Detektor non-inverting dengan Vref = +

 

Detektor non-inverting dengan Vref = +

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

   c) Video Simulasi

6. Download File

 1. Pendahuluan[kembali]

    Detektor non-inverting dengan Vref + adalah salah satu konfigurasi dasar dari op-amp yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan sinyal input dan menghasilkan output yang sebanding dengan amplitudo sinyal input, tanpa membalikkan polaritasnya. Dalam detektor non-inverting dengan Vref +, tegangan referensi positif (+) atau Vref + digunakan untuk membandingkan sinyal input. Vref+ merupakan tegangan referensi positif yang digunakan untuk menentukan level tegangan di mana detektor akan aktif. Ketika tegangan input melebihi Vref+, output dari detektor akan menjadi high. Ketika tegangan input di bawah Vref+, output dari detektor akan menjadi low.

 2. Tujuan [kembali]

a. Mengetahui rangkaian Op-Amp sebagai detektor non-inverting dengan Vref = +

b. Mengetahui prinsip kerja OP-Amp sebagai detektor non-inverting dengan Vref = +

c. Memahami prinsip kerja dari rangkaian detektor non-inverting, yang dapat diterapkan dalam berbagai jenis rangkaian elektronik seperti sensor.

 3. 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

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. Baterai

 

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
• Ukuran: 126x115x49mm
• Berat: 460gr

b. 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.

 c. Generator DC

Sebagai generator DC fungsinya mengubah energi mekanik menjadi energi lisrtik.

Bahan

 a. Resistor

        

    

    

  b. Dioda

Spesifikasi

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.

 c. Transistor NPN

 

        Transistor merupakan salah satu Komponen Elektronika Aktif yang paling sering digunakan dalam rangkaian Elektronika, baik rangkaian Elektronika yang paling sederhana maupun rangkaian Elektronika yang rumit dan kompleks. Transistor pada umumnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Germanium, Silikon, dan Gallium Arsenide.

 

  d. Op-AMP

Konfigurasi 741

 spesifikasi:

Komponen Input

a. 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.

Pin OUT

Spesifikasi

•  Working voltage: DC 3.3-5V
•   Dimensions: 45 x 17 x 9 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

Grafik Respons Sensor Sound

Sensor suara merupakan module sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran listrik yang akan dioleh mikrokontroler.

b. Proximity Sensor

    

Pinout

Proximity sensor adalah alat pendeteksi yang bekerja berdasarkan jarak obyek terhadap sensor. Karakteristik dari sensor ini adalah mendeteksi obyek benda dengan jarak yang cukup dekat. 

Spesifikasi:

    Tegangan kerja antara 10-30 Vdc atau tegangan 100-200VAC

2 Cable

Ouput : No

Sensing : 10mm

Hysteresis : Max 10% Of Sensing Distance

Standard Sensing Target : Besi (Iron)45 X 45 X 1

Setting Distance : 0 - 7mm

Responce Frequency : 250hz

Residual Voltage : Max 1.5v

Control Output : Max 200ma

Operating Indicator : Led (Red)

Protecion : Ip67 (Iec Standards)

Materials Case :

Heat Resistant Abs, Standard Cable (Black), Polyvinyl Chloride (Pvc).

Dimensi : 30 X 30 X 35.2mm

Panjang Kabel : 2mtr

  c. Flame Sensor 

 Sensor api atau Flame sensor merupakan salah satu alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang tiba-tiba muncul. Besarnya nyala api yang terdeteksi adalah nyala api dengan panjang gelombang 760 nm sampai dengan 1.100 nm.

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

    → Spesifikasi sensor api:

    → Pinout sensor api:

    d. Touch Sensor 

Touch sensor merupakan sebuah monitor yang sensitif terhadap sentuhan dan tekanan (resistif), sehingga perangkat ini memiliki dua fungsi yaitu, sebagai perangkat output karena menampilkan informasi dan input karena menerima informasi.

Pin Out

Spesifikasi

Grafik Respon Sensor Touch

   e. 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.

 

Pinout

   

Komponen Output

        a. LED-RED

Spesifikasi:

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.

Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut.

        b. Relay

 Spesifikasi

        
            Konfigurasi pin

Relay merupakan komponen listrik yang mempunyai 2 bagian yaitu, kumparan dan poin. Secara garis besar relay berfungsi untuk mengendalikan dan mengalirkan listrik.

        c. Buzzer

Spesifikasi:

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

        d. Motor DC

Spesifikasi

Pinout

Grafik Respons:

Motor DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat difungsikan sebagai motor DC.

        e. Ground

        

Ground pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah memberikan perlindungan ke seluruh sistem serta menetralisir cacat yang disebabkan daya yang kurang baik atau kualitas komponen yang tidak standar.

  4. Dasar Teori [kembali]

1. Detector Non-Inverting dengan Vref (+)

Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti gambar 78

Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar 80. Dengan Vi > 0 maka Vo = +Vsat dan sebaliknya bila Vi < 0 maka Vo = -Vsat.

2. Rangkaian

• RESISTOR 

Simbol:

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika (v=i r). jenis resistor yang digunakan disini adalah fixed resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan substrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah. cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

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%.

• DIODA

Spesifikasi

dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan memiliki fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. sebuah dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-p dan semi-konduktor tipe-n. ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. ini karena lapisan tipe-p memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-n memiliki elektron berlebih, dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

ketika tegangan positif diterapkan ke anoda dan tegangan negatif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. selama keadaan ini, tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-p dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-n yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari anoda ke katoda. tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. selama keadaan ini, tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-p dan material tipe-n akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, namun dalam kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.

Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

1. 1. dioda penyearah (dioda biasa atau dioda bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus ac ke arus dc.
2. 2. dioda zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
3. 3. dioda led yang berfungsi sebagai lampu indikator ataupun lampu penerangan.
4. 4. dioda photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.
5. 5. dioda schottky yang berfungsi sebagai pengendali.

Untuk menentukan arus zener, berlaku persamaan:

Keterangan:

pada grafik terlihat bahwa pada tegangan di bawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. kemudian pada level tegangan di antara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

• TRANSISTOR

transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

1. 1. emitor (e) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
2. 2. kolektor (c) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
3. 3. basis (b) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. pada titik 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.

 

rumus-rumus transistor:

spesifikasi :

• bi-polar transistor
• dc current gain (hfe) is 800 maximum
• continuous collector current (ic) is 100ma
• emitter base voltage (vbe) is > 0.6v
• base current(ib) is 5ma maximum

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 berlawanan 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 output-nya 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.

• Proximity Sensor

Sensor proximity merupakan sensor atau saklar yang dapat mendeteksi adanya target jenis logam dengan tanpa adanya kontak fisik. 

                                                                      

Biasanya sensor ini tediri dari alat elektronis solid-state yang terbungkus rapat untuk melindungi dari pengaruh getaran, cairan, kimiawi, dan korosif yang berlebihan. Sensor proximity dapat diaplikasikan pada kondisi penginderaan pada objek yang dianggap terlalu kecil atau lunak untuk menggerakkan suatu mekanis saklar. Proximity hanya mendeteksi "keberadaan" dan tidak memberi "kuantitas" dari obyek. Maksudnya, jika mendeteksi logam maka keluaran dari detektor hanya "ada" atau "tidak ada" logam. Proximity tidak memberikan informasi tentang kuantitas logam seperti jenis logam, ketebalan, jarak, suhu dan lain - lain. Jadi hanya "ada atau tidak ada" logam. Juga sama untuk non logam. Proximity untuk logam biasanya dengan "inductive proximity" sedang untuk non logam dengan "capacitive proximity" Didepan disebutkan "perangkat" karena sensor proximity sudah merupakan sirkuit yang terdiri dari beberapa komponen untuk dirangkai menjadi sebuah sistem yang bekerja sebagai proximity sensor. 

Pinout

Proximity sensor adalah alat pendeteksi yang bekerja berdasarkan jarak obyek terhadap sensor. Karakteristik dari sensor ini adalah mendeteksi obyek benda dengan jarak yang cukup dekat. 

Spesifikasi:

    Tegangan kerja antara 10-30 Vdc atau tegangan 100-200VAC

2 Cable

Ouput : No

Sensing : 10mm

Hysteresis : Max 10% Of Sensing Distance

Standard Sensing Target : Besi (Iron)45 X 45 X 1

Setting Distance : 0 - 7mm

Responce Frequency : 250hz

Residual Voltage : Max 1.5v

Control Output : Max 200ma

Operating Indicator : Led (Red)

Protecion : Ip67 (Iec Standards)

Materials Case :

Heat Resistant Abs, Standard Cable (Black), Polyvinyl Chloride (Pvc).

