Just another free Blogger theme


Smart Sistem Gold Mine



 

1. Tujuan [Kembali]

  • Mempelajari tentang bagaimana rangkaian encoder-decoder, mux-demux, dan aritmatik
  • Mampu mengaplikasikan encoder-decoder, mux-demux, dan aritmatik
  • Mampu membuat encoder-decoder, mux-demux, dan aritmatik

2. Alat dan Bahan [Kembali]

alat :

a. Relay





b. Transistor



    


c. Beterai



Bahan : 
Sensor Pir 

Sensor Gas


Sensor flame 
Sensor Vibration 


Sensor touch 
 




Sensor infrared




IC 4555



IC L293D

IC 74Ls90

IC 74LS47


Op AMP 741 




3. Dasar Teori [kembali]

Rangkaian ini adalah rangkaian yang dirancang untuk kontrol ruangan untuk menghindari dan mananggulangi apabila terjadi kebakaran. 
Rangkaian ini memiliki input:

a. Sensor PIR

Dikarenakan sensor ini bekerja pada suhu tubuh manusia, maka rangkaian ini di buat untuk membuat alarm apabila ada orang yang berada di dekat sensor ini. Mengapa sensor ini bekerja pada tubuh manusia?. Karena adanya IR Filter yang menyaring panjang gelobang infra merah salah satunya adalah gelombang yang di hasilkan manusia.Sensor ini akan menamgkap sinar infra merah yang di pancarkan manusia yang memiliki suhu yang berbeda dengan lingkungan, sehimgga menyebabkan komponen Pyroelectric sensor menghasilkan arus listrik karena adanya gelombang panar yang diterima. Hal ini juga terjadi saat awalnya manusia diam di depan sensor PIR, maka IR Filter akan menyaring panjang gelombang di lingkungan sekitar dan saat manusia mulai bergerah terjadilah perubahan suhu oleh tubuh manusia dan juga berbeda dengan lingkungan sekitar, akhirnya Pyroelectric sensor menagkap perubahan suhu tersebut, sehingla komporator menhasilkan outpu dari perubahan suhu tersebut.

b. Sensor Flame

Modul ini adalah sensor api yang sensitif terhadap spektrum api, menggunakan LM393 dengan pembanding tegangan yang cukup lebar, sensitifitas yang dapat diatur dan mempunyai indikator sinyal output.




c. Sensor MQ

Sensor MQ5 digunakan untuk mendeteksi adanya gas yang bocor.



d. Sensor Touch

Seperti namanya, Touch Sensor atau 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. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.



e. sensor infrared

Infrared Proximity Sensor merupakan sensor inframerah yang dapat digunakan untuk pedeteksi halangan, pendeteksi warna (hitam atau putih) pendeteksi gerakan dll. Sensor infrared ini sangat rentan terhadap cahaya sekitar, penggunaan diluar ruangan bisa menambahkan penutup pada sensor untuk mengurangi cahaya yang masuk.

f. Sensor vibration

Sensor yang dapat mendeteksi adanya getaran




a. Motor 

Motor arus searah dengan belitan medan seri adalah jenis motor traksi tertua. Ini memberikan karakteristik torsi kecepatan yang berguna untuk propulsi, memberikan torsi tinggi pada kecepatan rendah untuk akselerasi kendaraan, dan torsi menurun seiring dengan peningkatan kecepatan. Dengan mengatur belitan medan dengan beberapa tap, karakteristik kecepatan dapat bervariasi, sehingga memungkinkan kontrol akselerasi operator yang relatif mulus. Ukuran kontrol lebih lanjut diberikan dengan menggunakan pasangan motor pada kendaraan dalam kontrol pararel seri ; untuk operasi lambat atau beban berat, dua motor dapat dijalankan secara seri dari suplai arus searah. Dimana kecepatan yang lebih tinggi diinginkan, motor ini dapat dioperasikan secara paralel, membuat tegangan yang lebih tinggi tersedia di masing-masing motor sehingga memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi. Bagian dari sistem rel mungkin menggunakan voltase yang berbeda, dengan voltase yang lebih tinggi dalam jangka panjang antar stasiun dan voltase yang lebih rendah di dekat stasiun yang hanya memerlukan pengoperasian lebih lambat.

Spesifikasi :

  • Built-in gearbox
  • Vsuplai : Dc 12V
  • Arus : 2 A
  • Speed : 400� rpm
  • Torsi : 6.5 Kg.cm
  • Ratio gear : 1:21
  • Dimensi body : panjang 5 cm x diameter 2,5 cm
  • Dimensi shaft : panjang 1 cm x diameter 4 mm
  • Berat : 0,2 Kg



b. Buzzer


adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm. Juga bisa digunakan sebagai indikasi suara. Buzzer adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser. Sederhananya buzzer mempunyai 2 buah kaki yaitu positive dan negative. Untuk menggunakannya secara sederhana kita bisa memberi tegangan positive dan negative 3 - 12V.
Spesifikasi:

Vsuplai : DC 3.3V-5V.

