Kontrol Tank Air
-Menyelesaikan dan melengkapi tugas Elektronika
-Mampu menjelaskan Prinsip kerja dari rangkaian kontrol tank air
-Mampu mengaplikasikan komponen-komponen pada rangkaian kontrol tank air sederhana yang dibuat pada proteus
- Alat yang digunakan
a.Battery (Power Supply)
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
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
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.
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.
c)VCC
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.
- Speed : 2750 rpm
- Output : DC 12V
- Arus : 35A
- Built-in regulator
Generator ialah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik.
Tenaga mekanis : memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), hal ini tergantung dari susunan atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari sistem pengambil arusnya.
| Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday : |
0 = Fluksi Magnet
e = Tegangan Imbas, GGL (Gaya Gerak Listrik)
- Bahan yang digunakan
a.Resistor
- 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
Konfigurasi Resistor:
b.Relay 
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)
Konfigurasi Pin
- Coil End 1 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.
- Coil End 2 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.
- Common (COM) : Common is connected to one End of the Load that is to be controlled.
- Normally Close (NC) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NC the load remains connected before trigger.
- Normally Open (NO) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NO the load remains disconnected before trigger.
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).
- Tegangan Drain-Source (VDS) adalah 25 V.
- Drain arus maksimum: 5mA
- Tegangan Drain-Gate (VDG) adalah 25V
- Tegangan Sumber Gerbang (VGS) adalah 25V
- Continuous Gate Current (IG) adalah 10mA
- Tersedia dalam Paket To-92 dan SOT54
Konfigurasi LED:
Spesifikasi :
- Bi-Polar NPN Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 500mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is 5V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
- Available in To-92 Package
Konfigurasi Pin :
Pin 1 : Collector
Pin 2 : Base
Pin 3 : Emitter
- Supply tegangan ±18V
- Perbedaan tegangan input daya adalah ±15V
- Rasio penolakan mode umum adalah 90dB
- Amplifikasi tegangan diferensial adalah 200V/mv
- Arus supply adalah 1.5mA
- Pin ini dapat diakses dalam berbagai paket seperti paket 8-Pin PDIP, VSSOP, & SOIC
1. Pin1 & Pin5 (Offset N1 & N2) : Pin untuk mengatur tegangan offset jika perlu
2. Pin2 (IN-) : Pin inverting dari Op Amp
3. Pin3 (IN +) : Pin Non inverting Op Amp
4. Pin4 (Vcc-) : Pin ini terhubung ke ground jika tidak rel negatif
5. Pin6 (Output) : Output daya pin Op-amp
6. Pin7 (Vcc +) : Pin ini terhubung ke + ve rail dari supply tegangan
7. Pin8 (NC) : Tidak ada koneksi
Resistansi = 10 K Ohm
Toleransi resistensi = ± 5%
Suhu kerja = -55 ° _-+ 125 °
Rotasi Life = 10,000,000 Shaft
Mekanik Perjalanan = 360 ° + 10 °-0 °
pin 1 : vcc
pin 2: vout
pin 3: GND
Spesifikasi Water Sensor
1. Tegangan kerja: 5V
1. Bekerja Saat Ini: <20ma
2. Antarmuka: Analog
3. Lebar deteksi: 40mm × 16mm
4. Suhu Kerja: 10 ℃ ~ 30 ℃
5. Berat: 3g
6. Ukuran: 65mm × 20mm × 8mm
7. Antarmuka yang kompatibel dengan Arduino
8. Konsumsi daya rendah
9. Sensitivitas tinggi
10. Sinyal tegangan keluaran: 0 ~ 4.2V
Resistance pada 25DegC = 10 Ohm Max Steady State Current = 7A Approx.R @ Max.Cur =0.130 Ohm Dissipation factor ()(mW/) = 32 Thermal time constant (s) = 150
a.Motor DC
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.
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.
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
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 :
-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)
- 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.
Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :
Fungsi-fungsi dan Aplikasi RelayBeberapa 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).
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.
Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
Transistor efek medan (Field Efect Transistor/FET) merupakan divais terkendali tegangan, yang berarti karakteristik keluaran dikendalikan oleh tegangan masukan. Ada dua jenis FET yaitu JFET (junction Field Efect Transistor) dan MOSFET (metal-oxide semiconductor FET). Operasi penguat FET menyerupai penguat BJT. Perbedaan antara keduanya adalah BJT merupakan komponen terkendali arus, sedangkan FET merupakan komponen terkendali tegangan. Selain itu impedansi masukan penguat FET jauh lebih tinggi dibandingkan penguat BJT. Seperti halnya BJT, JFET juga memiliki 3 (tiga) kaki yang masing-masing disebut : Source (S), Gate (G), Drain (D). ada dua jenis JFET yang umum digunakan berdasarkan saluran (channel), yaitu channel – N dan channel – P dengan simbol seperti pada gambar berikut:
Gambar 3. menunjukkan kurva karakteristik drain – source JFET saluran – n yang umum. Untuk VGS = 0, arus drain meningkat sebagaimana peningkatan VDS sampai suatu titik di mana tingkat arus berhenti atau mencapai saturasi.
Karakteristik Transfer (Transfer – Characteristic)
Bentuk lain dari karakteristik komponen ini adalah karakteristik transfer yang merupakan kurva arus drain, ID sebagai fungsi dari tegangan gate – source, VGS, untuk suatu nilai konstan tegangan drain – source, VDS. Karakteristik transfer dapat diamati secara langsung pada sebuah perangkat perunut kurva (curve Tracer), ditentukan secara langsung dengan pengukuran operasi perangkat, atau penggambaran dari karakteristik drain seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4 berikut.
. (1)Transkonduktansi (gm)
Persamaan (1) menyatakan bahwa tegangan dc pada gate–source (VGS) mengontrol tingkat arus dc pada drain (ID). Perubahan kedua variabel ini dihubungkan oleh sebuah besaran penting yang disebut sebagai transkonduktansi (gm) yang dapat dituliskan sebagai berikut.
(2)Merujuk pada Pers. [2], terlihat bahwa gm merupakan kemiringan kurva karakteristik transfer pada titik operasi yang dapat dinyatakan dalam bentuk :
(3)
- IDSS, arus saturasi drain – source,
- VP = VGS(off), tegangan jepit (pinch – off),
- BVGSS, tegangan breakdown dengan drain – source terhubung singkat,
- gm = gfs, transkonduktansi perangkat, dan
- rds(on), resistansi drain – source ketika perangkat dalam keadaan on/aktif. (Haris dkk, 2008)
Apabila tegangan VDS JFET Kanal N dinaikkan terus hingga daerah pengosongan sebelah kiri dan kanan bersentuhan maka aliran elektron akan jenuh yang disebut dengan kondisi pinch-off seperti pada gambar dibawah. Pada kondisi ini (arus mulai jenuh dan VGS = 0) tegangan VDS disebut dengan tegangan pinch-off (Vp). Kenaikan VDS sesudah ini tidak akan menambah arus ID lebih besar lagi atau ID akan tetap, yakni yang disebut dengan IDSS (drain-source saturation current). IDSS adalah arus drain maksimum pada JFET Kanal N dengan kondisi VGS = 0 Volt dan VDS = | Vp |.
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.
1. Pin1 & Pin5 (Offset N1 & N2) : Pin untuk mengatur tegangan offset jika perlu
2. Pin2 (IN-) : Pin inverting dari Op Amp
3. Pin3 (IN +) : Pin Non inverting Op Amp
4. Pin4 (Vcc-) : Pin ini terhubung ke ground jika tidak rel negatif
5. Pin6 (Output) : Output daya pin Op-amp
6. Pin7 (Vcc +) : Pin ini terhubung ke + ve rail dari supply tegangan
7. Pin8 (NC) : Tidak ada koneksi
1. Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
2. Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
3. Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
4. Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
5. Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
6. Karakteristik tidak berubah dengan suhu
Rangkaian dasar Op Amp
*From Engineering Circuit Analysis by William H. Hayt
Komparator Op Amp
Komparator digunakan untuk membandingkan dua tegangan (V non-inverting dan V inverting) dan mengubah outputnya berdasarkan tegangan sumber.
*From Engineering Circuit Analysis by William H. Hayt
Hubungan input-output:
*V1 adalah tegangan input non-inverting; V2 adalah tegangan input non-inverting; Vs adalah tegangan sumber (+Vs/-Vs)
Dari gambar dapat dilihat bahwa op amp digunakan untuk membandingkan Vin terhadap tegangan referensi 2.5V, serta pada op amp dihubungkan sumber tegangan +12V dan -12V. Grafik menunjukkan bahwa jika tegangan Vin lebih besar dari 2.5V maka Vout adalah -12V, sebaliknya jika tegangan Vin lebih kecil dari 2.5V maka Vout adalah +12V.
Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :1.Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
2.Element Resistif
3.Terminal
Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer
Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.
Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).
Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).Fungsi-fungsi Potensiometer
Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :
- Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
- Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
- Sebagai Pembagi Tegangan
- Aplikasi Switch TRIAC
- Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
- Sebagai Pengendali Level Sinyal
JENIS-JENIS SENSOR SENTUH
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.
(Gambar 18. jenis touch sensor)
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.
Nilai Resistansi Thermistor NTC akan turun jika suhu di sekitar Thermistor NTC tersebut tinggi (berbanding terbalik / Negatif). Sedangkan untuk Thermistor PTC, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula nilai resistansinya (berbanding lurus / Positif).
· Simbol dan Gambar Thermistor NTC
Berikut ini adalah Simbol dan Gambar Komponen Thermistor NTC :
Contoh perubahaan Nilai Resistansi Thermistor NTC saat terjadinya perubahan suhu disekitarnya (dikutip dari Data Sheet salah satu Produsen Thermistor MURATA Part No. NXFT15XH103), Thermistor NTC tersebut bernilai 10kO pada suhu ruangan (25°C), tetapi akan berubah seiring perubahan suhu disekitarnya. Pada -40°C nilai resistansinya akan menjadi 197.388kO, saat kondisi suhu di 0°C nilai resistansi NTC akan menurun menjadi 27.445kO, pada suhu 100°C akan menjadi 0.976kO dan pada suhu 125°C akan menurun menjadi 0.532kO. Jika digambarkan, maka Karakteristik Thermistor NTC tersebut adalah seperti dibawah ini :
1. Resistensi Daya-Nol dari Termistor: (R)
Titik referensi yang nyaman untuk termistor yang disediakan oleh resistansi adalah pada 25 ° C (pada dasarnya pada suhu kamar). Rumus yang digunakan untuk menentukan resistansi termistor:
Dimana:
R0 = Resistensi dalam suhu lingkungan T0 (K)
B = Konstanta material
2. Konstanta Material: (B)
Konstanta material B mengontrol kemiringan karakteristik RT seperti yang ditunjukkan pada gambar. Nilai B bervariasi menurut suhu dan ditentukan antara dua suhu 25 ° C dan 85 ° C dengan rumus:
B 25/85 adalah nilai yang digunakan untuk membandingkan dan mengkarakterisasi keramik yang berbeda. Toleransi pada nilai ini disebabkan oleh komposisi material
3. Koefisien suhu Resistensi: ( a )
Nilai ini menunjukkan kepekaan suatu sensor menurut perubahan suhu. Ini didefinisikan sebagai:
Rumus tersebut menyatakan bahwa toleransi relatif pada a sama dengan toleransi relatif pada nilai B.
4. Konstanta Waktu Termal
Ini adalah periode waktu di mana suhu termistor akan berubah dengan cepat 63,2% perbedaan suhu (T 0 ) dari suhu lingkungan (T 1 ).
5. Konstanta Disipasi Termal
Besarnya daya listrik P (mW) yang dikonsumsi pada T1 (suhu lingkungan) dan T2 (suhu thermistor naik), dengan rumus sebagai berikut:
Di mana, C adalah konstanta disipasi termal.
"S" stand for signal input
"+" stand for power supply
"-" stand for GND
Applications:
1、 Mendeteksi curah hujan Rainfall detecting
2、 Kebocoran cairan
Kapasitor pada motor listrik 1 fasa hanya berfungsi sebagai starter atau membantu motor untuk bisa memulai berputar. Didalam motor listrik 1 fasa kapasitor terdapat 2 koil/kumparan, yaitu koil utama dan koil bantu. Ketika steker listrik di tancapkan dan arus listrik masuk, maka ke 2 koil tersebut mendapatkan aliran listrik. Koil utama akan secara langsung dialiri listrik; sementara pada koil bantu arus listrik akan melewati kapasitor lebih dahulu sebelum mengalirinya. Pada saat ini terjadi tarik menarik medan magnit yang menyebabkan rotor mulai berputar, setelah motor berputar kapasitor akan memutuskan aliran listrik sehingga koil bantu saat ini sudah tidak menerima pasokan listrik lagi.
Pada intinya kapasitor hanya berfungsi untuk start atau memutar rotor untuk pertamakali. Jadi ketika kapasitor rusak maka arus tak bisa melewati koil bantu sehingga motor listrik pompa air tidak berputar.
a. Fungsi Kapasitor Pompa Air sebagai Kapasitor Start
Jika sobat hanya melihat satu kapasitor saja pada pompa air maka fungsi kapasitor pada pompa air ini adalah sebagai kapasitor start (capacitor start) untuk membantu putaran awal saat pompa pertama kali dinyalakan.
