differential amplifier

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

1. Pendahuluan [Kembali]

Differential amplifier adalah rangkaian elektronik yang dirancang untuk memperkuat perbedaan antara dua sinyal input sekaligus menolak sinyal yang sama pada kedua inputnya, sehingga sangat efektif dalam menghilangkan gangguan atau noise yang muncul secara seragam. Rangkaian ini biasanya terdiri dari transistor yang dikonfigurasikan sedemikian rupa untuk menghasilkan penguatan diferensial yang tinggi dan memiliki peran penting sebagai blok dasar dalam penguat operasional (op-amp) serta berbagai aplikasi instrumentasi dan pengolahan sinyal. Dengan kemampuannya mengekstrak sinyal perbedaan dan menekan sinyal mode umum, differential amplifier menjadi komponen kunci dalam sistem elektronik yang membutuhkan akurasi dan kestabilan tinggi.

2. Tujuan [Kembali]

Memahami prinsip kerja differential amplifier sebagai penguat yang memperkuat perbedaan antara dua sinyal input.
Mempelajari pengaruh perubahan tegangan pada input inverting dan non-inverting terhadap tegangan output.
Mengamati dan mengukur penguatan diferensial (differential gain) dari rangkaian differential amplifier.
Memahami konsep Common Mode Rejection Ratio (CMRR) dan kemampuan rangkaian dalam menolak sinyal mode umum.
Membandingkan hasil perhitungan teori dengan hasil pengukuran praktis pada rangkaian differential amplifier.
Menganalisis pengaruh nilai resistor terhadap performa dan karakteristik rangkaian

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat:

a. DC Voltmeter

Voltmeter

Voltmeter pada Proteus

DC Voltmeter adalah alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara dua titik pada suatu beban listriuk atau rangkaian elektronika. Cara penggunaannya disambung paralel dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

Berikut spesifikasi dan keterangan Probe DC voltmeter:

b. Generator DC

Generator DC atau generator arus searah (DC) adalah salah satu jenis mesin listrik, dan fungsi utama mesin generator DC adalah mengubah energi mekanik menjadi listrik DC (arus searah). Proses perubahan energi menggunakan prinsip gaya gerak listrik yang diinduksi secara energi. Diagram Generator DC ditampilkan di bawah.

Bahan :

KOMPONEN OUTPUT

1. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Pada rangkaian ini resistor juga berfungsi untuk mencari frekuensi pada IC.

2. Op-Amp

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp).

3. Dioda

A. Spesifikasi :

Package Type: Available in DO-41 & SMD Packages
Diode Type: Silicon Rectifier General Usage Diode
Max Repetitive Reverse Voltage is: 1000 Volts
Average Fwd Current: 1000mA
Non-repetitive Max Fwd Current: 30A
Max Power Dissipation is: 3W
Max Storage & Operating temperature Should Be: -55 to +175 Centigrade

4. Buzzer

5. LED

A. Spesifikasi :
* Superior weather resistance
* 5mm Round Standard Directivity
* UV Resistant Eproxy
* Forward Current (IF): 30mA
* Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
* Reverse Voltage: 5V
* Operating Temperature: -30℃ to +85℃
* Storage Temperature: -40℃ to +100℃
* Luminous Intensity: 20mcd
B. Konfigurasi Pin :
* Pin 1 : Positive terminal of LED
* Pin 2 : Negative terminal of LED

6. Motor DC

B. Spesifikasi

Standard 130 Type DC motor
Operating Voltage: 4.5V to 9V
Recommended/Rated Voltage: 6V
Current at No load: 70mA (max)
No-load Speed: 9000 rpm
Loaded current: 250mA (approx)
Rated Load: 10g*cm
Motor Size: 27.5mm x 20mm x 15mm
Weight: 17 grams

7. Logic state

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.

