Komparator Non-Inverting dengan Vref = 0

 



1. Pendahuluan[Back]
    Komparator adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk membandingkan dua buah sinyal input analog (Volt). Kemudian berdasarkan perbandingan dua sinyal analog tersebut akan dikeluarkan output berupa tegangan sesuai dengan nilai VCC.

2. Tujuan[Back]
  • Dapat memahami apa yang dimaksud dengan Komparator Non-Inverting
  • Dapat memahami rangkaian Komparator Non-Inverting
  • Dapat mensimulasikan rangkaian Komparator Non-Inverting
3. Alat dan Bahan[Back]
  • Alat (Instrumen)
        1) DC Voltmeter
            DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.
Tampilan DC Voltmeter asli

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

            2) Oscilloscope
                Oscilloscope adalah alat ukur yang berfungsi untuk memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari.
Tampilan Oscilloscope pada proteus

  • Alat (Generator)
            1) Baterai
            Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber tegangan DC.
Tampilan baterai asli
Spesifikasi:
* Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
* Output voltage: dc 1~35v
* Max. Input current: dc 14a
* Charging current: 0.1~10a
* Discharging current: 0.1~1.0a
* Balance current: 1.5a/cell max
* Max. Discharging power: 15w
* Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
* Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
* Ukuran: 126x115x49mm
* Berat: 460gr

            2) Power Supply
                Power Supply atau biasa disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.
Tampilan power supply asli

Spesifikasi power supply

            3) Generator DC
                Generator berfungsi sebagai mengubah energi mekanik menjadi energi listrik
Tampilan generator DC asli

Spesifikasi generator DC

  • Bahan
            1) Resistor
            Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. 
Tampilan resistor asli

Besaran resistor dilambangkan dengan kumpulan warna-warna yang berbeda, yang tersusun pada luar resistor . Untuk mengetahui nilai warna, berikut  tabel warna untuk menentukan besaran resistor :
Tabel warna resistor

Spesifikasi

            2) Dioda
                Dioda adalah komponen yang berfungsi untuk menyearahkan sekaligus sebagai penghambat arus listrik, disusun dari beragam bahan yang bersifat semikonduktor. Umumnya jenis bahan yang digunakan dalam proses pembuatannya yakni seperti silikon, germanium, dan lain sebagainya. 
Tampilan dioda asli

Spesifikasi

            3) Transistor NPN
                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.
Tampilan transistor NPN

Spesifikasi

            4) Operational Amplifier
                Operational Amplifier (Op-Amp) adalah suatu perangkat penguat elektronik yang dirancang untuk memperkuat perbedaan potensial (tegangan) antara dua inputnya. Dengan menggunakan beberapa transistor dan komponen elektronik lainnya, Op-Amp memiliki kemampuan untuk menghasilkan penguatan yang sangat tinggi terhadap sinyal input.
Tampilan asli Op-Amp

Pin-out Op-Amp

Spesifikasi

            5) Ground
               Ground pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah memberikan perlindungan ke seluruh sistem serta menetralisir cacat yang disebabkan daya yang kurang baik atau kualitas komponen yang tidak standar.
Tampilan ground pada proteus

  • Komponen Input
            1) Touch Sensor
            Touch sensor merupakan sebuah monitor yang sensitif terhadap sentuhan dan tekanan (resistif), sehingga perangkat ini memiliki dua fungsi yaitu, sebagai perangkat output karena menampilkan informasi dan input karena menerima informasi.
Tampilan asli touch sensor

Pin-out touch sensor

Grafik respon touch sensor

            2) PIR Sensor
        PIR Sensor adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor pir ini bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Tampilan asli PIR Sensor

Pin-out PIR Sensor
Spesifikasi:
* Vin : dc 5v 9v.
* Radius : 180 derajat.
* Jarak deteksi : 5 7 meter.
* Output : digital ttl.
* Memiliki setting sensitivitas.
* Memiliki setting time delay.
* Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.
* Berat : 10 gr.

            3) Logiscate
            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.
Tampilan asli logiscate

Pin-out logiscate

            4) Sensor LDR
         LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenainya. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Nilai resistansi dari LDR bergantung pada intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya (siang hari) yang mengenainya, maka semakin kecil nilai resistansinya. Sebaliknya semakin rendah intensitas cahaya (malam hari) yang mengenainya, maka semakin besar nilai resistansinya.
Tampilan asli sensor LDR

Spesifikasi

  • Komponen Output
            1) LED
                Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut.
Tampilan asli LED

Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

* Infra merah : 1,6 V.
* Merah : 1,8 V – 2,1 V.
* Oranye : 2,2 V.
* Kuning : 2,4 V.
* Hijau : 2,6 V.
* Biru : 3,0 V – 3,5 V.
* Putih : 3,0 – 3,6 V.
* Ultraviolet : 3,5 V.

            2) Relay
            Relay merupakan komponen listrik yang mempunyai 2 bagian yaitu, kumparan dan poin. Secara garis besar relay berfungsi untuk mengendalikan dan mengalirkan listrik.

Tampilan asli relay

Konfigurasi relay

            3) Motor DC
            Motor DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat difungsikan sebagai motor DC.
Tampilan asli motor DC

Pin-out motor DC


Grafik respon motor DC

4. Dasar Teori[Back]
    a) Resistor
        Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R ). 

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

    b) Sensor LDR
        LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenainya. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Nilai resistansi dari LDR bergantung pada intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya (siang hari) yang mengenainya, maka semakin kecil nilai resistansinya. Sebaliknya semakin rendah intensitas cahaya (malam hari) yang mengenainya, maka semakin besar nilai resistansinya.
Secara umum, sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm saat intensitas cahaya rendah (malam hari) dan akan menurun menjadi 500 Ohm saat intensitas cahaya tinggi (siang hari).Umumnya sensor LDR digunakan pada rangkaian lampu otomatis pada rumah, taman, dan jalan raya.

Karakteristik sensor LDR
1. Laju Recovery
    Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.

2. Respon Spektral
    Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantaryang baik.

Karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut:
1.Tegangan maksimum (DC): 150V
2. Konsumsi arus maksimum: 100mW
3. Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
4. Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
5. Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
6. Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

    c) Sensor PIR
        Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.

Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
1. Lensa Fresnel
    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. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.

2. 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.

3. Pyroelectric Sensor
    Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32˚C, 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. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

4. Amplifier
    Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.

5. Komparator
    Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.

Grafik respon sensor PIR:
1. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan
Grafik Respon Sensor PIR

Pada grafik tersebut ; (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda ; (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan ; (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR, namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.

2. Respon terhadap suhu
Grafik Respon terhadap suhu

Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR.

    d) Transistor NPN
        Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor 2SC1162 bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor  yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis  melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff  (saklar tertutup).
        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 kolektor.

    e) Relay
        Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau swirch 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.

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

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
1. Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
2. Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

    f) Dioda
     Diode (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

Berikut ini adalah fungsi dari dioda antara lain:
1. Untuk alat sensor panas, misalnya dalam amplifier.
2. Sebagai sekering(saklar) atau pengaman.
3. Untuk rangkaian clamper dapat memberikan tambahan partikel DC untuk sinyal AC.
4. Untuk menstabilkan tegangan pada voltage regulator
5. Untuk penyearah
6. Untuk indikator
7. Untuk alat menggandakan tegangan.
8. Untuk alat sensor cahaya, biasanya menggunakan dioda photo. 

Untuk menentukan arus zenner  berlaku persamaan:
Dengan: 
Grafik Dioda

Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

    g) Lampu
        Lampu Listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik. Arus listrik yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.

Jenis Jenis Lampu Listrik:
1. Lampu Pijar (Incandescent Lamp)
        Lampu Pijar atau disebut juga Incandescent Lamp adalah jenis lampu listrik yang menghasilkan cahaya dengan cara memanaskan Kawat Filamen di dalam bola kaca yang diisi dengan gas tertentu seperti  nitrogen, argon, kripton  atau hidrogen. Kita dapat menemukan Lampu Pijar dalam berbagai pilihan Tegangan listrik yaitu Tegangan listrik yang berkisar dari 1,5V hingga 300V.
    Lampu Pijar yang dapat bekerja pada Arus DC maupun Arus AC ini banyak digunakan di Lampu Penerang Jalan, Lampu Rumah dan Kantor, Lampu Mobil, Lampu Flash dan juga Lampu Dekorasi.  Pada umumnya Lampu Pijar hanya dapat bertahan sekitar 1000 jam dan memerlukan Energi listrik yang lebih banyak dibandingkan dengan jenis-jenis lampu lainnya.

2. Lampu Lucutan Gas (Gas discharge Lamp)
    Lampu lucutan gas menghasilkan cahaya dengan mengirimkan lucutan elektris melalui gas yang terionisasi, misalnya pada plasma. Sifat lucutan gas sangat tergantung pada frekuensi atau modulasi arus listriknya. Biasanya, lampu lampu ini menggunakan gas mulia (argon, neon, kripton, dan xenon) atau campuran dari gas-gas tersebut. Sebagian besar lampu-lampu ini juga mengandung bahan-bahan tambahan, seperti merkuri, natrium, dan/atau halida logam.

3. Lampu LED (Light Emitting Diode)
    Lampu LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

    h) Op - Amp
        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.

Karakteristik IC Op - Amp:
* 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 
Konfigurasi Op - Amp

1. Inverting Amplifier:

Rumus Inverting Amplifier:

2. Non Inverting Amplifier:
Rumus Non Inverting Amplifier:

3. Komparator
Rumus Komprator:

4. Adder
Rumus Adder:

Bentuk Gelombang:

    i) 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.

Prinsip Kerja Motor DC:
    Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).
    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.

    j) Baterai
    Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.

Prinsip operasi:
    Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit.

    k) Touch Sensor
    Touch sensor merupakan sebuah lapisan penerima input dari luar monitor. Input dari touchscreen adalah sebuah sentuhan, maka dari itu sensornya juga merupakan sensor sentuh. Biasanya sensor sentuh berupa sebuah panel terbuat dari kaca yang permukaannya sangat responsif jika disentuh. Touch sensor ini diletakkan di permukaan paling depan dari sebuah layar touchscreen, dengan demikian area yang responsif terhadap sentuhan menutupi area pandang dari layar monitor. Maka dari itu ketika kita menyentuh permukaan layar monitornya, input juga telah diberikan oleh kita. Teknologi touch sensor yang kini banyak digunakan terdiri dari tiga macam, seperti yang telah dijelaskan di atas, yaitu Resistive touchscreen, Capasitive touchscreen, dan Surface wave touchscreen.
Grafik respon touch sensor

Pada grafik respon tocuh sensor di atas diperoleh bahwa saat sebelun sensor disentuh, pada touch sensor memiliki sinyal sentuh penuh, maka saat sensor touch disentuh, sinyal pada sensor akan menurun kekuatannya dimana saat proses penurunan sinyal touch sensor, kinerja touch sensor bekerja mengaktifkan touch sensor sehingga touch sensor menghasilkan tegangan output.

5. Percobaan[Back]
    a) Prosedur
        Step 1    : Buka aplikasi proteus pada laptop.
        Step 2    : Siapkan komponen rangkaian yang diperlukan pada proteus.
        Step 3    : Susun komponen tersebut sesuai petunjuk menjadi sebuah rangkaian yg kompleks.
        Step 4    : Mulailah untuk mensimulasikan komponen yang telah disusun tersebut.
        Step 5    : Amati rangkaian yang dibuat.

    b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

Rangkaian Komprator Non Inverting

Prinsip Kerja:
    Pada rangkaian ini, LDR dan R1 sebagai pembagi tegangan serta Motor DC sebagai pintu yang akan otomatis bergerak ketika PIR mendeteksi adanya infrared. Saat LDR tidak mendapakan cahaya (gelap) maka hambatan pada LDR semakin besar, yaitu > 1M dan R1 kecil, sehingga tegangan dari baterai menjadi sangat kecil dan arusnya tidak dapat mengalir ke kaki basis Transistor Q1 dan Transistor Q2 dan kemudian tidak dapat mengaktifkan relay RL1 karena tidak ada arus atau tegangan yang lebih kecil dari yang diperlukan.

    Saat LDR mendapatkan cahaya maka hambatannya menjadi kecil < 100k sehingga tegangan dari baterai menjadi tidak banyak berkurang dan arusnya dapat mengalir ke kaki basis Transistor Q1 dan arus dari baterai dapat mengalir ke kaki kolektor Transistor Q1 yang kemudian arus dapat mengalir dari kaki emitor Transistor Q1 dan kemudian arus mengalir ke kaki basis Transistor Q2. Karena terdapat arus pada kaki basis Transistor Q2, maka arus dari baterai akan mengalir ke kaki kolektor Transistor Q2 dan arus keluar dari kaki emitor Transistor Q2. Arus ketika menuju kaki kolektor Transistor Q2 terlebih dahulu melewati relay sehingga mengaktifkan relay RL1.

    Disisi lain, ketika sensor PIR berlogika 0, maka tidak akan ada tegangan yang dioutputkan dan arus tidak akan mengalir ke relay RL2 untuk diaktifkan. Sedangkan ketika sensor PIR berlogika 1, maka akan ada tegangan yang dioutputkan dan arus akan mengalir ke op-amp (Non-Inverting) dan tegangan akan diperkuat sehingga dapat menggerakkan motor DC dan mengaktifkan relay RL2.

Hubungan antara RL1 dan RL2:

  • LDR Sensor

Sensor ldr diberi sumber tegangan 12 V, Lalu arus dari sensor masuk ke R1 dan menuju Transistor self bias. Lalu terukur tegangan VBE pada transistor sebesar 0,74. Maka transistor aktif, Karena transistor aktif maka arus dari sumber tegangan 12 V masuk ke R2, Kaki kolektor, Kaki emitor, lalu ke ground. Selanjutnya, Arus dari transistor masuk ke transistor self bias, Terukur tegangan VBE sebesar 0,87V sehingga transistor aktif. Maka arus dari sumber tegangan 12 V mengalir ke relay, Kolektor, Emitor, Lalu ke Ground. Maka relay aktif dan switch relay berpindah dari kanan ke kiri. Mengakibatkan arus mengalir ke LED untuk mengaktifkan LED, lalu masuk ke R11, Baterai 12 V, dan Motor sebagai indikasi pintu kamar terbuka.

  • PIR Sensor

Ketika sensor mendeteksi gerakan makan sensor aktif ditandai dengan sensor berlogika 1. Sensor diberi tegangan sebesar 5V. Kemudian arus keluar dari sensor menuju R5 kemudian masuk ke R3 dan rangkaian op amp non inverting. Sehingga terukur Vout sebesar 4.03V. Kemudian tegangan tersebut diumpankan menuju R4 lalu masuk ke transistor self bias dan terukur Vbe sebesar 0.77 yang melebihi dari 0.7 sehingga transistor aktif. karena transistor aktif maka harus dari power 4 volt akan mengalir menuju R12 dan R06 dari R 06 menuju kaki bes kemudian ke kaki emitor lalu ke ground. Selanjutnya dari R12 menuju relay kemudian masuk ke kaki kolektor, kaki emitor kemudian ke ground. Maka relay aktif dan switch berpindah dari kiri ke kanan dan loop tertutup sehingga tegangan dari battrai mengalirkan arus ke motor untuk membuka pintu. 

  • Touch Sensor

Ketika sensor mendeteksi adanya sentuhan maka sensor berlogika 1. Arus dari sensor masuk ke R7 lalu di sambung ke input op amp, Dan disambungkan ke R8 sehingga menghasilkan tegangan output op amp 4.03V. Kemudian tegangan tersebut diumpankan menuju R9 lalu ke transistor self bias. Terukur tegangan Vbe sebesar 0.77V dan melebihi dari 0.7 sehingga transistor aktif. karena transistor aktif maka arus dari power 4 volt akan mengalir menuju R10 dan R14 dari R10 menuju kaki bes kemudian ke kaki emitor lalu ke ground. Selanjutnya dari R13 menuju relay kemudian masuk ke  R14 lalu kaki kolektor, kaki emitor kemudian ke ground. Maka relay aktif dan switch berpindah dari kiri ke kanan dan loop tertutup sehingga tegangan dari battrai mengalirkan arus ke motor untuk menghidupkan kipas.

  • Rangkaian Dasar Komparator

6. Video[Back]

    1) Komparator Non Inverting



7. File Download[Back]

No comments:

Post a Comment

Subscribe to: Posts (Atom)

BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH ELEKTRONIKA  OLEH : LUTHFI RAHMAT RIZALDI 2310952024 DOSEN PENGAMPU : Dr. Darwison, MT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO F...

  • (no title)
    BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH ELEKTRONIKA  OLEH : LUTHFI RAHMAT RIZALDI 2310952024 DOSEN PENGAMPU : Dr. Darwison, MT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO F...