APLIKASI MUX-DEMUX

 

 APLIKASI MUX-DEMUX

 "Sistem Keamanan Kotak Dokumen Penting"

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1.Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Prosedur Percobaan

5. Video

6. Soal

7.Download 

1.Tujuan[kembali]

1. mengetahui bentuk rangkaian aplikasi mux demux
2. mengetahui cara mensimulasikan rangkaian menggunakan sound sensor, sensor LDR, sensor vibration dan sensor bla bla
3. Memahami prinsip kerja dari aplikasi mux demux

2. Alat dan Bahan[kembali]

ALAT

1.      1. Power Supply
   

   
   

   Spesifikasi :
   1. Daya listrik (Power supply): Ini mengacu pada daya yang diberikan oleh sumber listrik ke peralatan elektronik. Daya ini diukur dalam watt (W). Spesifikasi daya listrik mencakup tegangan input yang diperlukan (misalnya 110V atau 220V AC) dan frekuensi (misalnya 50Hz atau 60Hz).
   2. Konsumsi daya (Power consumption): Ini adalah jumlah daya yang dikonsumsi oleh peralatan elektronik saat beroperasi. Konsumsi daya juga diukur dalam watt (W) dan umumnya dicantumkan dalam spesifikasi produk. Informasi ini membantu untuk mengetahui berapa banyak daya yang diperlukan oleh peralatan tersebut dan mempengaruhi kebutuhan daya listrik yang dibutuhkan.
   3. Daya output (Power output): Jika Anda merujuk pada peralatan yang menghasilkan daya, seperti power amplifier atau power bank, spesifikasi power output akan memberikan informasi tentang daya yang dihasilkan oleh perangkat tersebut. Ini juga diukur dalam watt (W) dan mungkin mencakup spesifikasi daya maksimum dan daya kontinu yang dapat dihasilkan.
   
   
           2. Voltmeter DC
   

   
   Spesifikasi :
   1. Rentang pengukuran: Ini mengacu pada rentang tegangan yang dapat diukur oleh voltmeter. Misalnya, voltmeter mungkin memiliki rentang pengukuran antara 0 hingga 10 volt atau 0 hingga 1000 volt
   2. Akurasi: Ini adalah tingkat ketepatan voltmeter dalam mengukur tegangan. Akurasi biasanya dinyatakan dalam persentase kesalahan maksimum. Sebagai contoh, voltmeter mungkin memiliki akurasi ±1% yang berarti kesalahan maksimum yang mungkin terjadi adalah 1% dari nilai yang diukur.
   3. Resolusi: Resolusi mengacu pada jumlah digit yang ditampilkan pada voltmeter. Resolusi yang lebih tinggi berarti voltmeter dapat menampilkan angka yang lebih rinci. Sebagai contoh, voltmeter dengan resolusi 3 digit dapat menampilkan angka hingga tiga angka di belakang koma.
   4. Impedansi input: Ini adalah resistansi internal voltmeter terhadap arus listrik yang melewati alat. Impedansi input yang lebih tinggi pada voltmeter memungkinkan pengukuran tegangan yang lebih akurat tanpa mengganggu sirkuit yang sedang diukur.
   5. Jenis input: Voltmeter dapat dirancang untuk mengukur tegangan searah (DC) atau tegangan bolak-balik (AC). Beberapa voltmeter juga dapat mengukur kedua jenis tegangan.
   
   
           3. Battery
   

   
   
   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. Input current: dc 14a
   - Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
   - Ukuran: 126x115x49mm
   - Berat: 460gr
   
   

BAHAN

        1. Resistor

Spesifikasi :

Resistance (ohms)          : 10K, 500K

Power (Watts)                 : 0.25W, 1/4W

Tolerance                        : -+ 5%

Packaging                       : Bulk

Composition                    : Carbon Film

Temperature Coefficient  : 350 ppm/C

Lead free status              : Lead free

RoHS status                    : RoHS Compliant

        2. Dioda

Spesifikasi :

- Package Type                            : Available in DO-41 & SMD package

- Diode TYpe                                : Silicon rectifier general usage diode