8. Ground

Ground Berfungsi sebagai untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian

9. Transistor BC547

A. Konfigurasi Pin

1. Collector

2. Base

3. Emitter

B. Spesifikasi :

Transistor Type : NPN

Voltage – Collector Emitter Breakdown (Max) : 45 V

Current- Collector (Ic) (Max) : 100mA

Power – Max : 625 mW

DC Current Gain (hFE) (Min) @ Ic, Vce : 110 @ 2mA, 5V

Vce Saturation (Max) @ Ib Ic : 300mV, @ 5mA, 100mA

Frequency – Transition : 300MHz

Current- Collector Cutoff (Max) : -

Mounting Type : Through Hole

Package / Case : TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA) Formed Leads

Packaging : Tape & Box (TB

Lead Free Status : Lead Free

RoHs Status : RoHs Compliant

10. Relay

B. Spesifikasi :

Trigger Voltage (Voltage across coil) : 12V 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)

11. Fan DC

Kipas DC (Direct Current) atau DC fan adalah jenis kipas yang digerakkan oleh motor listrik yang menggunakan arus searah (DC) sebagai sumber tenaga. Kipas DC umumnya digunakan dalam berbagai aplikasi yang memerlukan pendinginan, ventilasi, atau sirkulasi udara, baik dalam peralatan elektronik, industri, komputer, maupun rumah tangga.

KOMPONEN INPUT

12. Sound Sensor

Spesifikasi :
     •         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 :

Grafik :

13. Gas Sensor

Spesifikasi :

Catu daya pemanas : 5V AC/DC
Catu daya rangkaian : 5VDC
Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
Keluaran : analog (perubahan tegangan)

Konfigurasi Pin :

Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.
Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

14. PIR Sensor

Spesifikasi :

Pengatur Waktu Jeda : Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi gerakan dan gerakan telah berahir. *
Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).
Output Digital : Output digital sensor
Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
BISS0001 : IC Sensor PIR
Pengatur Jumper : Untuk mengatur output dari pin digital.

15. Flame Sensor

Prinsip Flame Detektor tersebut menggunakan metode optik yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi percikan api atau flame.

16. Vibration Sensor

Sensor module SW-420 adalah sensor untuk mendeteksi getaran, cara kerja sensor ini adalah dengan menggunakan 1 buah pelampung logam yang akan bergetar ditabung yang berisi 2 elektroda ketika modul sensor menerima getaran / shock. Terdapat 2 output yaitu digital output (0 dan 1) dan analog output (tegangan)

Keterangan:

5V – VCC Vibration
GND – GND Vibration, GND LED
D2 – Pin Data Vibration
D3 – Kaki resistor
Kaki resistor – Anoda LED

4. Dasar Teori [Kembali]

Differential Amplifier

Rangkaian Differential Amplifier adalah seperti pada gambar di bawah.

Substitusi

maka

Non-Inverting Op Amp

Inverting Amplifier

Maka finalisasinya :

1. Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena bisa berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan resistor, arus listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).

Simbol Resistor :

Cara menghitung nilai resistor :

a. Membaca Kode Warna Resistor

b. Membaca Resistor SMD

c. Menggunakan Multimeter Analog/Digital

Rumus :

1. Jika rangkaian seri, maka :

2. Jika rangkaian paralel, maka :

2. 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.

Op Amp Sebagai Penguat Inverting

Penguat Inverting adalah suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkaan sinyal akan tetapi sinyal yang dikuatkan akan berbanding terbalik 180 derajat dengan dinyal masukkannya. Bentuk sinyal input output rangkaian inverting dapat dilihat pada gambar 2. Pada dasarnya penguat inverting digunakan sebagai pengkondisi sinyal inputan sensor yang terlalu kecil sehingga dibutuhkan penguatan untuk diproses.

Salah satu fungsi pamasangan resistor umpan balik (feedback) atau pada gambar R2 dan resistor input R1 adalah untuk mengatur faktor penguatan inverting amplifier (penguat membalik) tersebut. Dengan dipasangnya resistor feedback (Rf) dan resistor input (R1) maka faktor penguatan dari penguat membalik dapat diatur dari 1 sampai 100.000 kali.

Op Amp Sebagai Penguat Non Inverting

Penguat Non Inverting adalah suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkaan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa dengan sinyal inputannya, hasil dari sinyal input dan output rangkaian non inverting dapat dilihat pada Gambar

Pada dasarnya penguat non inverting digunakan sebagai pengkondisi sinyal inputan sensor yang terlalu kecil sehingga dibutuhkan penguatan untuk diproses. intinya penguat non inverting ke balikkan dari penguat inverting.

