Detector non inverting dengan Vref = 0

Detector non inverting dengan Vref = 0



1.Tujuan[kembali]

  • Mengetahui apa yang dimaksud dengan konfigurasi bias diri

  • Mengetahui cara menghitung nilai tegangan dan arus yang melalui rangkaian konfigurasi bias diri

  • Mengetahui bagaimana cara menggambarkan rangkaian konfigurasi bias diri dan pengaplikasiannya

2.Alat dan Bahan[kembali]

ALAT 

Instrumen

a. 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.

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter



B. OSILOSKOP


GAMBAR 6. OSILOSKOP

 

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.




Generator

a. Power Supply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.


b. Baterai 




Spesifikasi dan Pinout Baterai

  • 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

BAHAN

·         RESISTOR



GAMBAR 1. RESISTOR

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).

·         OP-AMP



GAMBAR 4. OP-AMP 

Penguat operasional atau yang biasa disebut OP-AMP merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan(coupling) arus searah yang memiliki faktor penguatan(gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.

·         GROUND




GAMBAR 5. GROUND

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

KOMPONEN INPUT :

a. Sensor Vibration


Sensor getaran adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik. Sensor ini disebut juga cassing measurement. Sensor yang digunakan
adalah sensor seismic transduser, yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan
percepatan.

b. Sensor Sound

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.

C. Sensor UV




Sensor UV ini mengukur kekuatan atau intensitas radiasi insiden ultraviolet (UV).
Sensor UV digunakan untuk menentukan paparan radiasi ultraviolet di laboratorium
atau pengaturan lingkungan.

d. Logicstate
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.

Pin out:

KOMPONEN OUTPUT :

a. 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.


b. Relay

Spesifikasi Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.
Konfigurasi pin Relay 
dihubungkan ke 5V
GND dihubungkan ke GND
IN1/Data dihubungkan ke pin 2

Pin out :


 

3.Dasar Teori[kembali]

Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut dengan Op-Amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguataudio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analoglainnya. 

 

Op-amp pada umumnya tersedia dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki karakteristik mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu:

 

1. Gain tak berhingga.

2. Impedansi input tak berhingga.

3. Impedansi output bernilai 0.

Namun, dalam praktiknya Op-Amp memiliki Gain dan Impedansi input yang sangat besar namun bukan tak berhingga sehingga Impedansi output akan sangat kecil hingga mendekati nilai 0.


 Gambar 7. Simbol Op-Amp

Dapat dilihat bahwa Op-Amp secara umum memiliki 4 pin, yaitu masukan inverting dengan tanda (-), masukan non-inverting dengan tanda (+), masukan tegangan positif dan tegangan negatif dan pin keluaran atau output.

Dalam Op-Amp, terdapat dua perbudaan bagi tegangan yang diinputkan ke dalamnya. tegangan dapat dimasukan pada masukan inverting dan juga dapat dimasukkan pada msukan non-inverting.

Pada masukan Inverting tegangan input akan menghasilkan output dengan beda fasa 180 derjat atau dapat dikatakan gelombang uotput akan terbalik dari gelombang input.

*. Detektor non inverting *

a. Dengan Vref = 0 Volt



Rangkaian detektor non inverting 

 

Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V1 dan Vref = V2 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo (V0 max = +/- Vsat = AoL (V1-V2) )

maka:

 

 

 Bentuk gelombang input dan gelombang output

Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar 77.

Dengan Vi > 0 maka Vo = +Vsat dan sebaliknya bila Vi < 0 maka Vo = -Vsat.

 

 KURVA Karakteristik I-O

B. RESISTOR



GAMBAR . RESISTOR

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).Cara menghitung nilai resistor dapat dilihat pada gambar2 dan gambar 3.