Arus : 15mA.

Sensor : SW-420 Normally Closed.

Output : digital.

Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm.


Cara Kerja Buzzer pada saat aliran listrik atau tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian yang menggunakan piezoeletric tersebut. Piezo buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekwensi di kisaran 1 - 6 kHz hingga 100 kHz.

c. 7-segment anoda

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.


Resistor


Dioda

Dioda adalah komponen yang disusun dari beragam bahan yang bersifat semikonduktor. Umumnya jenis bahan yang digunakan dalam proses pembuatannya yakni seperti silikon, germanium, dan lain sebagainya.

Pada dioda, Anda akan menemukan dua buah kutub yang saling berlawanan. Dimana salah satunya adalah kutub bermuatan positif (anoda), kemudian sisi lainnya adalah kutub dengan muatan negatif (katoda).

Karena hal itu juga, maka dioda dapat digunakan untuk 2 fungsi sekaligus. Misalnya pada satu sisi dapat digunakan sebagai penyearah arus, kemudian sisi lainnya akan digunakan sebagai penghambat arus listrik.

Transistor


Pinout: 



Transistor merupakan salah satu Komponen Elektronika Aktif yang paling sering digunakan dalam rangkaian Elektronika, baik rangkaian Elektronika yang paling sederhana maupun rangkaian Elektronika yang rumit dan kompleks. Transistor pada umumnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Germanium, Silikon, dan Gallium Arsenide.

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

  • Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
  • Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
  • Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolekto

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. 




Rumus-rumus transistor:

Konfigurasi Transistor:


Konfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.  Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor  dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.

Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan  Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.

Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.

 Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

 Pemberian bias 
        Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu: 
 1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.


2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.


Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.


IC 4555 
 sebuah ic yang berguna memasukan 2 buah input yaitu input A dan B dan akan mengeluarkan 1 output saja 



IC L293D




H-bridge Configuration: IC L293D menggunakan konfigurasi H-bridge (jembatan H) untuk mengendalikan motor DC. Jembatan H terdiri dari empat transistor (biasanya transistor NPN dan PNP) yang diatur dalam dua pasang. Setiap pasangan transistor disebut setengah jembatan atau half-bridge. Dengan konfigurasi ini, arah putaran motor dapat diubah dengan membalikkan polaritas tegangan pada dua terminal motor.

Pinout: IC L293D memiliki 16 pin yang berfungsi sebagai input kendali, output ke motor, dan sumber daya. Pin 1 hingga 4 (IN1 hingga IN4) adalah pin input kendali yang digunakan untuk mengendalikan arah dan kecepatan motor. Pin 3 dan 6 (EN1 dan EN2) adalah pin enable yang digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan output ke motor. Pin 8 hingga 11 (OUT1 hingga OUT4) adalah pin output ke motor yang terhubung ke terminal motor DC.

Pengendalian Arah: Untuk mengendalikan arah motor, input kendali (IN1 hingga IN4) diberikan sinyal logika yang sesuai. Misalnya, untuk menggerakkan motor maju, IN1 dan IN2 diberikan sinyal logika HIGH (1) dan IN3 dan IN4 diberikan sinyal logika LOW (0). Untuk menggerakkan motor mundur, sinyal logika pada IN1 dan IN2 dibalik, yaitu IN1 diberikan sinyal LOW (0) dan IN2 diberikan sinyal HIGH (1).

Pengendalian Kecepatan: Kecepatan motor dapat dikendalikan dengan menggunakan teknik Pulse Width Modulation (PWM) pada pin enable (EN1 dan EN2). Dengan memberikan sinyal PWM pada pin enable, tegangan rata-rata ke motor dapat diatur, sehingga mengatur kecepatan motor.

Proteksi: IC L293D dilengkapi dengan fitur proteksi internal seperti diode proteksi balik (flyback diode) yang melindungi IC dari back electromotive force (EMF) yang dihasilkan oleh motor ketika mati atau dibalikkan, yang dapat merusak transistor. Ini sangat penting dalam menghindari kerusakan pada IC dan sistem secara keseluruhan.

IC 74Ls90


sebuah BCD to 7-Segment Decoder/Driver, yang berfungsi untuk mengkonversi kode BCD (Binary-Coded Decimal) menjadi output yang sesuai untuk menampilkan angka pada tujuh segmen LED (7-segment display)

IC 74LS47


IC 74LS47 adalah IC yang digunakan untuk mengkonversi kode BCD (Binary-Coded Decimal) menjadi output yang sesuai untuk menampilkan angka pada tujuh segmen LED (7-segment display)

Op Amp 741
merupakan non inverting amplifier yang berguna untuk menambah besar tegangan 






4. Prinsip Kerja [kembali]

     Prinsip kerja dari module sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.

Prosedur Percobaan

  • Buka poteus
  • Buka sinematic captures
  • Buka library dan pilih komponen yang sesuai
  • Pilih terminal yang di perlukan
  • Rangkai komponen sehingga membentuk rangkaian
  • Tangbahkan Voltmeter untuk mengukur tegangan poda resistor dan transistor
  • Klik tombol Play dan jalankan simulasinya

Pada saat sensor vibration dan touch mendeteksi geratarn dan sentuhan maka akan berlogika 1, dan masuk ke kaki input gerbang logka and, Logic gate and akan  1 dan diteruskan ke gerbang AND. kemudian diteruskan ke ressitor dan masuk ke kaki base transistor. Transistor diberi self bias. Karena adanya tegangan syarat pada kaki base maka VCC mengalisrkan arus ke relay, kolektor, emitor dan berakhir di ground. Karena ada arus pada relay, maka switch pada relay akann berpindah, dan batterai akan mengalirkan arus ke motor dan pintu terbuka.

Pada saat infrared mendeteksi manusia maka sensor akan berlogika 1, dan di teruskan ke gerbang NOT yang befungsi agar logika berubah dari 1 ke 0 atau risetime kemidia output tersebut di teruskan ke IC 74LS90 sebagai counter untuk menghitung jumlah pengunjung yang masuk, berdasarkan tabel kebenatran ketika nilai R01, R02, R91, dan R92 berlogika 0, maka IC tersebut akan mulai menghitung. Output yang dihasilkan oleh IC 74LS90 masih berbentuk biner maka untuk mengubahnya kedalam desimal maka digunakan BCD yaitu IC 74LS47, dan di representasi kan pada 7-seg dioda.

Pada saat sensor MQ5  berlogika 1 , karena mendeteksi adanya gas alam yang mudah terbakar , maka tegangan akan diteruskan ke resitor dan di teruskan ke transistor yang memiliki fixed bias. Tegangan yang masuk ke transistor adalah 0,76 atau lebih dari 0,7, maka transistor akan aktif. Karena adanya sumber tegangan pada relay, maka akan ada arus yang mengalir dari relay ke kolektor, ke emitor dan berkahir di ground. Karena Adanya arus pada relay maka switch pada relay akan berpindah, maka batterai akan mengalirkan arus ke buzzer. digunakan untuk penanda ad gas yang mudah terbakar. 

Pada saat sensor PIR berlogika 1  dan sensor lain berlogika 0, karena mendeteksi adanya manusia, maka tegangan akan diteruskan ke pin A IC demux 4555, bedasarkan tabel kebenaran maka yang aktif adalah kaki Q1, kaki yang lain berlogika 0. Kemudian logika 1 tersebut  diteruskan ke motor driver, yaitu pada kaki IN 2, dan logika 0 di teruskan ke kaki IN 1, maka output yang keluar adalah motor yang di ibaratkan pintu darurat yang bergerak ke kiri atau polaritas negatif yang menandakan pintu tertutup.

Pada saat sensor flame mendeteksi adanya api, maka akan belogika 1, dan diteruskan ke demuc IC 4555 ke pin B, maka output yang akan berlogika 1 atau bit 10 bernilai desimal 2 maka output akan bernilai 2 dan akan keluar pada output Q2 dan yang lainnya belogika 0, kemudia di teruskan ke resistor dan ke transistor. Jenis bias yang di pakai pada transistor ini adalah self bias. Karena tegangan di kaki basis yang terbaca lebih dari 0,7, maka transistor akan aktif. Kemudian tegangan pada relay akan mengalirkan arus ke relay, kemudian ke kolektor, emitor, dan berakhiir di ground. Karena ada arus pada relay maka switch akan berpindah, maka batterai akan mengalirkan arus ke buzzer, maka buzzer yang sebagai alarm akan aktif. 

Pada saat sensor PIR dan Flame aktif karena mendeteksi manusai dan api secara bersamaan, maka PIR dan flame aka berlogika 1 dan di teruskan ke IC 4555 yang dimana input dalam desimal yang didapat 11 yang jika dikonvert akan bernilai 3, dan output yang aktif adalah kaki Q3, kemudian diteruskan ke pin IN 1 dan IN 3 maka, pintu darurat yang masih bergerak ke kiri akan berputas ke kanan atau polaritasnya berubah, maka pintu akan terbuka. Motor juga akan aktif yaitu sebagai pompa air untuk memadamkan api.

5. Rangkaian Proteus [kembali]











6. Vidio Rangkaian [kembali]







7. Link [kembali]
    Link download rangkaian>>disini
Link sensor pir>>disini 
link sensor flame>>disini
link sensor mq>>disini
link sensor vibration>>disini
link sensor infrared>>disini
link sensor LDR>>disini
Link datasheet 4555>>disini 
Link datasheet 74LS90>>disini
Link datasheet L293D Disini
link datasheet 74Ls47 disini
link datasheet opamp 741 disini

0 komentar:

Posting Komentar