Keterangan Gambar

Vin : Tegangan Masukan

Vout : Tegangan Keluaran

Rg : Resistansi ground

Rf : Resistansi feedback

3. Dioda

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.

Cara Kerja Dioda :

Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).

A. Kondisi Tanpa Tegangan

Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.

B. Kondisi Tegangan Positif

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.

C. Kondisi Tegangan Negatif

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.

4. Transistor BC547

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor. Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Karakteristik Output

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

Grafik gelombang Input Output

5. LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan 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. Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Cara Kerja

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. 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 terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

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.

6. 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.

Cara Kerja:

Apabila coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnetik yang dapat menarik armature untuk merubah switch contact point.
Apabila coil tersebut sudah tidak dialiri arus listrik, maka Armature akan kembali lagi ke posisi Normally Close.
Umumnya, coil yang digunakan oleh relay untuk mengubah switch contact point ke posisi NC hanya membutuhkan arus listrik yang kecil.

7. Motor DC

Motor DC 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.

Cara Kerja Motor 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.Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

8. Logic State

Gerbang logika atau logic State adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
TRUE (benar) dan FALSE (salah)
ON (Hidup) dan OFF (Mati)
1 dan 0

Tabel Kebenaran

7 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.

9. Sensor Flame

Sensor api atau Flame sensor merupakan salah satu alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang tiba-tiba muncul. Besarnya nyala api yang terdeteksi adalah nyala api dengan panjang gelombang 760 nm sampai dengan 1.100 nm. Transducer yang digunakan dalam mendeteksi nyala api adalah infrared. Sensor api ini biasa digunakan pada ruangan di perkantokan, apartemen, atau perhotelan. Namun, sering juga digunakan dalam pertandingan robot. Fungsi sensor ini adalah sebagai mata dari robot untuk mendeteksi nyala api. Diharapkan dengan meletakkan sensor api sebagai mata, robot dapat menemukan posisi lilin yang menyala. Sensor api ini memiliki manfaat yang cukup besar. Salah satu diantaranya adalah mampu meminimalisasi adanya false alarm atau alarm palsu sebagai sebuah tanda akan terjadinya kebakaran. Sensor ini dirancang khusus untuk menemukan penyerapan cahaya pada gelombang tertentu.

Cara Kerja

Secara umum, prinsip kerja sensor api cukup sederhana, yaitu memanfaatkan sistem kerja metode optik. Optik yang mengandung ultraviolet, infrared, atau pencitraan visual api, dapat mendeteksi adanya percikan api sebagai tanda awal kebakaran. Jika telah terjadi reaksi percikan api yang cukup sering, maka akan terlihat emisi karbondioksida dan radiasi dari infrared. Ultraviolet yang terkandung didalam sensor akan mendeteksi percikan api.

Grafik Respon

10. Sensor PIR

Sensor PIR memungkinkan kita untuk mendeteksi adanya gerakan, digunakan untuk mendeteksi apakah manusia/benda telah bergerak atau keluar dari jangkauan sensor. Sensor PIR kecil, murah, berdaya rendah, mudah digunakan dan tidak mudah rusak. Itu alasan mereka banyak digunakan dalam peralatan rumah dan gadget. Mereka sering disebut sebagai PIR, “Pasif Infrared”, “Piroelektrik”, atau “Motion IR” sensor.

Cara Kerja

PIR pada dasarnya terbuat dari sensor piroelektrik (seperti gambar di atas, seperti logam bulat dengan kristal segi empat di tengah), yang dapat mendeteksi tingkat radiasi inframerah. Sensor PIR memancarkan sejumlah radiasi tingkat rendah, dan panas. Sensor dalam pendeteksi gerak sebenarnya terbagi dalam dua bagian untuk mendeteksi gerakan (perubahan). Kedua bagian ini berkabel sehingga mereka dapat berhubungan satu sama lain. Jika salah satu mendeteksi radiasi Infrared dari yang lainnya, maka menghasilkan output yang bernilai High atau Low. Sensor piroelektrik dalah sekumpulan pendukung rangkaian, resistor dan kapasitor. Sebagian kecil penghobi sensor menggunakan BISS0001 (“Micro Power PIR Detector IC”), karena harga yang sangat murah. IC ini mengambil output dari sensor dan melakukan pengolahan (proses) kecil dan mengeluarkan (output) berupa pulsa output digital dari sensor analog.

