BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH ELEKTRONIKA
Dosen : Darwison, M.T
Oleh :
Annisa Cinta Ramadhani
2110952011
Universitas Andalas
Padang
2022
Referensi :
- Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang
- Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2, ISBN: 978-602-9081
- Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013
- Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.
- Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005
- Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.
- John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.
RANGKAIAN APLIKASI TOILET OTOMATIS
- Untuk memenuhi tugas elektronika
- Dapat membuat rangkaian aplikasi toilet otomatis
- Dapat menghidupkan lampu toilet secara otomatis
- Alat
1. Ground
sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu.
Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.
2. Voltmeter
Volt meter berfungsi sebagai pengukur besar kecilnya tegangan pada suatu arus listrik. Terdapat tulisan (V) voltmeter, (mV) milivolt, dan (kV) kilovolt
3. Power Supply
Power supply DC atau adaptor atau disebut juga dengan catu daya berfungsi untuk mengubah tegangan tinggi dengan bentuk AC menjadi tegangan rendah dengan sinyal arus DC searah.
- Bahan
1. Button
Komponen button berfungsi sebagai saklar pada suatu rangkaian. Prinsip kerja push button sendiri yaitu kerja sesaat maksudnya ketika tombol ditekan sesaat maka dari tombol akan kembali pada posisi semula.
1. Battery
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.
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
2. Resistor
Resistor berfungsi sebagai penahan tegangan dan arus. Dimana Nilai Tahanan Resistor adalah Ohm. Makin besar nilai Ohm suatu resistor maka makin besar nilai tahanan nya.
Spesifikasi :
- Superior weather resistance
- 5mm Round Standard Directivity
- Forward Current (IF): 30mA
- Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
- Operating Temperature: -30℃ to +85℃
- Storage Temperature: -40℃ to +100℃
- Luminous Intensity: 20mcd
3. 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.
3. Sensor gp2d12
- Update frequency / period:25Hz / 40ms
- Direction of the measured distance:Very directional, due to the IR LED
- Max admissible angle on flat surface:> 40°
- Power supply voltage:4.5 to 5.5V
- Noise on the analog output:< 200mV
- Peak consumption:about 200mA
Fungsi dasar dari sensor ultrasonik adalah mengubah listrik menjadi mekanik yang mampu memproduksi bunyi dengan frekuensi gelombang yang sudah ditentukan.
5. Voltmeter DC
Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Tegangan listrik DC ini digunakan pada rangkaian elektronika dimana mempunyai daya yang relatif kecil. Untuk mengukur tegangan ini voltmeter dipasang secara paralel pada rangkaian.
5. Relay
Fungsi : Untuk melindungi komponen lainnya dari kelebihan tegangan, memperkecil terjadinya penurunan tegangan dan mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan bantuan dari sinyal tegangan rendah
Spesifikasi : RL1 4V
6. Dioda
FUNGSI : untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.
6. Operational amplifier
Penguat operasional (bahasa Inggris: operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan (bahasa Inggris: coupling) arus searah yang memiliki bati (faktor penguatan atau dalam bahasa Inggris: gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.
Spesifikasi :
- 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
7. Sensor jarak
Sensor yang dirancang untuk mendeteksi keberadaan benda tanpa kontak fisik. Sensor Jarak mempunyai pancaran elektromagnetik berkas radiasi elektromagnetik (inframerah, misalnya). Dapat juga dikatakan bahwa Sensor Jarak adalah perangkat yang dapat mengubah informasi tentang gerakan atau keberadaan objek menjadi sinyal listrik.
Spesifikasi:
• Analog output
• Effective Range: 10 to 80 cm
• LED pulse cycle duration: 32 ms
• Typical response time: 39 ms
• Typical start up delay: 44 ms
• Average current consumption: 33 mA
• Detection area diameter @ 80 cm: 6 cm
8. Sensor kelembaban
- sensor yang dapat mengukur dua parameter lingkungan sekaligus, yakni suhu dan kelembaban udara (humidity). Dalam sensor ini terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah).
Spesifikasi :- SENSOR KELEMBABAN RELATIF
- AKURASI KELEMBABAN: ± 3% RH.
- PASOKAN 2,7 VDC SAMPAI 5,5 VDC.
- SMD.TERTUTUP, DENGAN / TANPA FILTER HIDROFOBIK
8. Motor DC
Motor DC berguna untuk mengubah arus listrik menjadi energi gerak.
