Arifa Riana Putri: Aplikasi Encoder Decoder

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

KONTROL KESELAMATAN MOBIL

DAFTAR ISI

1. Tujuan

Aplikasi Encoder-Decoder

1. Tujuan [Back]

Mengetahui Komponen untuk merangkai sensor
Menjelaskan prinsip kerja touch sensor, Rain sensor, flame sensor, MQ 2 dan Heart Sensor pada proteus
Mengetahui rangkaian stouch sensor, Rain sensor, flame sensor, MQ 2 dan Heart Sensor sebagai toilet otomatis

2. Alat dan Bahan [Back]

Alat:

1. Power supply

Power supply atau catu daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik maupun elektronika lainnya.

Spesifikasinya:

Rated working condition:

Working condition Temperature -10°C-40°C,relative humility≤90%

Storage condition Temperature -10°C-40°C,relative humility≤80%

Output: Voltage 0-30V, Current 0-5A, Power 150W

2. Voltmeter DC

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

3. 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.

4. Motor 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 Proses perubahan energi menggunakan prinsip gaya gerak listrik yang diinduksi secara energi.

Bahan:

1. Transistor NPN

Transistor NPN persimpangan Bipolar, Lapisan material N bermuatan negatif dan P bermuatan positif. memiliki lapisan positif diantara dua lapisan negatif. Umum digunakan untuk switching, memperkuat sinyal. memiliki tiga terminal yaitu, B(basis), C(Kolektor), E(emitor) Umum digunakan untuk switching, memperkuat Sinyal.

Spesifikasi :

- Bahan pembuatan : si

- Kekuatan : NPN

- Maximum Collector Power Dissipation (Pc): 40 W

- Maximum Collector-Base Voltage |Vcb|: 80 V

- Maximum Collector-Emitter Voltage |Vce|: 40 V

- Maximum Emitter-Base Voltage |Veb|: 5 V

- Maximum Collector Current |Ic max|: 3 A

- Max. Operating Junction Temperature (Tj): 150 °C

2. Dioda


Gambar : bentuk dioda

Spesifikasi :

- Bahan pembuatanya:semikonduktor silikon dan germanium

- Nilai kapasitansi :tergantung tegangan yang diberikan dengan reserve bias

- Tegangan jatuh : berkisaran 0,2-0,3 V

3. Resistor

Gambar : Bentuk resistor

Spesifikasi :

Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 M: (mega ohm) = 1000 K: (kilo ohm) = 106 : (ohm)). Kebanyakan rangkaian listrik menggunakan penghantar berupa kawat tembaga, karena tembaga adalah bahan penghantar yang baik. Akan tetapi , sejumlah sambungan pada rangkaian listrik memerlukan tahanan listrik yang lebih besar oleh sebab itu perlu menggunakan tahan atau resistor.

4. Relay

Gambar : Bentuk relay

Konfigurasi :

NO dan NC: output

pin (+)dan(-):input supply coil

common

Spesifikasi :

Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm

5. Rain sensor

Rain sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi hujan turun atau tidak. Intinya sensor ini jika terkena air pada papan sensornya maka resistansinya akan berubah, semakin banyak semakin kecil dan sebaliknya.

Konfigurasi pin:

1. VCC: 5V DC

2. GND: ground

3. DO: high/low output

4. AO: analog output

Spesifikasi

1. Mengadopsi bahan dua sisi RF-04 berkualitas tinggi

2. Area: pelat nikel 5cm x 4cm di samping

3. Anti-oksidasi, anti-konduktivitas, dengan waktu penggunaan yang lama

4. Potensiometer menyesuaikan sensitivitas

5. Tegangan bekerja 5V

6. Format keluaran: Output switching digital (0&1) dan output tegangan analog AO

7. Ukuran PCB papan kecil: 3,2 cm x 1,4 cm

8. Menggunakan komparator LM393 tegangan lebar

Grafik

Data Sheet Sensor Hujan

6. OP AMP

Operational Amplifier atau Op-Amp adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat sinyal input baik DC maupun AC

Konfigurasi Pin OP-Amp

Gelombang input dan output op amp

7. Sensor UV

Sensor Ultraviolet (Sensor Api) UV Tron adalah sensor yang sering digunakan untuk untuk mendeteksi keberadaan sumber api berdasarkan gelombang ultraviolet yang dipancarkan oleh api.