Grafik Respon Sensor

11. Sensor Sound

Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Cara Kerja

Salah satu komponen yang termasuk dalam sensor ini adalah Microphone atau Mic. Mic adalah komponen eletronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik. Mic dapat diklarifikasikan menjadi beberapa jenis dasar antara lain; dinamis, piezoelektrik, dan elektrostatik. Mic dinamis adalah contoh alat yang memiliki sensor suara dengan peran yang besar dalam dunia industri musik. Sedangkan untuk Mic piezoelektrik digunakan secara luas untuk mic dengan meter rendah tingkat frekuensi suara. Untuk masalah pengukuran, mic elektrostatik adalah yang paling populer karena mereka dapat dirampingkan, memiliki ffrekuensi respon konsekuensi rata selama rentang frekuensi yang luas, dan menyediakan nyata stabilitas yang tinggi dibandingkan dengan mic jenis lain. Intensitas suara mic ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Bila dilihat dari intensitas bunyi, mic dibagi menjadi dua jenis, yaitu arang dan capasitor.

Grafik Respon Sensor

12. Sensor Gas

Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.

Grafik Respon sensor

13. Sensor Vibration

Modul sensor getaran berbasis sensor getaran SW-420 digunakan untuk mendeteksi getaran. Ambang batas dapat disesuaikan menggunakan potensiometer terpasang. Selama tidak ada getaran, sensor memberikan Logika Rendah dan ketika getaran terdeteksi, sensor memberikan Logika Tinggi.

Fitur & Spesifikasi Modul Sensor Getaran

    1. Tegangan Operasi: 3.3V ke 5V DC
    2. Operasi Saat Ini: 15mA
    3. Menggunakan sensor getaran tipe SW-420 yang biasanya tertutup
    4. LED menunjukkan output dan daya
    5. Desain berbasis LM393
    6. Mudah digunakan dengan Mikrokontroler atau bahkan dengan IC Digital/Analog normal
    7. Dengan lubang baut untuk pemasangan yang mudah
    8. Kecil, murah dan mudah didapat

Grafik Respon Sensor :

14. Generator DC

Prinsip kerja Generator DC:

Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara: a) Dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. b) Dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC. Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi tersebut dapat dilihat pada Gambar 7.7

Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar, akan menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.

Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin seret), maka dihasilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positif, yaitu :

a) Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolakbalik. Sebuah komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.

b) Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).

Cara melakukan start pada Generator :

1. Dengan penggerak Mula

Untuk sistem start dengan penggerak mula biasanya berupa mesin diesel untuk kapasitas daya yang kecil, turbin air atau turbin uap untuk kapasitas daya menengah dan turbin uap untuk kapasitas daya yang sangat besar.

2. Pengubah Frekuensi

Motor sinkron mendapat pengisian dari sebuah generator sinkron khusus. Pengisian dilakukan dengan arus tukar berfrekuensi variabel dari hampir nol hingga mencapai frekuensi nominal. Dengan demikian motor sinkron mengalami start mulai putaran hampir nol hingga mencapai putaran nominal.

3. Sebagai Generator Rotor Sangkar/Start Asinkron

Dalam hal ini rotor mesin dilengkapi suatu belitan yang bekerja sebagai sangkar asinkron. Dengan demikian selama start mesin bekerja sebagai motor tak serempak. Dengan start asinkron pada kumparan medan dapat dihasilkan gaya-gaya gerak listrik yang tinggi, disebabkan jumlah lilitan magnet yang biasanya besar. Gaya-gerak listrik yang tinggi ini bukan saja dapat merusak mesin, melainkan dapat juga menimbulkan bahaya bagi personil yang melayani mesin sinkron itu. Untuk menghindari bahaya ini kumparan magnet selama start dapat dibagi dalam beberapa belitan, yang masing-masing dihubungsingkatkan. Setelah mencapai putaran sinkron, hubungan ini dilepaskan. Dalam hal ini sistem start yang digunakan pada generator set GSC 05 adalah dengan penggerak mula.

15. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

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

16. Baterai

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. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. 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 simbol seperti gambar di bawah ini:

17. Fan DC

Kipas pendingin yang digerakkan oleh motor listrik ini sudah tidak memanfaatkan putaran dari poros engkol untuk memutarkan kipas pendingin. Motor listrik ini dapat bergerak atau berputar jika ada arus listrik yang mengalir ke motor listrik tersebut.

Tipe motor listrik yang digunakan ini adalah motor listrik DC yaitu arus yang digunakan adalah jenis arus searah.

Pada tipe kipas pendingin yang digerakkan oleh motor listrik ini menggunakan sensor temperatur air pendingin atau water temperature sensor (WTS). Sensor suhu air pendingin ini akan mendeteksi suhu air pada mesin, bila suhu air telah mencapai batas yang ditetapkan maka sensor ini akan mengirimkan data ke ECU sehingga ECU akan memberikan signal tegangan ke relay fan sehingga relay fan aktif dan arus listrik dapat mengalir ke motor listrik dan akhirnya motor listrik dapat bekerja bekerja. Hal tersebut berrarti bahwa kipas pendingin radiator akan bekerja jika temperatur air pendingin mesin telah mencapai batas yang ditentukan (antara 800 C sampai 900 C).

Hal tersebut akan memberikan banyak keuntungan pada kipas pendingin tipe ini, yaitu temperatur kerja mesin dapat dicapai dengan cepat dan juga karena gerakkan putarannya diambil dari motor listrik maka mesin tidak akan terbebani untuk memutarkan kipas pendingin.

5. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur Percobaan [kembali]

Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error berarti rangkaian bekerja

b. Gambar Rangkaian dan Prinsip Kerja [kembali]

Rangkaian Differential Amplifier

Prinsip Kerja:

Ketika kaki non inverting dan inverting pada op-amp dihubungkan dengan tegangan input, maka tegangan output dari op-amp adalah selisih dari tegangan output non inverting dan inverting. Yaitu dengan cara menghitung tegangan output dari tegangan input inverting yang dimana pada kaki non inverting dihubungkan dengan ground. Lalu menghitung kembali tegangan output dari tegangan input non inverting yang dimana pada kaki inverting dihubungkan dengan ground.

Rangkaian Aplikasi Differential Amplifier

Prinsip Kerja:

Ketika pintu di dobrak secara paksa, maka akan menggetarkan pintu dan mengaktifkan sensor pintu, yang mengeluarkan tegangan sebesar 5 volt yang akan di kuatkan Op-Amp, dan arus melalui transistor NPN, yang membuat switch relay berpindah sehingga menghidupkan buzzer dan menghidupkan LED sebagai Indikator.

Sensor suara akan menangkap bunyi buzzer, dan aktif sehingga membuat arus mengalir ke transistor NPN, dan menggerakkan relay. dan membuat tegangan aktif masuk ke Input sensor PIR, yang membuat sensor PIR hidup.

Sensor PIR, jika tidak mendeteksi ada nya orang maka motor akan hidup dan menutup pintu, ketika mendeteksi ada nya orang maka relay berpindah dan menghidupkan pompa yang mengeluarkan gas beracun, sampai penyusup tidak bergerak.

Ketika Ruangan sudah dipenuhi gas, maka akan mengaktifkan sensor gas yang membuat relay berpindah dan mengaktifkan relay sehingga kipas bergerak dan membuang gas beracun yang ada di dalam ruangan.

Jika terjadi kebakaran di dalam ruangan, maka akan membuat sensor api hidup dan mengeluarkan teganggan yang mengaktifkan transistor NPN, dan menggerakkan relay sehingga membuat motor pompa hidup dan mensemprotkan air.

6. Link Download [Kembali]

Cari Blog Ini

RANIA DEWI ZUHA DINANTY

differential amplifier

B. Spesifikasi

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini