TUGAS BESAR SISDIG





DISPENSER OTOMATIS
            1. Tujuan [kembali]

A.Dapat mengaplikasikan gerbang logika, Encoder Deoder, dan Flip Flop dalam satu rangkaian
B.Memahami bagaimana prinsip kerja gerbang logika, Encoder Decoder, dan Flip Flop yang digunakan

2.  Alat dan Bahan [kembali]

2.1 Alat


1. Baterai 12V


2.2 Bahan

1. Resistor 



Spesifikasi resistor yang digunakan :
1. 10k ohm
2. 220 ohm

Datasheet : 

2. Relay

Datasheet : 






3. TOUCH SENSOR

Datasheet :


4. Led
Datasheet :

5. Sensor LM35


            Datasheet:





6.  IC 4013


Datasheet :

7. IC 7447


8. Seven Segment

9. Transistor NPN
Datasheet :




10. OP AMP


Datasheet :




11. Logicstate

12. Motor DC

Datasheet :


3.  Dasar teori [kembali]
  
       1. Resistor

Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya resistor nilai tetap (fixed resistor), resistor variabel (variabel resistor), thermistor, dan LDR.


Cara membaca nilai resistor
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10         (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor


2. Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.



 Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali.  Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet.  Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal.  Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik.  Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.
Fitur:
 1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
 2. Arus pemicu 70mA
 3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V
 4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V
 5. Switching maksimum


4. touch sensor


Spesifikasi:

  1. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya
  2. Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi
  3. Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V
  4. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil
  5. Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA
  6. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya
  7. Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor
  8. Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)
  9. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm


Grafik Sensor:

5. Sensor LM35
Sensor suhu IC LM 35 merupakan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92  seperti terlihat pada gambar dibawah.



7.Transistor NPN
Fungsi transistor yang pertama adalah sebagai saklar. Dengan mengontrol bias dari transistor hingga komponen ini menjadi jenuh, akan menyebabkan seolah-olah diperoleh hubungan singkat di antara emitor dan kaki kolektor. Fenomena ini lah yang dapat dimanfaatkan hingga transistor bisa dipakai sebagai saklar elektronika.
Fungsi transistor sebagai  penguat arus adalah kegunaannya yang kedua. Guna komponen yang kedua ini membuatnya dapat digunakan dalam rangkaian power supply yang tegangannya diset. Dalam keadaan tersebut transisor haruslah terlebih dahulu dibiaskan dengan tegangan yang konstan pd basisnya, tujuannya biardi emitor menghasilkan tegangan yg tetap. Umumnya yang dipakai untuk mengontrol tegangan basis agar tetap adalah dioda zener.

8. OP AMP
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.

Sebuah rangkaian Op-Amp memiliki dua input (masukan) yaitu satu Input Inverting dan satu Input Non-inverting serta memiliki satu Output (keluaran). Sebuah Op-Amp juga memiliki dua koneksi catu daya yaitu satu untuk catu daya positif dan satu lagi untuk catu daya negatif. Bentuk Simbol Op-Amp adalah Segitiga dengan garis-garis Input, Output dan Catu dayanya seperti pada gambar dibawah ini.

Terminal yang terdapat pada Simbol Op-Amp (Operational Amplifier/penguat operasional) diantaranya adalah :

  1. Masukan non-pembalik (Non-Inverting) +
  2. Masukan pembalik (Inverting) –
  3. Keluaran Vout
  4. Catu daya positif +V
  5. Catu daya negatif -V

Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

  • Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
  • Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
  • Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
  • Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
  • Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
  • Karakteristik tidak berubah dengan suhu
9. IC 4013

Data flip-flop IC 4013 merupakan pengemangan dari RS flip-flop, pada D flip-flop kondisi output terlarang (tidak tentu) tidak lagi terjadi. Data flip-flop sering juga disebut dengan istilah D-FF sehingga lebih mudah dalampenyebutannya. Data flip-flop merupakan dasar dari rangkaian utama sebuah memori penyimpan data digital. Input atau masukan pada RS flip-flop adalah 2 buah yaitu R (reset) dan S (set), kedua input tersebut dimodifikasi sehingga pada Data flip-flop menjadi 1 buah input saja yaitu input atau masukan D (data) saja. Model modifikasi RS flip-flopmenjadi D flip-flop adalah dengan penambahan gerbang NOT (Inverter) dari input S ke input R pada RS flip-flop.

10. IC 7447
IC BCD 7447 merupakan IC yang bertujuan mengubah data BCD (Binary Coded Decimal) menjadi suatu data keluaran untuk seven segment. IC 7447 yang bekerja pada tegangan 5V ini khusus untuk menyalakan seven segment dengan konfigurasi common anode. Sedangkan untuk menyalakan tampilan seven segment yang bekerja pada konfigurasi common cathode menggunakan IC BCD 7448.

