Mux-Demux

[menuju akhir]

APLIKASI PABRIK TELUR OTOMATIS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Rangkaian Simulasi

5. Video

6. Link Download 

A. Tujuan [kembali]

• Mampu mengaplikasikan mux demux kedalam rangkaian percobaan
• Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi
• Mempelajari prinsip kerja rangkaian aplikasi

B. Alat dan Bahan [kembali]

• Demultiplexer 74154

• Multiplexer 74151

• Encoder 74HC147

• JK Flip Flop 74LS76

• Encoder 74LS147

   

• 7 Segment

                             

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.

• Ground

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

Dalam Elektronika, ground yang dimaksud adalah ground semu (boleh juga nanti dihubungkan dengan ground sesungguh nya untuk pengamanan terhadap setrum).

Yang dimaksud titik "ground semu" adalah titik tersebut dihubungkan dengan body alat elektronik yang terbuat dari logam sehingga semua komponen di dalamnya tertutupi oleh ground semu itu.

Dengan cara ini jika ada (dan pasti ada) gelombang elektromagnetik dari udara sekitarnya tidak masuk ke alat elektronik kita.

Ground pada elektronik berfungsi sebagai:

1.Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.

2.Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
Simbol Grounding Listrik

Sama seperti kebanyakan istilah dalam dunia kelistrikan sering terdapat simbol yang berbeda beda di tiap negara begitupun juga dengan simbol grounding listrik yang terdapat beberapa yang umum digunakan. Pada peralatan kelistrikan tentunya kita tidak jarang melihat ikon simbol dibawah ini bukan.

Simbol grounding

Kesemuanya adalah sama yaitu sebagai simbol grounding listrik. Fungsi dari simbol ini tentu saja banyak sekali misalnya saat proses gambar teknik instalasi listrik, proses pembangunan gedung, troubleshooting pada saat terjadi kegagalan ataupun maintenance instalasi listrik.

• VCC

Spesifikasi:5V

VCC menunjukkan pin yang harus disambung ke tegangan positip (biasanya 5V atau 3.3V)

Pada awalnya VCC muncul ketika berbicara tentang rangkaian yang melibatkan transistor, khsusunya Bipolar Junction Transistor. Komponen-komponen elektronik aktif hampir selalu memiliki transistor di dalamnya. Sebuah IC (Integrated Circuit) bisa terdiri dari jutaan atau bahkan milyaran transistor di dalamnya.

Sebuah transistor memiliki 3 kaki yaitu Collector, Base dan Emiter. VCC menyatakan tegangan (Voltage) pada kaki Collector. Jadi istilah VCC pada awalnya merujuk kepada tegangan di Collector ini. Sedangkan tegangan pada Emiter disebut VEE. Dan di kaki Base adalah ground.

Istilah VCC dan VEE ini terus terbawa sampai sekarang bahkan kepada komponen yang tidak mengandung transistor sekalipun. VCC menyatakan power supply positif sedangkan VEE menyatakan power supply negatif. Sedangkan ground adalah netral (0 V). Kebanyakan kasus kita hanya menemukan VCC dan Ground.

Berapakah nilai VCC? tergantung spesifikasinya bisa +3.3V, +5V, +9V atau +12V dan VEE bisa -3.3V, -5V, -9V atau -12V.

Oleh karena itu SANGAT PENTING untuk membaca spesifikasi VCC ini, jika salah bisa berisiko rusaknya komponen arduino kita.

Sebetulnya selain VCC dan VEE ada juga VDD dan VSS. Kalau VCC dan VEE ditemui pada transitor jenis bipolar (BJT), VDD dan VSS ada di transistor jenis FET (Field Effect Transistor). VDD (Drain) sama seperti VCC menyatakan power positif sedangkan VSS (Source) menyatakan power negatif.

