0.6v, jadi relay aktif dan menyebabkan seitch bergeser hingga loop pada relay akan tertutup. Tertutupnya loop dari relay maka arus mengalir dari kutub positif baterai menuju motor sehingga motor tersebut bergerak dan pintu pada perangkap akan tertutup secara otomatis

5. Gas sensor

    Ketika sensor merespon CO2, maka sensor akan berlogika satu dan arus akan mengalir dari sensor menuju kaki non inverting op amp, tegangan akan terbaca sebesar 5 volt. Lalu Vout akan diumpankan ke Op-Amp dengan rangkaian Differential Amplifier dengan rumus Vout = Vo(non inverting) - Vo(inverting). Selanjutnya arus output rangkaian masuk menuju kaki base pada transistor, disini kami menggunakan rangkaian oemberian bias self bias, lalu arus menuju kaki emittor dan menuju ke ground. Dikarenakan vbe lebih dari 0.6v, jadi relay aktif dan menyebabkan seitch bergeser hingga loop pada relay akan tertutup. Tertutupnya loop dari relay maka arus mengalir dari kutub positif baterai menuju motor sehingga motor tersebut bergerak dan pintu pada perangkap akan tertutup secara otomatis

6. Sensor Jarak (Analog)

    Ketika terdeteksi jarak lebih kecil dari 5cm oleh sensor, maka logicstate berlogika 1 dan maka menghasilkan tegangan output sebesar 2,47 volt, dikarenakan op amp bertindak sebagai non inverting dengan vref = +, dengan V1 = Vref = 2,47 volt dan V2 = 2,10 volt maka Vout = Aol x (V1-V2), dikarenakan Vsat op amp hanya ±15V, jadi Vout = ±Vsat-1. Jadi pada output tegangan pada op amp bernialai 14v, lalu tegangan mengalir ke melalui R1 lalu menuju ke kaki base transistor, tipe transistornya adalah fixed bias. Karena tegangan di kaki base transistor telah cukup maka transistornya menjadi aktif maka ada arus dari power suplay lalu menuju ke relay lalu ke kaki kolektor transistor menuju ke kaki emitor, dari kaki emitor menuju ke ground. Dikarenakan vbe lebih dari 0.6v, jadi relay aktif dan menyebabkan seitch bergeser hingga loop pada relay akan tertutup. Tertutupnya loop dari relay maka arus mengalir dari kutub positif baterai menuju motor sehingga motor tersebut bergerak dan pintu pada perangkap akan tertutup secara otomatis

    c) Video Simulasi [kembali]

1. Touch Sensor & Sound Sensor

2. Gas Sensor

3.Infrared Sensor & Vibration Sensor

 

4. Sensor Jarak (Analog)

 6. Download File[kembali]

FILE RANGKAIAN:

Download File Rangkaian Perangkap Binatang [DISINI]
Download Video Rangkaian Perangkap Binatang

1. [DISINI] 

2. [DISINI]

3. [DISINI]

4. [DISINI]

Download Library Sensor GAS MQ-7 CO2 [DISINI]
Download Library Sensor TOUCH [DISINI]
Download Library Sensor  INFRARED [DISINI]
Download Library Sensor GETAR SW-420 [DISINI]

Download Library Sensor SOUND [DISINI]

FILE DATASHEET:

Datasheet Voltmeter DC [klik disini]
Datasheet LED [klik disini]
Datasheet Dioda [klik disini]
Datasheet Resistor [klik disini]

Datasheet NPN [klik disini]
Datasheet Relay [klik disini]
Datasheet Buzzer [klik disini]
Datasheet DC Motor [klik disini]
Datasheet Potensiometer [klik disini]
Datasheet Sound Sensor [klik disini]
Datasheet Touch sensor [klik disini]
Datasheet SW-420 [klik disini]

Datasheet MQ-7 [klik disini]

Datasheet infrared [klik disini] 

Datasheet GP2D120 [klik disini]

Datasheet Battery [klik disini] 

Datasheet Op-Amp 741 [klik disini]