- Max repetitive reverse voltage   : 1000 volts

- Average Fwd Current                 : 1000 mA

- Non-repetitive max Fwd current : 30A

- Max power disipation                 : 3 W

- Max storage & operating temperature should be : -55 to +175 Centigrade

Konfigurasi Pin :

- Anoda  : Arus selalu masuk melalui anoda

- Katoda : Arus selalu keluar melalui katoda

        3. Transistor NPN BC547 

Spesifikasi :

- Jenis Paket: TO-92

- Jenis Transistor: NPN

- Arus Kolektor Maks (IC): 100mA

- Tegangan Kolektor-Emitor Maks (VCE): 45V

- Tegangan Kolektor-Basis Maks (VCB): 50V

- Tegangan Basis Emitor Maks (VEBO): 6V

- Disipasi Kolektor Maks (Pc): 500 miliWatt

- Frekuensi Transisi Maks (ft): 300 MHz

- Penguatan Arus DC Minimum & Maksimum (hFE): 110 – 800

- Penyimpanan Maks & Suhu Pengoperasian Harus: -65 hingga +150 Celcius

        4. OP-AMP 

Spesifikasi

- Ini terdiri dari dua op-amp internal dan frekuensi dikompensasi untuk gain kesatuan

- Gain tegangan besar adalah 100 dB

- Lebar pita lebar adalah 1MHz

- Jangkauan pasokan listrik yang luas termasuk pasokan listrik tunggal dan ganda

- Rentang catu daya tunggal adalah dari 3V ke 32V

- Jangkauan pasokan listrik ganda adalah dari + atau -1.5V ke + atau -16V

- Penyaluran arus pasokan sangat rendah, yaitu 500 μA

- 2mV tegangan rendah i / p offset

- Mode umum rentang tegangan i / p terdiri dari ground

- Tegangan catu daya dan diferensial i / p tegangan serupa ayunan tegangan o / p besar

        5. Gerbang Logika XOR (IC 4030) 

Spesifikasi

- Logic IC type : XOR Gate

- Sub Category: Gates

- Load Capacitance (CL): 15.0 pF

- Number of Terminals: 14

- Operating Temperature-Min: -40.0 Cel

- Operating Temperature-Max: 85.0 Cel

- Package Body Material: PLASTIC/EPOXY

- Package Code: DIP

- Power Supplies (V): 3/15

- Prop. Delay@Nom-Sup: 300.0 ns

- Schmitt Trigger: NO

- Technology: CMOS

- Temperature Grade: INDUSTRIAL

- CLASS: CMOS / CLEAR

Konfigurasi pin :

        6. Gerbang Logika AND (IC 7411) 

Spesifikasi

IC 7411 berisi tiga gerbang AND dengan tiga input dari keluarga transistor

Konfigurasi pin

- Name : CD4073 triple 3-input AND Gate

- Family : Logic

- Series : 4000

- Logic type : Combinatorial

- Mounting type : Surface Mount

- No. of Pins : 14

        7. Decoder (IC 74147) 

        8. POT-HG

Spesifikasi

- Type : Rotary a.k.a Radio POT

- Available in different resistance values like 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1M

- Power rating K 0.3W

- Maximun input voltage : 200Vdc

- Ratational life : 2000K cycles

        9. Sensor LDR

Spesifikasi

- Tegangan maksimum (DC) : 150V

- Konsumsi arus maksimum : 100 mW

- Tingkatan resistansi/tahanan : 10Ω sampai 4.100KΩ

- Puncak spektral : 540 nm (ukuran gelombang cahaya)

- Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

        10. Sensor Vibration

Spesifikasi

- Miniature size - 3.3 mm x 6.9 mm

- Simple interface - No signal conditioning required

- Nano-power - As little as 50 nA

- Surface mount - RoHS & REACH complaint, lead free, Halogen free

        11. Sensor Sound

Spesifikasi

- Working voltage: DC 3.3-5V

- Adjustable Sensitivity

- Dimensions: 32 x 17 mm

- Signal output indication

- Single channel signal output

- With the retaining bolt hole, convenient installation

- Outputs low level and the signal light when there is sound

- Output in the form of digital switching outputs (0 and 1 high and low)