• Transistor NPN

Spesifikasi :

Transistor Polarity	NPN
Collector Emitter Voltage V(br)ceo	30V
Transition Frequency Typ ft	-
DC Collector Current	800mA
Power Dissipation Pd	500mW
DC Current Gain hFE	100
Operating Temperature Range	-
Transistor Case Style	TO-18
No. of Pins	3
MSL	-

Konfigurasi PIN :

1. Emitter

2. Base

3. Collector

• Resistor

Spesifikasi :

Resistance (Ohms)          : 220 V

Power (Watts)                     : 0,25 W, ¼ W

Tolerance                             : ± 5%

Packaging                           : Bulk

Composition                       : Carbon Film

Temperature Coefficient : 350ppm/°C

Lead Free Status               : Lead Free

RoHS Status                        : RoHs Complient

 

• Relay

 A. Spesifikasi :

• Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
• Trigger Current (Nominal current) : 70mA
• Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
• Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
• Compact 5-pin configuration with plastic moulding
• Operating time: 10msec Release time: 5msec
• Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)

 B. Konfigurasi Pin :

 

Nomor PIN	Nama Pin	Deskripsi
1	Coil End 1	Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground
2	Coil End 2	Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground
3	Common (COM)	Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol
4	Normally Close (NC)	Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu
5	Normally Open (NO)	Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu

 

• Diode

• Battery (Power Supply)

Spesifikasi:

Sistem Kimia: Zinc-Manganese Dioxide (Zn / MnO2)

Penunjukan: ANSI 1604A, IEC-6LF22 atau 6LR61

Tegangan Nominal: 12 volt

Suhu Operasi: -18 ° C hingga 55 ° C

Berat Khas: 45 gram

Shelf Life: 5 tahun pada 21 ° C

Terminal: Jepretan Miniatur

• Motor DC

Spesifikasi:

–Stepper motor tipe bipolar yang bekerja pada tegangan 9V.
– Tipe: bipolar.
– Kondisi: refurbished, sudah diuji @ 9V.
– Tegangan kerja: 12V (new-rated), 259mA.
– Resolusi: 7,5º/step (full step).
– Torsi: 38,2 mN.m (new-rated).

Konfigurasi pin

• Sound Sensor

Spesifikasi dari Sound Sensor:

· Tegangan kerja: DC 3.3-5V

· Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan

· Dimensi: 32 x 17 mm

· Indikasi keluaran sinyal

· Output sinyal saluran tunggal

· Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah

· Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara

· Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)

Konfigurasi Sound Sensor :

Grafik Sound Sensor

• Magnetik read Switch Sensor

• Sensor PIR

Spesifikasi:

• Input Voltage: DC 4.5-20V
• Static current: 50uA
• Output signal: 0,3V (Output high when motion detected)
• Sentry Angle: 110 degree
• Sentry Distance: max 6/7 m
• Shunt for setting overide trigger: H - Yes, L - No

• Buzzer

Buzzer Features and Specifications:

• Rated Voltage: 6V DC
• Operating Voltage: 4-8V DC
• Rated current: <30mA
• Sound Type: Continuous Beep
• Resonant Frequency: ~2300 Hz
• Small and neat sealed package
• Breadboard and Perf board friendly

C. Dasar Teori [kembali]

• Demultiplexer 74154

• Multiplexer 74151

• Encoder 74HC147

• JK Flip Flop 74LS76

• Encoder 74LS147

Encoder adalah kebalikan dari decoder, encoder 10 line (desimal) ke BCD 74147 adalah sebuah chip IC yang berfungsi untuk mengokdekan 10 line jalur input (desimal) menjadi data dalam bentuk BCD (Binary Coded decimal). IC encoder 74147 merupakan encoder data desimal menjadi data BCD dengan input aktif LOW dan output 4 bit BCD aktif LOW. Encoder desimal ke BCD ini sering kita perlukan pada saat perancangan suatu perangkat digital dan kita mengalami kekurangan port atau jalut untuk input saklarnya. IC encoder 74147 merupakan IC dalam keluarga TTL yang bekerja dengan tegangan sumber + 5 volt DC. Konfigurasi pin dan tabel kebenaran dari encoder TTL 10 line (desimal) ke BCD IC 74147 dapat dilihat pada gambar berikut. Konfigurasi Pin Dan Tabel Kebenaran Encoder 74147

• 7 Segment

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.

Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk  dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.

• Logicstate

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.  

Logicstate yaitu pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

Karena hanya dua status logika, logika 1 dan logika 0, yang dimungkinkan, teknik aljabar Boolean dapat digunakan untuk menganalisis rangkaian digital yang melibatkan sinyal biner. Istilah logika positif diterapkan ke sirkuit di mana logika 1 ditetapkan ke level tegangan yang lebih tinggi; Dalam rangkaian logika negatif, logika 1 ditunjukkan dengan level tegangan yang lebih rendah.

Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :

• HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
• TRUE (benar) dan FALSE (salah)
• ON (Hidup) dan OFF (Mati)

• Gerbang NOT

Gerbang NOT atau disebut juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik) adalah jenis gerbang logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu output (keluaran). Dikatakan Inverter (gerbang pembalik) karena gerbang ini akan menghasilkan nilai ouput yang berlawanan dengan nilai inputnya . Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT berikut.

Pada gerbang logika NOT, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah tanda minus (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.

Perhatikan tabel kebenaran gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input (masukan) bernilai logika 1

• Resistor (Analog Resistor Primitive)

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai teminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya.

(V = I.R)

Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

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

Berikut adalah macam-macam resistor dan simbolnya

 

 

• Relay

Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
Prinsip Kerja Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1.Electromagnet (Coil)
2.Armature
3.Switch Contact Point (Saklar)
4.Spring

Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :

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

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

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

Arti Pole dan Throw pada Relay

Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw:

• Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
• Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)

Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

• Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
• Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
• Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
• Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya.

Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :
Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay

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

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

• Diode

Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.

Dalam ilmu fisika dioda digunakan untuk penyeimbang arah rangkaian elektronika. Elektronika memiliki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor. Sehingga anode dapat menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tetapi tika sebaliknya katoda ke anoda.

Dioda digambarkan seperti sebuah switch/saklar dimana saklar tersebut hanya akan bekerja di beri tegangan atau arah arus sesuai dengan polaritas kaki ioda itu sendiri. Pada arah bias maju, bias kaki anoda diberikan tegangan (+) dan tegangan (-) pada katoda maka dioda akan dapat mengalirkan arus pada satu arah. Sedangkan pada arah arus mundur bias dimana kaki anoda diberi tegangan (-) dan tegangan (+) pada katoda maka saklar menjadi terbuka atau saklar OFF.

• Transitor NPN bipolar

Transistor Bipolar atau nama lainnya adalah transistor dwikutub adalah jenis transistor paling umum di gunakan dalam dunia elektronik. Di dalam transistor ini terdapat 3 lapisan material semikonduktor yang terdiri dari dua lapisan inti, yaitu lapisan P-N-P dan lapisan N-P-N.Transistor tipe 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.

Transistor bipolar juga memiliki 3 kaki yang masing masing di beri nama Basis (B), Kolektor (K) dan Emiter (E). Perbedaan antara fungsi dan jenis-jenis transisor ini terlihat pada polaritas pemberian tegangan bias dan arah arus listrik yang berlawanan.

Cara kerja transistor bipolar dapat di lihat dari dua dioda yang terminal positif dan negatif selalu berdempet, itu sebabnya pada saat ini terdapat 3 kaki terminal. Perubahan arus listrik dari jumlah kecil dapat menimbulkan efek perubahan arus listrik dalam jumlah besar khususnya pada terminal kolektor. Prinsip kerja ini lah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik.