9. MQ2
Fungsi : Untuk mendeteksi kebocoran gas
Spesifikasi : GAS1 MQ-2 GAS SENSOR
9. Sensor pir
- Tegangan: 5V-20V
- Konsumsi daya: 65 mA
- TTL output: 3,3 V, 0V
- Waktu tunda: dapat disesuaikan (.3->5 menit)
- Waktu penguncian: 0,2 detik
- Metode pemicu: l - nonaktifkan pemicu berulang, H aktifkan pemicu berulang
- Rentang penginderaan: kurang dari 120 derajat, dalam jarak 7 meter
- Suhu: -15 ° ~ 70
- Dimensi: 32*24 mm, jarak antara sekrup 28mm, M2, Dimensi lensa diameter: 23mm
10. Touch sensor
fungsi : Untuk mendeteksi adanya sentuhan
Spesifikasi : TOUCH1 TOUCH SENSOR
- Tegangan kerja : 2v s/d 5.5v (optimal 3V)
- Output high VOH : 0.8 VCC (typical)
- Output low VOL : 0.3 VCC (max)
- Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V) : 8 mA
11. POT-HG
Fungsi : Sebagai pengatur dan pembagi tegangan
Spesifikasi : RV1 1k
12. Logic state
Fungsi : Sebagai pengolahan input-input yang berupa bilangan biner
Spesifikasi : 1
1. Sensor gp2d12
A. Pengertian Sensor gp2d12
Sharp GP2D12 adalah sensor jarak analog yang menggunakan infrared untuk mendeteksi jarak antara 10 cm sampai 80 cm. GP2D12 mengeluarkan output voltase non-linear dalam hubungannya dengan jarak objek dari sensor dan menggunakan interface analog to digital converter (ADC).
Bentuk Fisik
A. Bentuk grafik Sensor gp2d12
2. Sound sensor
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.
Konfigurasi Sound Sensor :
hubungan sound sensor dengan resistansi
Grafik Sound Sensor
3. Touch sensor
Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor).
Konfigurasi PIN :
Grafik Touch Sensor
4. PIR Sensor
Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) adalah sebuah sensor yang biasa digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia. Sensor PIR adalah sebuah sensor yang menangkap pancaran sinyal inframerah yang dikeluarkan oleh tubuh manusia maupun hewan. Sensor PIR dapat merespon perubahan- perubahan pancaran sinyal inframerah yang dipancarkan oleh tubuh manusia.
Simbol PIR Sensor :
5. SENSOR GAS
Sensor Gas merupakan sebuah alat untuk membaca keberadaan bermacam jenis gas dalam suatu tempat, biasanya sensor ini di gunakan dalam sebuah sistem keselamatan. Jenis alat sensor ini di gunakan untuk membaca kebocoran gas dan menghubungkan kepada sebuah sistem pengaturan untuk menutup segala proses yang menyebabkan atau mengalami kebocoran gas tersebut. Sensor gas juga dapat membunyikan alarm agar di ketahui oleh pangawas yang berada di sekitar kebocoran gas tersebut terjadi agar para pekerja yang berada di area tersebut dapat segera mengadakan evakuasi sehingga mencegah sesuatu hal yang lebih buruk. Alat ini
sangat penting untuk menghindari kejadian-kejadian yang dapat mengancam nyawa pekerja maupun hewan atau tumbuhan yang berada di sekitar area tersebut, karena beberapa jenis gas bisa sangat membahayakan.
grafik sensor
6. HIH 5030
adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendifinisian yang suatu kelembaban uap air yang terkandung dalam udara. Salah satu jenis sensor kelembaban adalah sensor kelembaban kapasitif.
grafik respon sensor
7. Transistor bipolar
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.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.
8. battery
Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.
9. button
sebagai pemutus arus dengan buzzer agar tidak menjadi berisik
10. buzzer
Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.
11.diode
dioda (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. Dalam ilmu fisika dioda digunakan untuk penyeimbang arah rangkaian elektronika. Elektronika memiliki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor.
12. LED
Diode pancaran cahaya (light-emitting diode/ LED) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. LED digunakan sebagai indikator lampu bahwa rangkaian tersebut sudah bekerja.
13. 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. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
14. logicstate
Logistate adalah benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat.
15. motor
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.
16. POT-HG
adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.
17. Relay
Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.
Simbol Relay :
Cara kerja relay adalah sebagai berikut :
- Saat Coil mendapatkan energi listrik (energized) akan menimbulkan gaya elektromanetik
- Gaya magnet yang ditimbulkan akan menarik plat/lengan kontak (armature) berpegas (bersifat berlawanan), sehingga menghubungkan 2 titik contact
18. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor 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:
I=V/R
Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
- SENSOR PIR DAN SENSOR SOUND
Dari sensor pir Arus di keluarkan pada vout menghasilkan
tegangan 5V lalu masuk ke kaki non inverting opamp dan tegangan di perbesar
menjadi 11V yg di dapatkan dengan rumus Vout = Aol(V1-V2) setelah arus
keluar dari op-amp arus melewati resistor dan masuk ke kaki basic transistor dan
adanya arus pada Vcc masuk ke kaki basi yg mengakibatkan transistor bertegangan
0.87 ang berarti sudah memenuhi syarat mengaktifkan transistor, arus pada Vcc
melewati resistor dan melewati relay lalu masuk ke kaki collector lalu menuju
ke kaki emitor lalu ke ground dikarenakan adanya nya tegangan pada relay switch akan
berpindah ke kiri yg mengakibatkan jalan nya arus pada batterai yg membunyikan
buzzer. Karena ada nya suara pada buzzer sound sensor akan aktif lalu
mengeluarkan arus pada Vout yg mempunyai tegangan sebesar 5V lalu masuk ke
kaki non inverting opamp setelah arus dikeluarkan dari op-amp arus akan melewati
resistor dan menuju ke kaki basic yg bertegangan sebesar 0.78V yg memenuhi
syarat transitor bekerja, lalu tegangan dari Vcc melewati resistor dan melewati
relay dan masuk ke kaki collector menuju ke kaki emitor lalu ke ground di
karenakan ad nya arus yg melewati relay switch akan berpindah ke kiri yg akan
mengakibatkan ruangan menjadi blur
Sensor touch di letakan dekat kloset yg akan bekerja
jika ad logic 1 yg akan mengeluarkan arus pada Vout yg mempunyai tegangan
sebesar 5V melewati kaki non inverting opamp lalu arus yg keluarkan pada
op-amp akan melewati resistor lalu masuk ke kaki basic transistor,arus pada vcc
akan melewati resistor dan akn masuk ke kaki basic yg mempunyai tegangan 0.82V
di karenakan syarat pada transistor terpenuhi arus dari Vcc tadi akan melewati
resistor dan melewati relay dan akan menuju ke kaki collector dan masuk ke kaki
emitor menuju ke ground dikarenakn ad arus pada relay switch akan berpindah ke
kiri yg di mana arus pada betterai dpt tersambung dan toilet akan menyiram
kotoran
pada sensor gas/MQ2 yg di letakan pada dinding toilet
disaat terdeteksi adnya gas metana arus akan keluar pada Vout yg bertegangan
sebsar 5volt yg akan masuk ke kaki non inverting opamp yg akan memperbesar
tegangan yg masuk ke opamp yg dapat di hitung dengan rumus Vout=Aol(V1-V2)
setelah tegangan di perbesar tegangan tersebut akan melewati resistor dan
menuju kaki basic transistor yg mempunyai tegangan sebesar 0.83V dikarenakan
transistor tersebut sudah memenuhi syarat arus pada Vcc akan melewati resistor
dan menuju ke kaki basic transistor dan arus pada Vcc tadi akan melewati relay lalu masuk ke kaki
collector dan menuju ke kaki emitor lalu melewati resistor dan menuju ke ground
dikarenakan ad nya arus pada relay switch akan berpindah ke kanan dan arus pada
baterai akan mengalir dan akan membuat ventilasi terbuka
Pada sensor ke kelembapan yg di letakan pada dinding
toilet akan bekerja ketika kelembapan diatas 55
yg akan mengeluarkan arus pada Vout yg memasuki kaki non inverting opamp
lalu tegangan akan di perbesar setelah itu melewati resistor yg akan menuju
kaki basic transistor lalu arus pada Vcc akan melewati resistor dan akan masuk
ke kaki basic dikarenakan transistor memenuhi syarat aktif arus pada Vcc akan
melewati relay dan akan melewati kaki collector dan menuju ke kaki emitor dan
melewati resistor lalu ke ground dikarenakan adnya arus yg melewati relay
switch akan berpindah dan arus pada batterai akan aktif dan membuka ventilasi
Pada sensor GP2D12/sensor jarak yg akan aktif ketika
jarak dari sensor kurang dari 18cm yg akan mengeluarkan arus pada Vout yg
mempunyai tegangan sebesar 1.51V dan masuk ke kaki non inverting opamp pada
kaki inverting akan di beri tegangan sebesar 5V1 V yg sudah di atur menggunakan potensiometer yg
menghasilakn tegangan sebesar 1volt dan masuk ke kaki inverting dan tegangan
akan di perbesar pada opamp yg menghasilkan tegangan 11volt dan akan melewati
resistor dan akan menuju ke kaki basic transistor lalu arus pada Vcc akan
melewati resistor dan akan menuju ke kaki basic transistor dan arus pada Vcc
akan melewati resistor dan melewati relay dan menju ke kaki collector lalu
menuju ke kaki emitor lalu ke ground dikarenkan ad nya arus pada relay switch
akan berpindah yg mengakibatkan arus pada batterai dapat lewat dan mengaktifkan
motor utk mengeluarkan air
Sebelum PIR sensor dan sound sensor hidup
Sesudah PIR sensor dan sound sensor hidup
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
atau fc
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