      12. Sensor Infrared

Spesifikasi

        13. Seven Segment

Spesifikasi

- Available in two modes Common Cathode (CC) and Common Anode (CA)

- Available in many different sizes like 9.14mm,14.20mm,20.40mm,38.10mm,57.0mm and 100mm (Commonly used/available size is 14.20mm)y

- Available colours: White, Blue, Red, Yellow and Green (Res is commonly used)

- Low current operation

- Better, brighter and larger display than conventional LCD displays.

- Current consumption : 30mA / segment

- Peak current : 70mA

        14. Decoder (IC 7447)

 

Spesifikasi

- has a broader Voltage range

- A 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

Tabel kebenaran

        15. 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: DIPs

- Mounting Type: Through Hole

Konfigurasi Pin

- Pin No. 1 - 4 (input)                - Pin No. 9 - A (output)

- Pin No. 2 - 5 (input)                - Pin No. 10 - 9 (input)

- Pin No. 3 - 6 (input)                - Pin No. 11 - 1 (input)

- Pin No. 4 - 7 (input)                - Pin No. 12 - 2 (input)

- Pin No. 5 - 8 (input)                - Pin No. 13 - 3 (input)

- Pin No. 6 - C (output)             - Pin No. 14 - D (output)

- Pin No. 7 - B (output)             - Pin No. 15 - Not Connected (NC)

- Pin No. 8 - Ground (GND)     - Pin No. 16 - Vcc or positive power supply

        16. Relay

Spesifikasi

- Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V 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 (mechanicall)

        17. Motor DC

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

        18. LED

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

Konfigurasi Pin

- Pin 1 : Positive terminal of LED

- Pin 2 : Negative terminal of LED

3. Dasar Teori[kembali]

Multiplexer atau MUX, juga disebut selektor data, adalah rangkaian kombinasional dengan lebih dari satu jalur masukan, satu jalur keluaran dan lebih dari satu jalur pemilihan. Ada beberapa IC multiplexer itu memberikan keluaran yang saling melengkapi. Juga, multiplexer dalam bentuk IC hampir selalu memiliki ENABLE atau input STROBE, yang harus aktif agar multiplekser dapat melakukan yang diinginkan fungsi. Multiplexer memilih informasi biner yang ada di salah satu jalur input, tergantung pada status logika dari input seleksi, dan merutekannya ke jalur output. Jika ada n garis seleksi, maka jumlah jalur input maksimum yang mungkin adalah 2n dan multiplexer disebut sebagai 2n-to-1 multiplexer atau multiplexer 2n × 1. Gambar 8.1 (a) dan (b) masing-masing menunjukkan representasi rangkaian dan tabel kebenaran multiplexer 4-ke-1 dasar.

Untuk membiasakan pembaca dengan perangkat multiplekser praktis yang tersedia dalam bentuk IC, Gambar 8.2 dan 8.3 masing-masing menunjukkan representasi rangkaian dan tabel fungsi multiplexer 8-ke-1 dan 16-ke-1. Itu Multiplexer 8-ke-1 dari Gambar 8.2 adalah nomor tipe IC 74151 dari keluarga TTL. Ini memiliki RENDAH aktif AKTIFKAN masukan dan berikan keluaran pelengkap. Gambar 8.3 mengacu pada nomor jenis IC 74150 keluarga TTL. Ini adalah multiplexer 16-ke-1 dengan input LOW ENABLE aktif dan output LOW aktif.