GAMBAR 2. WARNA GELANG RESISTOR

 


 

GAMBAR 3. CARA PENGHITUNGAN BESAR RESISTANSI RESISTOR
LANGKAH-LANGKAH :

·         MASUKKAN ANGKA LANGSUNG DARI KODE WARNA GELANG KE-1 (PERTAMA)

·         MASUKKAN ANGKA LANGSUNG DARI KODE WARNA GELANG KE-2

·         MASUKKAN JUMLAH NOL DARI KODE WARNA GELANG KE-3 ATAU PANGKATKAN ANGKA TERSEBUT DENGAN 10 (10N)

·         MERUPAKAN TOLERANSI DARI NILAI RESISTOR TERSEBUT

CONTOH :

GELANG KE 1 : COKLAT          = 1

GELANG KE 2 : HITAM           = 0

GELANG KE 3 : HIJAU            = 5 NOL DIBELAKANG ANGKA GELANG KE-2; ATAU KALIKAN 105

GELANG KE 4 : PERAK            = TOLERANSI 10%

·         MAKA NILAI RESISTOR TERSEBUT ADALAH 10 * 105 = 1.000.000 OHM ATAU 1 MOHM DENGAN TOLERANSI 10%.

C. Sensor Vibration

 

 Vibration sensor / Sensor getaran ini memegang peranan penting dalam kegiatan pemantauan sinyal getaran karena terletak di sisi depan (front end) dari suatu proses pemantauan getaran mesin. Secara konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya berbentuk tegangan listrik. Pemakaian sensor getaran ini memungkinkan sinyal getaran tersebut diolah secara elektrik sehingga memudahkan dalam proses manipulasi sinyal, diantaranya:

   - Pembesaran sinyal getaran
   - Penyaringan sinyal getaran dari sinyal pengganggu.
   - Penguraian sinyal, dan lainnya.

Sensor getaran dipilih sesuai dengan jenis sinyal getaran yang akan dipantau. Karena itu, sensor getaran dapat dibedakan menjadi:
  - Sensor penyimpangan getaran (displacement transducer)
  - Sensor kecepatan getaran (velocity tranducer)
  - Sensor percepatam getaran (accelerometer).

Pemilihan sensor getaran untuk keperluan pemantauan sinyal getaran didasarkan atas pertimbangan berikut:
  - Jenis sinyal getaran
  -  Rentang frekuensi pengukuran
  -  Ukuran dan berat objek getaran.
  -  Sensitivitas sensor
Berdasarkan cara kerjanya sensor dapat dibedakan menjadi:
   - Sensor aktif, yakni sensor yang langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa perlu catu daya
     (power supply) dari luar, misalnya Velocity Transducer.
   - Sensor pasif yakni sensor yang memerlukan catu daya dari luar agar dapat berkerja.

Spesifikasi :
    -Vsuplai : DC 3.3V-5V
    -Arus : 15mA
    -Sensor : SW-420 Normally Closed
    -Output : digital
    -Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm
    -Berat : 10 g

Grafik perbandingan frekuensi dengan sensitivitas sensor getaran :


C. Sound Sensor


Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.
Intensitas suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.

Prinsip kerja : 
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen.

Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler. Jika sinyal tersebut diterima oleh mikro kontroler maka akan diolah sesuai dengan program yang dibuat, apakah robot akan berjalan atau berhenti.
Suara yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan disimpan oleh memory. Sebagai contoh jika kita bertepuk tangan 1 kali maka akan dikenali sebagai kondisi 1 atau on sehingga robot dapat berjalan. Jika bertepuk tangan 2 kali maka robot akan mati atau mendapat sinyal kondisi 0. Penggunaan sinyal tergantung dari user bagaimana dia menggunakannya.
Kesensitifan  sensor suara dapat diatur, semakin banyak condensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat menjalankan program


D. Sensor Ultraviolet 

Sensor yang mendeteksi adanya cahaya terang dan gelap.

Pinout
Spesifikasi

Grafik Respon Sensor


e. Relay




Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

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


4.Percobaan[kembali]

a. prosedur percobaan

  • 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, maka LED atau buzzer akan hidup yang berarti rangkaian bekerja



b.Gambar Rangkaian

Rangkaian 3.Sound Sensor

Rangkaian 2.UV Sensor


                                                Rangkaian 1.Vibration Sensor

c. Prinsip Kerja

  • Rangkaian 1 ( Vibration Sensor ) : Saat terjadi gempa bumi sensor akan mendeteksi adanya getaran, kemudian sensor akan mengeluarkan output dan masuk keresistor dan mengeluarkan output sebesar 5V, lalu arus ini akan masuk ke op amp kemudian op amp ini mengeluarkan output yang masuk ke resistor dan outputnya menjadi tegangan FBE yang masuk ke kaki base ke kaki emitor lalu menuju ground.  Power yang digunakan akan menghasilkan arus yang masuk ke melewati relay menuju kaki kolektor lu ke emitor menuju ground, karena adanya arus yang melewati relay tadi maka relay akan switch dan menjadi rangkaian tertutup. Setelah menjadi rangkaian tertutup arus pada batrai akan masuk ke buzzer, dan arus yang melewati led kemudian masuk ke kaki buzzer. Arus yang telah melewati buzzer akan menghidupkan buzzer dengan syarat harus lebih dari 3V. 
Rangkaian 1.Vibration Sensor

  • Rangkaian 2 ( Sensor UV ) :Sensor ini bekerja dengan cara menangkap sinar uv yang ada pada pagi hingga sore hari, sensor akan mengeluarkan output sebesar 14,3V kemudia arus ini akan masuk ke kaki non inverting dan mengeluarkan output sebesar 14V, arus akan melewati resistor yang dimana akan menjadi tegangan FBE sebesar 0,88 V yang sudah cukup mengaktifkan transistor. tegangan tadi akan bergerak menuju kaki base ke emitor lalu ke ground. Power yang dipakai pada relay sebesar 15V dan akan melewatinya ke transistor sebagai self bias lalu ke kaki kolektor menuju emitor dan akhirnya ke ground, karena arus yang melewati relay tidak cukup untuk menggerakkan relay, maka relay tidak akan bergerak sehingga tidak menjadi rangkaian tertutup dan LED tidak aktif.Pada saat malam hari tidak akan ada sinar uv yang bekerja jadi sensor akan mengeluarkan output sebesar -0,01V dan menuju kaki non inverting dan mengluarkan output sebesar -13,5V dan menuju resistor dan outputnya menjadi tegangan FBE lalu menuju kaki base pada transistor ke emitor lalu ke ground. Power akan mengalirkan arus melewati relay ke stransistor sebagai fixed bias masuk ke kaki kolektor menuju emitor lalu ke ground, karena arus melewati relay tadimakan relay akan switch dan membentuk rangkaian tertutup. Arus pada rangkaian tertutup berasal dari batrai sebesar 12V masuk ke resistor dan lalu ke LED sehingga LED akan aktif. 
Rangkaian 2.UV Sensor

  • Rangkaian 3 ( Sound Sensor ) : Sensor ini diletakkan di dalam rumah dan Lamps sebagai penerang lampu bisa di letakkan dimana saja. Ketika sensor ini mendeteksi adanya sebuah suara maka mengeluarkan output sebesar 5V yang masuk ke kaki non inverting lalu outputnya akan disaturasikan menjadi 9,01V lalu masuk ke resistor dan keluar sebagai tegangan FBE sebesar 0,86V dan arus tersebut menuju kaki base ke emitor lalu ke ground. Power akan mengalirkan arus melewati relay ke stransistor sebagai self bias masuk ke kaki kolektor menuju emitor lalu ke ground, karena arus melewati relay tadi maka relay akan switch dan membentuk rangkaian tertutup. Arus pada rangkaian tertutup berasal dari batrai sebesar 12V masuk ke resistor dan lalu ke Lamps sehingga lamps akan aktif.  

Rangkaian 3.Sound Sensor



d.Video[kembali]

Video ketiga aplikasi opamp


5.Download File[kembali]












Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
Bahan Presentasi Untuk Mata Kuliah Elektronika B 2023-2024 Disusun Oleh : Irva Stefani NIM : 2210951001 Dosen Pengampu : Dr. Darwison ,MT Rizki Wahyu Pratama ST, MT Referensi : a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang  b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang  c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002. e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005 f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007. g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.
Baca selengkapnya