  • Pin Input IC BCD, memiliki fungsi sebagai masukan IC BCD yang terdiri dari 4 Pin, nama pin masukan BCD dilangkan dengan huruf kapital yaitu A, B, C  dan D. Pin input berkeja dengan logika High=1.
  • Pin Ouput IC BCD, memiliki fungsi untuk mengaktifkan seven segmen sesuai data yang diolah dari pin input. Pin output berjumlah 7 pin yang namanya dilambangkan dengan aljabar huruf kecil yaitu, b, c, d, e, f dan g. Pin Output bekerja dengan logika low=0. Karena itulah IC 7447 digunakan untuk seven segment common anode.
  • Pin LT (Lamp Test) memiliki fungsi untuk mengaktifkan semua output menjadi aktif low, sehingga semua led pada seven segmen menyala dan menampilkan angka 8. Pin LT akan aktif jika diberi logika low. Pin ini juga digunakan untuk mengetes kondisi LED pada seven segment.
  • Pin RBI (Ripple Blanking Input) memiliki fungsi untuk menahan data input (disable input), pin RBI akan aktif jika diberi logika low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
  • Pin RBO (Ripple blanking Output) memiliki fungsi untuk menahan data output (disable output), pin RBO ini akan aktif jika diberikan logika Low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.

11. Seven Segment

Seven Segment Display sering dipakai oleh para peminat Elektronika adalah 7 bagian yang memakai LED (Light Emitting Diode) sebagai penerangnya.  LED 7 Segmen tersebut biasanya mempunyai 7 Segmen atau elemen garis dan 1 segmen titik yang menandakan “koma” Desimal. Jumlah semua segmen atau elemen LED sebenarnya adalah 8.

Cara kerjanya juga sangat  gampang, ketika elemen tersebut diberikan gelombang listrik, maka Display akan menampilkan angka atau digit yang diinginkan sesuai dengan kombinasi yang diberikan. LED 7 Segmen terbagi menjado dua jenis yaitu “LED 7 Segmen common Cathode” dan “LED 7 Segmen common Anode”.

  • LED 7 Segmen Tipe Common Cathode (Katoda)

Common Cathode merupakan bergabung menjadi satu Pin, sedangkan penujang Anoda bisa menjadi Input untuk masing-masing Segmen LED.  Kaki Katoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini merupakan Terminal Negatif (-) atau Ground sedangkan Signal Kendali (Control Signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Anoda Segmen LED.LED Seven Segment Display Tipe Common Katoda.

  • LED 7 Segmen Tipe Common Anode (Anoda)

Dalam Common Anode (Anoda), Kaki Anoda pada semua segmen LED adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan kaki Katoda akan menjadi Input untuk masing-masing Segmen LED. Anoda yang bergabung menjadi satu Pin tersebut akan diberikan tegangan positif dan Signal Kendali akan diberikan kepada masing-masing Kaki Katoda Segmen LED.

12. Logicstate
"Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan diode atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay), cairan, optik dan bahkan mekanik."

Jenis gerbang logika :

  1. Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
  2. Gerbang OR  : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
  3. Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
  4. Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
  5. Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
  6. Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
  7. Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1.
12. Motor DC
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.

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

4.  Percobaan[kembali]

4.1 Prosedur Percobaan dan Rangkaian 

1. siapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2. Susun rangkaian



       3. Jalankan simulasi rangkaian

4.2 Prinsip Kerja 
1)  Air Dingin

Pada saat sensor sentuh 1 (air dingin) aktif (ada gelas) maka outputnya akan masuk ke clock dari IC 4013. untuk pin Reset dari IC4013 di hubungkan ke sebuah button, kaki Set ke sebuah ground, kaki Q not di hubungkan ke kaki D dan di umpankan ke sebuah inverter yg kemudian masuk ke RL1, dan kaki Q hubungkan ke sebuah Decoder IC 7447 dan masuk ke pin A. maka input IC 7447 akan berlogika 1 0 0 0 1 1 1 dan akan ditampilkan pada layar segmen angka 1. 
Ketika sensor LM35 mendeteksi suhu air pada dispenser lebih dari 30 derajat maka pendingin air akan aktif namun jika air di dalam dispenser sudah bersuhu kurang dari 30 derajat maka motor tidak akan aktif.

2)

    Pada saat sensor sentuh 2 (air panas) aktif (ada gelas) maka outputnya akan masuk ke clock dari IC 4013. untuk pin Reset dari IC4013 di hubungkan ke sebuah button, kaki Set ke sebuah ground, kaki Q not di hubungkan ke kaki D dan di umpankan ke sebuah inverter yg kemudian masuk ke RL1, dan kaki Q hubungkan ke sebuah Decoder IC 7447 dan masuk ke pin B. maka input IC 7447 akan berlogika 0 1 0 0 1 1 1 dan akan ditampilkan pada layar segmen angka 2. 
Ketika sensor LM35 mendeteksi suhu air pada dispenser lebih dari 30 derajat maka penghangat air (motor) tidak aktif namun jika air di dalam dispenser sudah bersuhu kurang dari 30 derajat maka motor akan aktif.


5. Video [kembali]



6. Link Download
    
HTML disini!!!
Rangkaian Proteus disini!!!
Video disini!!!
Datasheet Touch Sensor disini!!!
Datasheet LM35 disini!!!
Datasheet Resistor disini!!!
Datasheet LED disini!!!
Datasheet Dioda disini!!!
Datasheet Transistor disini!!!
Datasheet DC Fan disini!!!
Datasheet Relay disini!!!
Datasheet IC 4013 disini!!!
Datasheet IC 7447 disini!!!
Datasheet OP-Amp disini!!!
Datasheet Seven Segment disini!!!
Library Touch sensor disini!!!

(kembali ke menu awal)






Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)