Implementasi fungsi Boolean dengan Multiplexer

Salah satu aplikasi multiplexer yang paling umum adalah penggunaannya untuk implementasi kombinasional logika fungsi Boolean. Teknik paling sederhana untuk melakukannya adalah dengan menggunakan MUX 2n-ke-1 untuk diterapkan fungsi Boolean n-variabel. Jalur input yang sesuai dengan masing-masing minterm yang ada di Fungsi Boolean dibuat sama dengan status logika '1'. Minterm tersisa yang tidak ada di file Fungsi Boolean dinonaktifkan dengan membuat baris masukan yang sesuai sama dengan logika '0'. Sebagai seorang Contoh, Gambar 8.8 (a) menunjukkan penggunaan MUX 8-ke-1 untuk mengimplementasikan fungsi Boolean yang diberikan dengan persamaan:

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.8, jalur input yang sesuai dengan tiga minterm yang ada di Boolean yang diberikan fungsi terkait dengan logika '1'. Lima kemungkinan minterm tersisa yang tidak ada dalam fungsi Boolean adalah terikat dengan logika '0'. Namun, ada teknik yang lebih baik yang tersedia untuk melakukan hal yang sama. Dalam hal ini, MUX 2n-ke-1 bisa digunakan untuk mengimplementasikan fungsi Boolean dengan n + 1 variabel. Prosedurnya adalah sebagai berikut. Dari n + 1 variabel, n terhubung ke n jalur pemilihan multiplexer 2n ke- 1. Variabel sisa digunakan dengan jalur input. Berbagai baris masukan terkait dengan salah satu dari berikut ini: '0', '1', sisa variabel dan pelengkap variabel sisa. Baris mana yang diberi status logika apa mudah ditentukan dengan bantuan prosedur sederhana. Prosedur lengkap diilustrasikan untuk Fungsi Boolean diberikan oleh persamaan (8.3). Ini adalah fungsi Boolean tiga variabel. Secara konvensional, kita perlu menggunakan multiplexer 8-ke-1 untuk mengimplementasikan fungsi ini. Sekarang kita akan melihat bagaimana ini dapat diimplementasikan dengan multiplexer 4-ke-1. Multiplexer yang dipilih memiliki dua jalur pemilihan. Langkah pertama di sini adalah menentukan tabel kebenaran fungsi Boolean yang diberikan, yang ditunjukkan pada Tabel 8.1. Pada langkah berikutnya, dua dari tiga variabel dihubungkan ke dua baris pemilihan, dengan urutan yang lebih tinggi variabel yang terhubung ke jalur pemilihan tingkat tinggi. Misalnya, dalam kasus ini, variabel B dan C adalah variabel terpilih untuk garis seleksi dan masing-masing terhubung ke seleksi jalur S1 dan S0. Pada langkah ketiga, tabel dari tipe yang ditunjukkan pada Tabel 8.2 dibangun. Di bawah masukan ke multiplexer, minterm terdaftar dalam dua baris, seperti yang ditunjukkan. Baris pertama mencantumkan istilah-istilah di mana variabel yang tersisa A dilengkapi, dan baris kedua mencantumkan istilah-istilah di mana A tidak dilengkapi. Ini mudah dilakukan dengan bantuan tabel kebenaran. Minterm yang diperlukan diidentifikasi atau ditandai dengan beberapa cara di tabel ini. Dalam pemberian tabel, entri ini telah disorot. Setiap kolom diperiksa satu per satu. Jika tidak ada minterm dari kolom tertentu disorot, '0' ditulis di bawahnya. Jika keduanya disorot, '1' ditulis. Jika hanya satu yang disorot, variabel yang sesuai (dilengkapi atau tidak) ditulis. Baris masukan kemudian diberi status logika yang sesuai. Dalam kasus ini, I0, I1, I2 dan I3 akan dihubungkan ke A, 0, A dan A. Gambar 8.8 (b) menunjukkan logikanya penerapan.

Demux atau Demultiplexer adalah suatu perangkat yang dapat menerima hanya satu input data dan melewatkan ke salah satu diantara beberapa seperti gambar 8.3

gambar 8.3. Demultiplexer (a). simbol (b) rangkaian ekivalen demux 1 ke 4 dengan menyalurkan data input ke output Q2

        1. IC 74LS138

- Kaki 4,5,6 : merupakan kaki input enable G1,G2,G3 atau G1,dan G2note1

IC 74LS138 mempunyai kaki yang terdiri dari :

- Kaki 1,2,3 : merupakan kaki input select A,B,C

- Kaki 4,5,6 : merupakan kaki input enable G1,G2,G3 atau G1,dan G2note1

- Kaki 8 : merupakan ground

- Kaki 7,8,9,10,11,12, 13,14,15 : merupakan output

- Kaki 16 : merupakan VCC.

Cara kerja :

Apabila salah satu input berlogika 1 maka output akan berlogika 1,dan apabila 3 input disatukan yang select maupun enable maka salah satu output atau Y akan berlogika 0.

- Jika A,B,C diberi tegangan Low, maka Y0 akan berlogika 0.

- Jika B,C diberi tegangan Low, maka Y1 akan berlogika 0.

- Jika A,C diberi tegangan Low, maka Y2 akan berlogika 0.

- Jika C diberi tegangan Low, maka Y3 akan berlogika 0.

- Jika A,B diberi tegangan Low, maka Y4 akan berlogika 0.

- Jika B diberi tegangan Low, maka Y5 akan berlogika 0.

- Jika A diberi tegangan Low, maka Y6 akan berlogika 0.

- Jika A,B,C diberi tegangan High, maka Y7 akan berlogika 0.

Tabel kebenaran

        2. Seven segment

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 segmen

        3. IC 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 7448. IC ini sangat membantu untuk meringkas masukan seven segmen dengan jumlah 7 pin, sedangkan jika menggunakan BCD cukup dengan 4 bit masukan. IC BCD bisa juga disebut dengan driver seven segment.

Konfigurasi pin

- Pin Input IC BCD, memiliki fungsi sebagai masukan IC BCD yang terdiri dari 4 Pin, nama pin masukan BCD dilangkan dengan huruf kapital yaitu A, B, C dan D. Pin input berkeja dengan logika High=1.

- Pin Ouput IC BCD, memiliki fungsi untuk mengaktifkan seven segmen sesuai data yang diolah dari pin input. Pin output berjumlah 7 pin yang namanya dilambangkan dengan aljabar huruf kecil yaitu, b, c, d, e, f dan g. Pin Output bekerja dengan logika low=0. Karena itulah IC 7447 digunakan untuk seven segment common anode.

- Pin LT (Lamp Test) memiliki fungsi untuk mengaktifkan semua output menjadi aktif low, sehingga semua led pada seven segmen menyala dan menampilkan angka 8. Pin LT akan aktif jika diberi logika low. Pin ini juga digunakan untuk mengetes kondisi LED pada seven segmen

- Pin RBI (Ripple Blanking Input) memiliki fungsi untuk menahan data input (disable input), pin RBI akan aktif jika diberi logika low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.

- Pin RBO (Ripple blanking Output) memiliki fungsi untuk menahan data output (disable output), pin RBO ini akan aktif jika diberikan logika Low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.

        4. Resistor

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

Cara menghitung nilai resistor

Perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna

- 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 (10^n)

- Gelang ke 4 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut

        5. Diode

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

- 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

- 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.

- 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.

        6. Transistor

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: Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

Rumus dari Transitor adalah :

hFE = iC/iB

Dimana :

iC = perubahan arus kolektor:

iB = perubahan arus basis

hFE = arus yang dicapai

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.

Rumus-rumus transistor:

Konfigurasi Transistor:

Konfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.  Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor  dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.

Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan  Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.

Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.

 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.

 Pemberian bias 

        Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu: 

 1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.

2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.

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.

        7. Sensor Infrared

Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

Grafik respon sensor

        8. Sensor Sound

Konfigurasi

Hubungan sensor sound dengan resistansi

Grafik respon

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.

        9. Sensor LDR

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

Karakteristik sensor LDR

- Laju Recovery

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

- Respon Spektral

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

Grafik respon sensor

        10. Sensor Vibration

Pinout:

Vibration sensor adalah perangkat yang dapat mengukur jumlah dan frekuensi getaran yang terdapat pada sebuah sistem, mesin dan beberapa perangkat tertentu. Pengukuran tersebut bisa digunakan untuk melakukan pendeteksian pada masalah lain yang terdapat pada sebuah aset dan melakukan prediksi pada kerusakan yang akan terjadi di masa mendatang.

Grafik respon:

4. Prosedur Percobaan[kembali]

        a. Prosedur Percobaan

1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan

2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen

3. Cari komponen yang diperlukan di library proteus

4. Pasang Sensor Vibration SW420, Sensor LDR,sensor sound,Gerbang NOR,AND, inverter,resistor, transistor, relay, motor dc, diode,power suply, buzzer, dan sesuai gambar rangkaian dibawah

5. jika ingin mensimulasikan jangan lupa masukkan library sensor vibrasi dan sensor sound

6.Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup/berputar (motor dc)dan buzzer berbunyi

        b. Gambar rangkaian

        c. Prinsip kerja

Apabila sensor vibrasi berlogika 1 maka ada tegangan dari power suplay menuju vcc menuju output sensor yang mana outputnya di hubungkan ke gerbang AND karena prinsip dari gerbang AND adalah perkalian maka 1x1 = 1 output dari gerbang AND akan berlogika 1 kemudian terjadi percabangan yang satu ke ic decoder yang terhubung dengan kaki A yang mana nilai dari A adalah 2 pangkat 0 = 1 maka output dari IC decoder yang aktif adalah kaki qb dan qc kemudian masuk ke seven segmen sehingga ditampilkan angka 1 pada seven segment menandakan sensor vibration dalam keadaan aktif. kemudian percabangan yang satu lagi yaitu ke dioda kemudian lewat kek kaki VBE sehingga tegangan yang masuk di VBE yaitu sebesar 4,20 v sehingga transistor aktif, dengan aktifnya transistor maka arus akan mengalir dari power suply terus ke rellay terus ke collector terus ke emitter dengan aktifnya transitor Q2 sehingga switch relay akan bergerak kekiri , dengan bergeraknya kekiri maka ada suply sebesar 12v masuk ke switch sehingga menghidupkan buzzer dan led . hal ini menandakan celengan dalam keadaan bahaya. karena buzzer aktif maka sensor sound juga akan aktif sehingga ada tegangan dari power suplay menju vcc kemudian dikeluakan melalui voutput dan dihubungan ke resistor dan masuk kekaki inverting dari op amp disini terjadi penguatan dua kali selanjutnya dihubungkan pada sebuah resistor sehinggga terbaca tegangan pada transistor sebesar0,79 yang artinya transistor dapat aktif. aktifnya transistor akan menyebababkan adadnya tegangan dari power suplay menuju relay kemudian kolector terus ke emitor terus ke ground . karena relay aktif maka adad tegangan dari power suplay sehingga loop output aktif dan motor akan bergerak mengunci pintu.

sebaliknya apabila sensor vibration berlogika 0 maka masuk ke gerbang AND sehingga inout dari gerbang AND berlogika 01 berarti 0x1 =0 sehingga output dari gerbang AND berlogika 0 sehingga decoder dan transitor tidak mendapat tegangan dan seven segmen maupun buzzer tidak aktif. hal ini menandakan celengan dalam kondisi aman. dan sensor sound tidak aktif