Perlunya kapasitor ini karena torsi putaran awal dinamo dengan supply listrik arus AC yang cukup besar sehingga tenaga dari jala listrik PLN saja tidak cukup. Oleh karena itu kapasitor pada pompa air dipasang pada bagian coil start gulungan dinamo pompa air.
Kurang lebih berikut ini secara umum adalah gambar rangkaian listrik pada pompa air, perlu diketahui mungkin pada beberapa model terdapat perbedaan :
Jika tidak ada kapasitor start atau kondisi kapasitor sudah dalam keadaan rusak pada pompa air maka dinamo hanya akan berdengung saja karena tidak cukup tenaga untuk memutar motor listrik. Untuk itulah fungsi kapasitor pada pompa air digunakan.
b. Fungsi Kapasitor Pompa Air sebagai Kapasitor Run
Selain sebagai kapasitor start, pada beberapa pompa air juga terdapat kapasitor running (capacitor running), fungsi kapasitor running pada pompa air adalah supaya putaran dinamo menjadi lebih halus sekaligus lebih bertenaga.
Kapasitor Run biasanya memiliki nilai kapasitas yang lebih rendah dari kapasitor start dan biasanya bukan dari jenis kapasitor elektrolit. Jika terdapat kerusakan pada run kapasitor maka harus diganti dengan nilai yang sesuai karena jika kapasitansi terlalu tinggi akan menyebabkan pergeseran fasa tidak sempurna. Berikut ini contoh diagram pompa air dengan kapasitor start dan running :
Jika kapasitor Run terlalu tinggi, maka akan menyebabkan pergeseran fasa kurang dari seharusnya, arus yang mengalir ke dinamo akan terlalu besar dan menyebabkan dinamo overheat.
Sebaliknya jika kapasitor Run terlalu rendah akan menyebabkan pergeseran fasa menjadi lebih besar, arus ke dinamo menjadi kurang yang menyebabkan performa dinamo pompa air menurun dan suara pompa menjadi kasar.
o.Inductor
Induktor juga merupakan komponen Elektronika Pasif yang sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika, terutama pada rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi Radio. Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang membentuk sebuah Kumparan. Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik. Medan Magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Dasar dari sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.
Kemampuan Induktor atau Coil dalam menyimpan Energi Magnet disebut dengan Induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H). Satuan Henry pada umumnya terlalu besar untuk Komponen Induktor yang terdapat di Rangkaian Elektronika. Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang merupakan turunan dari Henry digunakan untuk menyatakan kemampuan induktansi sebuah Induktor atau Coil. Satuan-satuan turunan dari Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan microhenry (µH). Simbol yang digunakan untuk melambangkan Induktor dalam Rangkaian Elektronika adalah huruf “L”.
Simbol Induktor
Berikut ini adalah Simbol-simbol Induktor :
Nilai Induktansi sebuah Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya adalah :
- Jumlah Lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi Induktasinya
- Diameter Induktor, Semakin besar diameternya semakin tinggi pula induktansinya
- Permeabilitas Inti, yaitu bahan Inti yang digunakan seperti Udara, Besi ataupun Ferit.
- Ukuran Panjang Induktor, semakin pendek inductor (Koil) tersebut semakin tinggi induktansinya.
Jenis-jenis Induktor (Coil)
Berdasarkan bentuk dan bahan inti-nya, Induktor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah :
- Air Core Inductor – Menggunakan Udara sebagai Intinya
- Iron Core Inductor – Menggunakan bahan Besi sebagai Intinya
- Ferrite Core Inductor – Menggunakan bahan Ferit sebagai Intinya
- Torroidal Core Inductor – Menggunakan Inti yang berbentuk O Ring (bentuk Donat)
- Laminated Core Induction – Menggunakan Inti yang terdiri dari beberapa lapis lempengan logam yang ditempelkan secara paralel. Masing-masing lempengan logam diberikan Isolator.
- Variable Inductor – Induktor yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan keinginan. Inti dari Variable Inductor pada umumnya terbuat dari bahan Ferit yang dapat diputar-putar.
Fungsi Induktor (Coil) dan Aplikasinya
Fungsi-fungsi Induktor atau Coil diantaranya adalah dapat menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (Filter) Frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan.
Berdasarkan Fungsi diatas, Induktor atau Coil ini pada umumnya diaplikasikan :
- Sebagai Filter dalam Rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi
- Transformator (Transformer)
- Motor Listrik
- Solenoid
- Relay
- Speaker
- Microphone
Induktor sering disebut juga dengan Coil (Koil), Choke ataupun Reaktor.
2.Kemudian masukkan semua alat dan bahan tersebut kedalam lembar kerja untuk persiapan merangkai.Setelah itu,atur posisi alat atau device yang akan digunakan.Selanjutnya,hubungkan tiap alat atau device yang digunakan sehingga menjadi terhubung satu sama lain.
3.Selanjutnya jalankan simulasi dengan meng-klik logo play di sudut kiri bawah.
1. Saat ketiga sensor aktif
2. Ketika NTC aktif
Rangkaian yang dibuat ini terdiri atas 3 sensor yaitu sensor ketinggian air, sensor sentuh, dan sensor suhu (NTC).
Pada sensor ketinggian air jika air sudah penuh maka resistansi dari water sensor akan semakin kecil sehingga tegangan yang dikeluarkan akan semakin besar yang kemudian diteruskan ke inductor lalu ke kapasitor kemudian ke resistor dan ke kaki gate dari mosfet karena tegangan yang diterima di kaki gate besar sehingga membuat transitor aktif.Dengan aktifnya transitor maka akan ada arus yang mengalir dari generator dc lalu ke resistor kemudian ke relay selanjutnya ke kaki drain kemudian ke kaki source dan berakhir di ground. Dengan adanya arus yang melalui relay maka relay aktif sehingga lampu LED hidup karna menerima tegangan dari battery dengan bantuan relay.
Jika tank air dalam keadaan kosong maka resistansi akan semakin besar sehingga tegangan yang dikeluarkan akan semakin kecil.Oleh karena itu tegangan yang sampai ke kai gate juga kecil sehingga transitor MOSFET tidak akfif dengan tidak aktifnya transitor maka tidak ada rus yang megalir ke relay sehingga relay dalam keadaan mati yang mengakibatkan hidupnya motor sebagai pompa air untuk mengisi tank air dan hidupnya LED sebagai indikator.
Pada sensor sentuh ketika sensor mendeteksi adanya sentuhan maka sensor akan aktif. Kemudian akan keluar tegangan dari sensor sebesar 4.85V diteruskan ke resistor kemudian diteruskan ke kaki base transitor karna tegangan pada kaki base lebih dari 0.7 V maka transitor akan aktif sehingga akan ada arus yang mengalir dari power supply kemudian ke resistor,lanjut ke relay, setelah itu ke kaki kolektor kemudian ke kaki emiter dan berakhir di ground.Dengan adanya arus yang melewati relay maka relay akan aktif sehingga akan ada tegangan untuk mengaktifkan sensor NTC (disini sensor sentuh sebagai perangkat yang didalamnya ada ntc untuk mengatur suhu tank air).
Dengan adanya arus yang melewati NTC maka NTC akan aktif jika suhu (>33)sehingga akan ada tegangan yang keluar dari NTC kemudian diteruskan ke kaki Inverting prinsip kerja dari OP-AMP ini yaitu jika Vi > Vref maka Vo = -Vsat dan sebaliknya bila Vi < Vref maka Vo =+Vsat. kemudian dari OP-AMP akan diteruskan ke resistor dan diteruskan ke kaki base transitor, karna tegangan pada kaki base lebih dari 0.7 V maka transitor akan aktif sehingga akan ada arus yang mengalir dari power supply kemudian ke resistor,lanjut ke relay, setelah itu ke kaki kolektor kemudian ke kaki emiter dan berakhir di ground.Dengan adanya arus yang melewati relay maka relay akan aktif sehingga mengaktifkan heater sebagai pemanas air dan menghidupkan LED sebagai indikator. Jika suhu pada NTC diubah ke (<33) maka NTC akan off sehingga tidak ada arus yang mengalir ke OP-AMP maupun ke kaki transitor yang mengakibatkan relay dalam keadaan mati. Dengan matinya relay maka motor dc akan hidup sebagai pendingin air dan juga LED sebagai indikator.
File Rangkaian KLIK DISINIFile html KLIK DISINI
File Datasheet Touch Sensor KLIK DISINI
File Datasheet Water Sensor KLIK DISINI
File Datasheet Resistor KLIK DISINI
File Datasheet Transitor Bipolar KLIK DISINI
File Datasheet Op-Amp KLIK DISINI
File Datasheet Motor DC KLIK DISINI
File Datasheet Relay KLIK DISINI
File Datasheet Diode KLIK DISINI
File Libray Touch Sensor KLIK DLISINI
Tidak ada komentar:
Posting Komentar