Dimensi : 30 X 30 X 35.2mm

Panjang Kabel : 2mtr

• 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.

Salah satu komponen yang termasuk dalam sensor ini adalah Microphone atau Mic. Mic adalah komponen eletronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.

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

Diperlukan bebrapa komponen dalam pembuatan sensor suara. Komponen yang diperlukan sangat mudah ditemukan dan memiliki harga yang terjangkau. Komponen-komponen yang dibutuhkan antara lain; resistor memiliki dua saluran yang fungsinya untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara dua salurannya sesuai dengan arus, kondensator, trimpot memiliki hambatan listrik yang dapat diubah-diubah dengan cara memutar porosnya, dioda adalah bahan semikonduktor yang dapat menghantar arus listrik pada satu arah saja, IC (Intergrated Circuit) atau sirkuit, kondensator mic, LED untuk mengeluarkan emisi cahaya, timah, solder, kabel secukupnya dan lain-lain.

Pin OUT

Spesifikasi

•   Working voltage: DC 3.3-5V
•   Dimensions: 45 x 17 x 9 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

Grafik Respons Sensor Sound

Sensor suara merupakan module sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran

listrik yang akan dioleh mikrokontroler.

• Flame Sensor

Flame sensor merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api dimana api memiliki panjang gelombang antara 760nm-1100nm. sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mensensing kondisi nyala api. Suhu normal pembacaan sensor yaitu pada 25°-85°C dengan sudut pembacaan pada 60°. 

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 infrared (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.

→ Pinout sensor api:

Adapun spesifikasi dari flame detector ini adalah sebagai berikut:

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

The comparator output, the signal is clean, great driving ability, more than 15Ma.

• Touch Sensor

Touch sensor merupakan sebuah lapisan penerima input dari luar monitor. Input dari touchscreen adalah sebuah sentuhan, maka dari itu sensornya juga merupakan sensor sentuh. Biasanya sensor sentuh berupa sebuah panel terbuat dari kaca yang permukaannya sangat responsif jika disentuh. Touch sensor ini diletakkan di permukaan paling depan dari sebuah layar touchscreen, dengan demikian area responsif terhadap sentuhan menutupi area pandang dari layar monitor. Maka dari itu ketika kita menyentuh permukaan layar monitornya, inout juga telah diberikan oleh kita. Teknologi touch sensor yang kini banyak digunakan terdiri dari tiga macam, seperti yang telah dijelaskan di atas, yaitu Resistive touchscreen, Capasitive touchscreen, dan Surface wace touchscreen. Semua jenis sensor ini memiliki cara kerja yang sama, yaitu menangkap perubahan arus dan sinyal sinyal listrik yang ada pada sensor tersebut, merekamnya dan mengubahnya menjadi titik-titik koordinat yang berada di atas layar, sehingga posisi tepat dari sebuah sentuhan dapat langsung diketahui dengan benar.

Pin Out

Spesifikasi

Grafik Respon Sensor Touch

Cara kerja

Mengatahui keberadaan dan lokasi suatu "sentuhan" di dalam area dengan membaca titik-titik koordinat dari sumber sentuhan yang menempel pada layar dengan menggunakan jari atau tangan. Teknologi ini juga bisa mengetahui sentuhan dari objek pasif seperti stylus dan sejenisnya. Touch sensor merupakan sebuah monitor yang sensitif terhadap sentuhan dan tekanan (resitif), sehingga perangkat ini memiliki dua fungsi yaitu, sebagai perangkat output karena menampilkan informasi dan input karena menerima informasi. Data yang dihasilkan dari sentuhan ini tentunya adalah data mengenai posisi tangan kita yang menyentuh sinyal ultrasonic tersebut. Jika ini dilakukan secara kontinyu dan terdapat banyak sekali sensor gelomang ultarsonic pada media yang disentuhnya, maka jadilah sebuah perangkat touch sensor yang dapat digunakan.

• 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.

Dibawah ini adalah gambar bentuk Relay dan Simbol Relay yang sering ditemukan di Rangkaian Elektronika.

 Spesifikasi

        
            Konfigurasi pin

Relay merupakan komponen listrik yang mempunyai 2 bagian yaitu, kumparan dan poin. Secara garis besar relay berfungsi untuk mengendalikan dan mengalirkan listrik.

Prinsip kerja Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

1.    Electromagnet (Coil)

2.    Armature

3.    Switch Contact Point (Saklar)

4.    Spring

Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay:

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

§  Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)

§  Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

• Op-Amp

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi  dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :

Simbol Operasional Amplifier (Op-Amp)

Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input. Sebagai penguat operasional  ideal , operasional amplifier (Op-Amp) memiliki karakteristik sebagai berikut : 

- Impedansi Input (Zi) besar = ∞ 

- Impedansi Output (Z0) kecil= 0 

- Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞ 

- Band Width respon frekuensi lebar = ∞ 

- V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1. 

- Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.

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)

Amplifier Operasional:

Penguat Pembalik:

Istilah berikut digunakan dalam rumus dan persamaan untuk Penguatan Operasional.

·         R f  = Resistor umpan balik

·         R in  = Resistor Masukan

·         V in = Tegangan masukan

·         V keluar  = Tegangan keluaran

·         Av  = Penguatan Tegangan

Penguatan tegangan:

Gain loop dekat dari penguat pembalik diberikan oleh;

Tegangan Keluaran:

Tegangan keluaran tidak sefasa dengan tegangan masukan sehingga dikenal sebagai  penguat pembalik .

Penguat Penjumlahan:

 

Tegangan Keluaran:

Output umum dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;

Jumlah Tegangan Input Amplifikasi Terbalik:

jika resistor inputnya sama, outputnya adalah jumlah tegangan input yang diskalakan terbalik,

Jika R 1  = R 2  = R 3  = R n  = R

Output yang Dijumlahkan:

Ketika semua resistor dalam rangkaian di atas sama, outputnya adalah jumlah terbalik dari tegangan input.

Jika R f  = R 1  = R 2  = R 3  = R n  = R;

V keluar  = – (V 1  + V 2  + V 3  +… + V n )

Penguat Non-Pembalik:

Istilah yang digunakan untuk rumus dan persamaan Penguat Non-Pembalik.

·         R f  = Resistor umpan balik

·         R = Resistor Tanah

·         V masuk = Tegangan masukan

·         V keluar  = Tegangan keluaran

·         Av  = Penguatan Tegangan

Keuntungan Penguat:

Gain total penguat non-pembalik adalah;

Tegangan Keluaran:

Tegangan output penguat non-pembalik sefasa dengan tegangan inputnya dan diberikan oleh;

Unity Gain Amplifier / Buffer / Pengikut Tegangan:

Jika resistor umpan balik dilepas yaitu R f  = 0, penguat non-pembalik akan menjadi pengikut / penyangga tegangan 

Penguat Diferensial:

Istilah yang digunakan untuk rumus Penguat Diferensial.

·         R f  = Resistor umpan balik

·         R a  = Resistor Input Pembalik

·         R b  = Resistor Input Non Pembalik

·         R g  = Resistor Ground Non Pembalik

·         V a = Tegangan input pembalik

·         V b = Tegangan Input Non Pembalik

·         V keluar  = Tegangan keluaran

·         Av  = Penguatan Tegangan

Keluaran Umum:

tegangan keluaran dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;

Keluaran Diferensial Berskala:

Jika resistor R f  = R g   & R a  = R b  , maka output akan diskalakan perbedaan dari tegangan input;

Perbedaan Penguatan Persatuan:

Jika semua resistor yang digunakan dalam rangkaian adalah sama yaitu R a  = R b  = R f  = R g  = R, penguat akan memberikan output yang merupakan selisih tegangan input;

V keluar  = V b  – V a

Penguat Pembeda

 

Penguat Operasional jenis ini memberikan tegangan output yang berbanding lurus dengan perubahan tegangan input. Tegangan keluaran diberikan oleh;

Input gelombang segitiga => Output gelombang persegi panjang

Input gelombang sinus => Output gelombang kosinus

Penguat Integrator

 

Penguat ini memberikan tegangan keluaran yang merupakan bagian integral dari tegangan masukan.