8. MQ2

Gas Sensor (MQ2) adalah sensor yang berguna untuk mendeteksi kebocoran gas baik pada rumah maupun industri. Sensor ini sangat cocok untuk mendeteksi H₂, LPG, CH₄, CO, Alkohol, Asap atau Propana

9. Rain Sensor

Rain sensor atau sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi mendeteksi terjadinya hujan atau tidak.

10. Heart Sensor

Pin Number	Pin Name	Wire Colour	Description
1	Ground	Black	Connected to the ground of the system
2	Vcc	Red	Connect to +5V or +3.3V supply voltage
3	Signal	Purple	Pulsating output signal.

spesifikasi :
Biometric Pulse Rate or Heart Rate detecting sensor
Plug and Play type sensor
Operating Voltage: +5V or +3.3V
Current Consumption: 4mA
Inbuilt Amplification and Noise cancellation circuit.
Diameter: 0.625”
Thickness: 0.125” Thick

11. Seven Segment

Layar tujuh segmen adalah salah satu perangkat layar untuk menampilkan sistem angka desimal yang merupakan alternatif dari layar dot-matrix. Layar tujuh segmen ini sering kali digunakan pada jam digital, meteran elektronik, dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik.

Data Sheet Seven segment:

9. Encoder IC 74147

spesifikasi

It operates at 4.5V to 5.5 DC voltage.

It delivers output current from low 70µA to high 8mA

It operates at the temperature from -55℃ to 70℃

Logic Case packaging type: DIP

Mounting Type: Through Hole

konfigurasi pin

Pin No. 1 - 4 (input)

Pin No. 2 - 5 (input)

Pin No. 3 - 6 (input)

Pin No. 4 - 7 (input)

Pin No. 5 - 8 (input)

Pin No. 6 - C (output)

Pin No. 7 - B (output)

Pin No. 8 - Ground (GND)

Pin No. 9 - A (output)

Pin No. 10 - 9 (input)

Pin No. 11 - 1 (input)

Pin No. 12 - 2 (input)

Pin No. 13 - 3 (input)

Pin No. 14 - D (output)

Pin No. 15 - Not Connected (NC)

Pin No. 16 - Vcc or positive power supply

10. Decoder IC 7447

spesifikasi

has a broader Voltage rangeA variety of operating conditions
internal pull-ups ensure you don't need external resistors
Four input lines and seven output lines
input clamp diode hence no need for high-speed termination
comes with open collector output

konfigurasi pin

Pin Number Description

1 BCD B Input

2 BCD C Input

3 Lamp Test

4 RB Output

5 RB Input

6 BCD D Input

7 BCD A Input

8 Ground

9 7-Segment e Output

10 7-Segment d Output

11 7-Segment c Output

12 7-Segment b Output

13 7-Segment a Output

14 7-Segment g Output

15 7-Segment f Output

16 Positive Supply

3. Dasar Teori [Back]

1. Rain Sensor

Sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Dipasaran sensor ini dijual dalam bentuk module sehingga hanya perlu menyediakan kabel jumper untuk dihubungkan ke mikrokontroler atau Arduino.

Prinsip kerja dari module sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.

Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter.

Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.

Spesifikasi sensor hujan :

a. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya

b.Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi

c.Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V

d. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil

e.Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA

f. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya

g.Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor

h.Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)

i. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm

2. Flame Sensor

Flame sensor merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm.

Cara kerja flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi nyala apiyang dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optic kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke Microprosessor yang ada pada unit flame detector akan bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.

Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infra red (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi.

Spesifikasi Flame sensor :

Output= Digital (D0)
Working voltage: 3.3V to 5V
Output format: Digital output (HIGH/LOW)\
Wavelength detection range: 760nm to 1100nm
Using LM393 comparator
Detection angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum
Lighter flame detect distance 80cm

Data teknis

Photodiode yang terhubung, peka terhadap rentang spektrum cahaya, yang dihasilkan oleh nyala api terbuka. Digital Out: Setelah mendeteksi nyala api, sinyal akan dikeluarkan. Analoger Ausgang: Pengukuran langsung dari unit sensor

Sensor memiliki 3 komponen utama pada papan sirkuitnya. Pertama, unit sensor di bagian depan modul yang mengukur area secara fisik dan mengirimkan sinyal analog ke unit kedua, amplifier. Penguat memperkuat sinyal, sesuai dengan nilai resistansi potensiometer, dan mengirimkan sinyal ke keluaran analog dari modul. Komponen ketiga adalah komparator yang mematikan digital dan LED jika sinyal berada di bawah nilai tertentu. Anda dapat mengontrol sensitivitas dengan menyesuaikan potensiometer.

Sinyal akan dibalik; itu berarti bahwa jika Anda mengukur nilai tinggi, nilai tersebut akan ditampilkan sebagai nilai rendah

Jenis Flame Sensor/detektor

UV Flame Detektor

Flame Detector dengan teknologi ultraviolet mampu merespon radiasi dengan kisaran spektral mulai dari 180 hingga 260 nanometer. Kemampuan respon teknologi UV tergolong sangat cepat, begitu pula tingkat sensitivitas yang sangat baik dalam range 0 sampai 50 kaki. Teknologi UV memiliki respon sensitif terhadap lampu halogen, busur pengelasan, serta petir dan muatan-muatan listrik lainnya.

Multi-Spectrum IR Flame sensor (MSIR)

sensor api dengan teknologi MSIR memanfaatkan secara multipel daerah spektral IR dengan tujuan meningkatkan tingkat difeensiasi dari radiasi sumber api maupun sumber non api. teknologi sensor api dengan MSIR ini sangat tepat untuk area atau lokasi lokasi yang memungkinkan terjadi resiko kebakaran yang menimbulkan asap. teknologi ini memiliki sistem operasi berkecapatn sedang karena memiliki kemampuan menjangkau jarak sampai dengan 200 kaki dari sumber percikan api, indoor ataupun outdoor. Multi-Spectrum IR memiliki tingkat kekebalan yang cenderung tinggi terhadap radiasi yang berasal dari IR akibat adanya sengatan panas matahari, percikan akibat aktivitas pengelasan, adanya muatan listrik, hingga pemicu berupa material bersifat panas lainnya.

Visual Flame Imaging Detektor

Teknologi Flame Detektor yang terakhir ini memanfaatkan beberapa perangkat CCD image sensor

yang umumnya diaplikasikan pada kamera sirkuit tertutup, serta algoritma pendeteksi api untuk

menentukan keberadaan percikan api kebakaran sungguhan. Dengan adanya algoritma, maka

gambar video yang didapat dari komponen CCD mampu diproses dan akan dihasilkan analisis mengenai bentuk serta perkembangan api kebakaran sehingga akan dapat dibedakan sumber api dan sumber non api. Teknologi tidak sama bila dibandingkan dengan tiga teknologi yang sebelumnya. Visual Flame Imaging juga bekerja dengan tidak bergantung terhadap gejala yang mendeteksi terjadinya kebakaran seperti adanya cahaya api, emisi karbondioksida, dan sebagainya. Mengingat karakteristik tersebut, teknologi ini akan mungkin digunakan hanya pada lokasi-lokasi yang di dalamnya memang telah biasa terdapat aktivitas pembakaran demi menghindari terjadinya isu alarm palsu atau keliru.

UV/IR Flame Detektor

Kelebihannya

Dapat mengetahui zone kebakaran lebih akurat.
Dapat meringankan tugas pemadam kebakaran dalam mengatasi api.
Lebih cocok diinstalasi di gedung bertingkat dan luas, seperti pusat perbelanjaan, perkantoran, dan hotel.
Lebih mudah dalam melakukan proteksi diri terhadap kebakaran.
Kemampuan proteksi kebakarannya lebih aman dan lebih teliti.

Kekurangannya

Dibandingkan dengan penginstalasian sistem fire alarm convensional, harga penginstalasian sistem addressable jauh lebih mahal.

Satu module hanya dapat digunakan untuk 1 detektor. Jika dalam 1 gedung bertingkat membutuhkan detektor dalam jumlah yang banyak, teknisi harus menginstalasi module yang jumlahnya harus sesuai dengan jumlah detektor. Hal ini tentu saja berpengaruh pada harga yang harus dibayarkan.

Selain itu, proses penginstalasian sistem addressable juga lebih kompleks dan membutuhkan waktu yang cukup lama. Meskipun demikian, kedua hal tersebut sesuai dengan kinerja dan hasil yang akan didapat.

3. UV Sensor

Sensor Ultraviolet (Sensor Api) UV Tron adalah sensor yang sering digunakan untuk untuk mendeteksi keberadaan sumber api berdasarkan gelombang ultraviolet yang dipancarkan oleh api. Sensor ultraviolet UV tron dapat diaplikasikan dengan mikrokontroler , misalnya sensor ultraviolet UV Tron ini digunakan untuk keperluan mendeteksi sumber api pada robot dalam suatu kontes robot pemadam kebakaran. Akurasi sensor ultraviolet UV Tron ini sangat tinggi terhadap keberadaan sumber api, sehingga sangat cocok untuk keperluan lomba robot pemadam kebakaran yang sumber apinya kecil berupa lilin.

Gelombang Ultraviolet :

Ultra ungu (sering disingkat UV, dari bahasa inggris: ultraviolet) adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari daerah dengan sinar tampak, namun lebih panjang dari sinar-X yang kecil. Radiasi UV dapat dibagi menjadi hampir UV (panjang gelombang: 380-200 nm) dan UV vakum (200-10 nm). Ketika mempertimbangkan pengaruh radiasi UV terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, jarak panjang gelombang sering dibagi lagi kepada UVA (380-315 nm), yang juga disebut Gelombang Panjang atau blacklight UVB (315-280 nm), yang juga disebut Gelombang Medium (Medium Wave); dan UVC (280-10 nm), juga disebut Gelombang Pendek (Short Wave). Istilah ultraviolet berarti melebihi ungu (dari bahasa latin ultra, melebihi), sedangkan kata ungu merupakan warna panjang gelombang paling pendek dari cahaya dari sinar tampak. Beberapa hewan, termasuk burung, reptil, dan serangga seperti lebah dapat melihat hingga mencapai hampir UV. Banyak buah-buahan, bunga dan benih terlihat lebih jelas di latar belakang dalam panjang gelombang UV dibandingkan dengan penglihatan warna manusia

Sensor ini memberikan sinyal aktif apabila mendeteksi adannya sinyal ultraviolet. Tipe sensor yang dipilih adalah Hamamatsu R2868. Prinsip kerja sensor ini adalah mendeteksi adanya gelombang ultraviolet pada range 185 – 260 nm.

2.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. Diode

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. 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.

b. kondisi forward bias

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.

c. kondisi reverse bias

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.

3. Transistor

Transistor NPN

Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.

Transistor PNP

Pada transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan kolektor.

Transistor sebagai saklar

Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan;

Rb = Vbe / Ib

Transistor sebagai penguat

Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base.

DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)

4. IC OP-AMP

Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:

a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ~)

b. Impedansi input tak berhingga (rin = ~)

c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ~)

d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

Rangkaian Dasar OP AMP

a. OP AMP Inverting

Penguatan yang outputnya berbeda fasa 180° dengan inputnya, bila input positif maka output akan menjadi negatif.

Vout = - (Rf / Rin) Vin

b. OP AMP Non Inverting

Penguatan yang outputnya sama dengan input yaitu tidak ada pembalikan fasa.

Vout = Vin (1 + Rf / Rin)

7. 7 Segment Anoda

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

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

Tabel Pengaktifan Seven Segment Display

8. 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

9. 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), ArmatureWinding (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.

10. IC Encoder 74147

IC 74147 adalah IC encoder digital yang mengkodekan 9 jalur input menjadi 4 jalur output. Ini juga dikenal sebagai encoder prioritas Desimal ke BCD. Istilah encoder prioritas digunakan karena menyediakan pengkodean untuk jalur data urutan tertinggi sebagai prioritas pertama. Itu dibuat menggunakan teknologi Transistor-Transistor Logic (TTL). Ini adalah IC encoder 10 hingga 4. Pada artikel ini, kita akan melihat Diagram Pin IC 74147, Diagram Sirkuit Internal IC 74147, dan tabel Truth atau tabel fungsi IC 74147.

tabel kebenaran :

11. IC Decoder 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 7447.

4. Percobaan [Back]

4.1 Prosedur percobaan

1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan

2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen

3. Cari komonen yang diperlukan di library proteus

4. pasang Gerbang OR, XOR, dan Sensor Rain, LDR resistor , IC 74247 ,seven segment, decoder, relay, motor dc, logic state, lampu dan power suply sesuai gambar rangkaian dibawah

6. Atur nilai resistor serta logic state

7. Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup(motor dc,lampu,led) dan seven segment menyala maka rangkaian bisa digunakan.