Prinsip kerja transistor PNP adalah arus mengalir dari emitor menuju kolektor. Dibandingkan NPN, pada PNP terjadi hal sebaliknya ketika arus mengalir pada kaki basis, maka transistor tidak bekerja. Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke kolektor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari emitor ke kolektor.

Prinsip kerja transistor NPN adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor.

• Battery (Power Supply)

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

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 Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)

Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.

Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang/Rechargeable)

Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang atau Rechargeable Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif. Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi ulang (rechargeable Battery) yang sering kita temukan antara lain seperti Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) dan Li-Ion (Lithium-Ion).

Struktur Battery

• Motor DC

Motor yang beroperasi pada arus DC disebut sebagai Motor DC dan motor yang menggunakan arus AC disebut sebagai motor AC. Umumnya kamu tidak akan terlalu banyak menjumpai motor AC tetapi motor DC hampir digunakan dimana saja, yang mana di bidang listrik dinamai DC motor.

Motor DC adalah motor listrik yang merupakan perangkat elektromekanis yang menggunakan interaksi medan magnet dan konduktor untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik putar, dimana motor DC dirancang untuk dijalankan dari sumber daya arus searah (DC). Sudah lebih dari 100 tahun motor DC brush (disikat) digunakan dalam industri serta aplikasi domestik.

Prinsip Kerja Motor DC

Komponen utama dari Motor DC adalah Winding/liltan, Magnet, Rotors, Brushes, Stator dan sumber arus searah (Arus DC). Ketika armature ditempatkan dalam medan magnet yang dihasilkan oleh magnet maka armature diputar dengan menggunakan arus searah, hal ini menghasilkan gaya mekanik. Dengan memanfaatkan putaran motor DC banyak jenis pekerjaan yang dapat dikerjakan.

• Sound Sensor

Berfungsi untuk mendeteksi suara dan juga dapat mengubah sinyal suara menjadi sinyal elektrik sehingga dapat diproses untuk penggunaan selanjutnya.
Modul Sensor Suara FC-04 yang dapat mendeteksi intensitas suara sekeliling, mengidentifikasi keberadaan atau ketidakberadaan suara (berdasarkan prinsip getaran suara).

Catatan:

1. Modul sensor suara sensitif terhadap intensitas suara sekitar lingkungan.

2. Ketika intensitas suara lebih kecil dari nilai yang ditentukan, DO menghasilkan nilai tinggi. Ketika intensitas suara luar lebih besar dari nilai yang ditentukan, DO menghasilkan nilai rendah.

3. Port DO dapat dihubungkan secara langsung dengan microcontroller untuk mendeteksi nilai tinggi dan rendah, sehingga dapat mendeteksi suara sekitar.

4. Digital output DO pada modul dapat difungsikan langsung sebagai saklar yang diaktifasi oleh suara (voice-activated switch)

Tabel Jenis bunyi dan Kekerasan Bunyi

• Magnetic read Switch Sensor

Sensor magnet terbagi menjadi dua, yaitu primary magnetic sensor dan secondary magnetic sensor.

A. Primary Magnetic Sensor
Primary magnetic sensor disebut juga Magnetometers, yaitu alat yang digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu benda logam dengan cara mendeteksi anomali magnetiknya. Magnetometers banyak digunakan dalam pengukuran biologi dan geofisika untuk mendeskripsikan karakteristik dari objek luar angkasa dan bintang. Selain itu, primary magnetic sensor juga digunakan pada aplikasi yang membutuhkan sensitivitas tinggi seperti dalam perangkat yang digunakan untuk mendiagnosis dan menyembuhkan penyakit manusia.

B. Secondary Magnetic Sensor
Secondary magnetic sensor pada dasarnya merupakan sensor induktif yang menggunakan prinsip-prinsip sirkuit magnetik. Parameter eksternalnya terbentuk dari variabel fisik lainnya seperti gaya dan perpindahan. Secondary magnetic sensor juga dapat diklasifikasikan sebagai sensor pasif atau sensor aktif (self-generating).

Prinsip kerja Reed switch

Reed switch tersusun atas lempengan metal yang terhubung dilingkupi tabung gelas, sehingga ketika tercipta medan magnet antara dua buah lempengan, lempengan tersebut tarik-menarik sehingga arus listrik dapat mengalir. Ketika medan magnet hilang lempengan kembali ke posisi semula dan jalur gerak arus kembali terputus.

Untuk lebih memahami prinsip kerja reed switch maka dapat sobat lihat pada ilustrasi gambar sensor reed switch terkena permanen magnet pada sebuah cylinder.

how reed switch work

Aplikasi Penggunaan Sensor Reed Switch

Reed switch dalam pengaplikasian umum banyak digunakan dalam kontrol industri, otomotif, peralatan rumah tangga, komunikasi, medis, keamanan.

Dalam industri sensor reed switch banyak digunakan sebagai sensor posisi aktuator seperti pnemuatic cylinder, Biasanya sensor tersebut digunakan dengan modul PLC ataupun microcontroller basic seperti arduino, NodeMCU. Contoh lain dalam bidang security sensor reed switch digunakan sebagai sensor magnet pintu. Berikut gambaran project yang menggunakan reed switch sebagai sensor nya.

• 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 terdiri dari beberapa bagian yaitu :

• Fresnel Lens -->Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. 
• IR Filter -->IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.
• Pyroelectric Sensor -->Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik.
• Amplifier -->Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
• Komparator-->Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.

Blok Diagram sensor PIR

 

Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:

 

Jangkauan Sensor PIR

Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detector.

• Buzzer

Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.

Efek Piezoelectric (Piezoelectric Effect) pertama kali ditemukan oleh dua orang fisikawan Perancis yang bernama Pierre Curie dan Jacques Curie pada tahun 1880. Penemuan tersebut kemudian dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jepang menjadi Piezo Electric Buzzer dan mulai populer digunakan sejak 1970-an.

Cara Kerja Piezoelectric Buzzer

Seperti namanya, Piezoelectric Buzzer adalah jenis Buzzer yang menggunakan efek Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.

Berikut ini adalah gambar bentuk dan struktur dasar dari sebuah Piezoelectric Buzzer.

Jika dibandingkan dengan Speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk digerakan. Sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan Speaker yang harus menggunakan penguat khusus untuk menggerakan Speaker agar mendapatkan intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia.

Piezo Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound. Tegangan Operasional Piezoelectric Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt.

D. Rangkaian Simulasi [kembali]

1. Prosedur percobaan

- Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus, diantarnya Encoder (74LS147 dan 74HC147), PIR Sensor, Magnetik read Switch Sensor, Sound Sensor, Multiplexer 74151, Demultiplexer 74154, JK Flip Flop 74LS76, dan lain-lain.

- Rangkailah semua alat dan bahan yang digunakan seperti pada gambar rangkaian percobaan.

- Jalankan simulasi rangkaian yang telah dibuat.

2. Gambar rangkaian

3. Prinsip kerja rangkaian

Pabrik akan berjalan pada kondisi steril dimana dalam keadaan pintu tertutup yang akan dideteksi oleh magnetic reed switch. ketika sensor magnetic reed switch yang diletakkan pada pintu aktif maka sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 5V kemudian diteruskan pada resistor setelah itu diteruskan pada kaki base transitor karna tegangan pada kaki base diatas 0,7V maka transitor aktif sehingga akan ada arus yang mengalir dari VCC kemudian ke R10 diteruskan pada relay kemudian ke kaki kolektor dan diteruskan ke kaki emitor dan berakhir di ground. Dengan adanya arus yang melewati relay maka relay aktif sehingga switch pada relay berubah dari kanan kekiri yang kemudian meneruskan arus ke resistor dan ke LED sehingga LED aktif. Dimana LED berfungsi sebagai indikator bahwa pintu tertutup.

Saat ruangan sudah dalam keadaan steril atau tertutup maka proses packing telur akan berjalan dimana pada jalur lurus seperti pipa yang diujungnya diletakkan sensor PIR berguna untuk menghitung telur yang lewat sampai 8 buah telur. Jadi ketika sensor pir mendeteksi telur yang  lewat maka sensor akan aktif sehingga mengeluarkan tegangan sebesar 5V kemudian diteruskan pada resistor setelah itu diteruskan pada kaki base transitor karna tegangan pada kaki base diatas 0,7V maka transitor aktif sehingga akan ada arus yang mengalir dari VCC kemudian ke R11 diteruskan pada relay kemudian ke kaki kolektor dan diteruskan ke kaki emitor dan berakhir di ground. Dengan adanya arus yang melewati relay maka relay aktif sehingga switch pada relay berubah dari kanan kekiri yang kemudian meneruskan arus ke resistor dan ke LED sehingga LED aktif. Dimana LED berfungsi sebagai indikator bahwa perhitungan telur sedang berjalan. Kemudian dengan aktifnya relay tadi arus juga akan diteruskan melewati rangkaian counter asinkronous kemudian diteruskan ke demux, encoder, dan dekoder serta diteruskan pada 7-segment. Gunanya 7-segment untuk mengetahui proses perhitungan telur sudah sampai 8 buah. Apabila telur yang melewati jalur sudah mencapai 8 telur. buzzer akan berbunyi dan menghidupkan motor untuk memberhentikan distribusi telur. Suara buzzer akan diterima oleh sound sensor yang akan menghidupkan motor untuk membungkus 8 buah telur.

Saat sound sensor mendeteksi suara buzzer maka sound sensor akan aktif ehingga mengeluarkan tegangan sebesar 5V kemudian diteruskan pada resistor setelah itu diteruskan pada kaki base transitor karna tegangan pada kaki base diatas 0,7V maka transitor aktif sehingga akan ada arus yang mengalir dari VCC kemudian ke R15 diteruskan pada relay kemudian ke kaki kolektor dan diteruskan ke kaki emitor dan berakhir di ground. Dengan adanya arus yang melewati relay maka relay aktif sehingga switch pada relay berubah dari kanan kekiri yang kemudian meneruskan arus dari battery ke resistor dan ke LED dan juga  diteruskan ke motor yang membuat LED dan motor aktif.Motor berguna sebagai mesin packing telur yang akan mempacking 8 buah telur dan LED sebagai indikator bahwa proses packing berjalan. Dengan  aktifnya relay tadi arus juga diteruskan ke multiplexer,encoder,dan dekoder serta 7-segment. 7-segment berguna sebagai indikator yang menunjukkan bahwa proses packing juga berjalan dengan menampilkan angka 1.

E. Video [kembali]

F. Link Download [kembali]

Download file HTML [disini]

Download file rangkaian [disini]

Download video [disini]

Download Datasheet Resistor [disini]
Download Datasheet Transistor 2n222 [disini]
Download Datasheet Relay [disini]
Download Datasheet Diode [disini]

Download Datasheet SPDT [disini]

Download Datasheet 7 Segment [disini]

Download Datasheet LED [disini]

File Datasheet Encoder 74LS147 [disini]

File Datasheet Encoder 74HC147 [disini]

File Datasheet Multiplexer 74151 [disini]

File Datasheet Demultiplexer 74154 [disini]

File Datasheet JK Flip Flop 74LS76 [disini]

File Datasheet Motor DC [disini]

Download Datasheet Gerbang NOT [disini]

File Datasheet Battery [disini]

File Datasheet Sound sensor [disini]

File Datasheet PIR Sensor [disini]

File DataSheet Magnetic Reed Switch [disini]

File Libray Magnetic Reed Switch [disini]
File Libray sound sensor [disini]

File Libray PIR sensor [disini]

[menuju awal]