 sensor LDR

Apabila brankas telah dicuri atau berubah tempat maka sensor LDR output masuk ke gerbang xor kemudian terjadi percabangan yang satu ke ic decoder yang terhubung dengan kaki B yang mana nilai dari B adalah 2 pangkat 1 = 2 maka output dari IC decoder yang aktif adalah kaki qa,qb,qd,qe dan qg kemudian masuk ke seven segmen sehingga ditampilkan angka 2 pada seven segment menandakan sensor LDR dalam keadaan aktif. kemudian percabangan yang satu lagi yaitu ke resistor 10k maka ketika sensor LDR terdeteksi cahaya yang mana arus akan mengalir dari power supply 5V masuk ke sensor LDR lalu terjadi pembagi tegagan pada R3 dan terukur tegangan sebesar 4,76V. arus juga masuk ke kaki input gerbang XOR yang mana inputnya berlogika 1 dan 0 sehingga output berlogika 1 dan masuk ke R4 sehingga terukur tegangan pada basis transistor sebesar 0.79V dan sudah mengaktifkan transistor.arus akan mengalir dari power suply 5V lalu masuk ke relay, terus ke collector terus ke emitter. karena transistor Q2 aktif maka coil relay berpindah ke kiri sehingga buzzer dan led akan on.hal ini menandakan celengan berubah tempat atau celengan dicuri. karena buzzer aktif maka sensor sound juga akan aktif sehingga ada tegangan dari power suplay menju vcc kemudian dikeluakan melalui voutput dan dihubungan ke resistor dan masuk kekaki inverting dari op amp disini terjadi penguatan dua kali selanjutnya dihubungkan pada sebuah resistor sehinggga terbaca tegangan pada transistor sebesar0,79 yang artinya transistor dapat aktif. aktifnya transistor akan menyebababkan adadnya tegangan dari power suplay menuju relay kemudian kolector terus ke emitor teru ske ground . karena relay aktif maka adad tegangan dari power suplay sehingga loop output aktif dan motor akan bergerak mengunci pintu.

sebaliknya apabila sensor ldr tidak mendeteksi cahaya maka tidak ada tegangan yang bisa mengaktifkan transistor Q2 sehingga relay tidak bergerak kekiri sehingga buzzer dan led dalam keadaan off.

Sensor sound

Sensor sound diletakkan di dekat buzzer. Saat sensor sound berlogika 1 maka akan ada tegangan yang mengalir dari power supply memasuki Vcc dan Vout, dan arus dari Vout akan mengalir ke R13. Pada resistor akan terjadi pembagian tegangan yang menghasilkan tegangan sebesar 0.71 V sehingga transistor akan aktif. Aktifnya transistor menyebabkan arus dari power supply akan mengalir ke transistor dr kaki kolektor ke kaki emitor. arus yang mengalir tadi akan keluar melalui kaki emiter menuju ke kaki anoda (untuk kaki katoda nya terhubung ke vcc) dari dioda dan relay. Dikarenakan adanya arus yang mengalir pada relay maka menyebabkan relay switch akan berpindah ke kiri yang dapat secara otomatis mengalirkan arus menuju motor dan motor akan bergerak dan pergerakan motor ini menandakan bahwa pintu akan secara otomatis terkunci.

sensor infrared

Apabila sensor infrared berlogika 1, maka tegangan akan mengalir dari power supply menuju vcc dan tegangan akan keluar melalui out dan masuk ke resistor dan masuk ke kaki non inverting amplifier, arus tadi akan mengalir ke resistor R15 dan terjadi pembagi tegangan sehingga dihasilkan tegangan sebesar 0.72V yg dapat mengaktifkan transistor. aktifnya transistor menyebabkan tegangan mengalir dari power supply menuju ke rellay lalu masuk ke kaki kolektor dan emitor dari transistor dan menuju ke ground. Karena transistor telah aktif maka rellay akan bergeser ke kiri sehingga tegangan dari batterai dapat mengalir ke R16 dan menghasilkan arus yg dapat mengalir masuk ke LED merah dan LED merah aktif serta mengaktifkan motor.

5. Video[kembali]

- Video Simulasi

- Video Merangkai

6. Download[kembali]

simulasi rangkaian klik disini

Video Prinsip kerja klik disini

Video Merangkai klik disini

HTML klik disini

Datasheet sensor sound klik disini

Datasheet sensor LDR klik disini

Datasheet sensor vibration klik disini

Datasheet sensor infrared klik disini

Datasheet resistor klik disini

Datasheet transistor NPN klik disini

Datasheet motor dc klik disini

Datasheet dioda klik disini

Datasheet relay klik disini

Datasheet op-amp LM741 klik disini

Datasheet IC 74147 klik disini

Datasheet IC 7447 klik disini

Datasheet 7 segment klik disini

Library sensor sound klik disini

Library sensor LDR klik disini

Library sensor vibration klik disini

Library sensor infrared klik disini