4.2 Rangakaian simulasi

A. Foto/screenshoot

B. Prinsip kerja

Pada saat Rain sensor berlogika 1 yaitu saat mendeteksi hujan maka logika 1 tersebut akan menuju inverter sehingga menjadi logika 0. logika 0 tersebut akan diumpankan menuju input 1 pada encoder. karena input pada encoder merupakan aktif low maka input tersebut akan aktif saat berlogika 0 sehingga output yang akan aktif adalah A0 (yang merupakan aktif low). kemudian logika 0 tersebut diinverterkan sehingga berubah menjadi logika 1. kemudian menuju resistor dan kaki basis transistor. karena transistor akrif maka power sebesar +5 akan mengalir menuju relay, kolektor, emitter, dan ground. karena relay dialiri arus maka switch akan berpindah dari kanan ke kiri sehingga baterai akan mensupply motor dan led red dimana motor berfungsi untuk penutup mobil dan led red sebagai indikator ketika penutup mobil aktif.

Kemudian terdapat UV sensor yang dimana akan akfif ketika R4 lebih kecil dari 1,6 V maka lampu akan menyala. saat UV sensor berlogika 1 maka logika 1 tersebut akan menuju input positif dari OP-AMP, kemudian pada kaki inverting diberi potensiometer yang dimana untuk mengatur output OP-AMP. ketika tegangan pada RV1 adalah 0,55 maka logika 1 dari OP-AMP akan menuju resistor kemudian ke kaki base transistor. transistor aktif maka akan ada arus yang mengalir dari power sebesar +8 menuju relay, kaki kolektro, emitter, dan ground. karena relay aktif maka switch akan berpindah dari kanan ke kiri sehingga lampu menyala.

ketika MQ-2 berlogika 1 maka output logika 1 tersebut akan menuju ke input A pada decoder kemudian output pada decoder yaitu QA akan aktif(active low) dan mengalirkan logika 0 menuju inverter sehingga menjadi logika 1. logika 1 tersebut kemudian menuju R10 dan kaki basis transistor. karena tegangan pada kaki basis transistor lebih besar daripada 0,7 maka transistor akan aktif. transistor aktif maka akan ada arus yang mengalir dari power sebesar +5 menuju relay, kolektor, emitter, dan ground. karena relay dialiri arus maka switch relay akan berpindah dari kanan ke kiri. kemudian, terdapat flame sensor yang akan aktif ketika mendeteksi adanya api. ketika flame sensor aktif maka output pada flame sensor akan berlogika 1. kemudian logika 1 tersebut menuju resistor dan kaki basis transistor karena tegangan pada kaki basis transistor lebih besar daripada 0,7 maka transistor akan aktif. transistor aktif maka akan ada arus yang mengalir dari power sebesar +5 menuju relay, kolektor, emitter, dan ground. karena relay dialiri arus maka switch relay akan berpindah dari kanan ke kiri. karena MQ-2 dan flame sensor aktif maka akan mengakibatkan Speaker menyala.

yang terakhir terdapat sound sensor yang berfungsi mendeteksi suara ketika terjadinya kecelakaan. ketika sound sensor berlogika 1 maka output pada sound sensor akan menuju ke input 2 encoder sehingga output A1(active low) akan aktif. kemudian logika 0 tersebut diinverterkan sehingga berlogika 1 kemudian ke resistor dan kaki basis transistor. karena tegangan pada kaki basis transistor lebih besar daripada 0,7 maka transistor akan aktif. transistor aktif maka akan ada arus yang mengalir dari power sebesar +5 menuju relay, kolektor, emitter, dan ground. karena relay dialiri arus maka switch relay akan berpindah dari kanan ke kiri dan mengaktifkan motor. kemudian terdapat logika 1 yang masuk ke input B decoder sehingga output QE(active low) akan aktif. karena pada MQ-2 juga sama sama aktif maka semua output pada decoder akan aktif. disini saya mengambil output QE, kemudian logika 1 tersebut akan menuju ke resistor dan kaki basis transistor karena tegangan pada kaki basis transistor lebih besar daripada 0,7 maka transistor akan aktif. transistor aktif maka akan ada arus yang mengalir dari power sebesar +5 menuju relay, kolektor, emitter, dan ground. karena relay dialiri arus maka switch relay akan berpindah dari kanan ke kiri dan mengaktifkan LED Red.

Arifa Riana Putri

Aplikasi Encoder Decoder

Tidak ada komentar:

Posting Komentar