• OP AMP 741

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. 
karakteristik penguat ideal adalah:

• gain sangat besar (aol >>). penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau rf = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
• impedansi input sangat besar (zi >>). impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
• impedansi output sangat kecil (zo <<).

konfigurasi pin 741:

Spesifikasi:

respons karakteristik kurva i-o:

  5. Percobaan [kembali]

    a) Prosedur[kembali]

1. Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
2. Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
3. Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
4. Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh 
5. Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian pada Detector Non-Inverting dengan Vref (+)

    b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

• Rangkaian Detektor non-inverting dengan Vref = +

 Gambar Rangkaian

Prinsip Kerja :

Rangkaian Detektor Non Inverting dengan Vref=+ , Pada input inverting dipasang Tegangan 9 Volt dan Frekuensi 10 KHz , pada output diletakkan resistor dengan Resistansi 100 Ohm . Pada rangkaian dipasang Power supply sebesar 12 watt. Lalu disimulasikan dengan Oscilloscope , pada Oscilloscope terlihat apabila input nya lebih besar dari Vref=+ , maka output nya positif (+) , dan apabila inputnya lebih kecil dari Vref=+ maka outputnya negatif (-)

 Tampilan pada osiloskop saat dijalankan

• Aplikasi Penyelamatan Pesawat Ketika Kecelakaan di Udara

    

Prinsip Kerja :

a. Flame Sensor

Ketika flame sensor mendeteksi adanya percikan api, maka akan menyebabkan buzzer berbunyi yang menandakan adanya peringatan bahwa ada percikan api, sehingga flame sensor akan berlogika 1, sehingga didapatkan tegangan keluaran sensor sebesar +5V. Lalu, arus mengalir masuk ke kaki non inverting OP AMP 741 disalurkan dengan tahanan yang disesuaikan lanjut menuju kaki 6 OP AMP 741 dan menghasilkan tegangan output sebesar 11V. Ini didapatkan dari rumus Vo=Aol (Vi-Vref). Dikarenakan Vsnya sebesar 12V, maka tegangan outputnya hanya dapat terbaca <12V yaitu 11 V. Lalu, arus mengalir menuju R3, di sini dapat dilihat bahwa transistor sudah aktif karena nilai Vbe>0,7 V, di sini dapat terbaca tegangan Vbe sebesar +0,90V. Lalu, arus mengalir ke kaki base transistor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena arus yang keluar di kaki transistor sudah cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga transistor aktif, sehingga arus mengalir dari power supply (+7V) menuju relay RL 2, kemudian ke kaki kolektor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena adanya arus yang melewati relay, maka switch relay akan berpindah ke kiri, maka ada arus yang mengalir dari baterai menuju buzzer sehingga buzzer akan berbunyi sebagai penanda bahwa adanya percikan api. Selain itu, arus juga menuju R12 dan mengaktifkan LED merah sebagai indicator bahwa adanya percikan api.

 

b. Sound Sensor

Ketika sound sensor mendeteksi adanya suara buzzer sebagai tanda bahwa adanya percikan api, maka didapatkan keluaran yaitu motor akan berputar sebagai tanda bahwa kapsul pesawat terpisah dari body pesawat, sehingga sound sensor akan berlogika 1,sehingga didapatkan tegangan keluaran sensor sebesar +5 V, lalu arus mengalir masuk ke kaki non inverting OP AMP 741 disalurkan dengan tahanan yang disesuaikan lanjut menuju kaki 6 OP AMP 741 dan menghasilkan tegangan output sebesar 11V. Ini didapatkan dari rumus Vo=Aol (Vi-Vref). Dikarenakan Vsnya sebesar 12V, maka tegangan outputnya hanya dapat terbaca <12V yaitu 11 V. Lalu, arus menuju menuju R6. Disini dapat dilihat bahwa transistor sudah aktif karena nilai Vbe>0,7 V. Tegangan Vbe di sini dapat terbaca sebesar +0,95V. Lalu, arus mengalir menuju kaki base transistor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena arus yang keluar di kaki transistor sudah cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga transistor aktif, sehingga arus mengalir dari power supply (+12V) menuju R4 lalu ke relay RL 1, kemudian ke kaki kolektor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena adanya arus yang melewati relay, maka switch relay akan berpindah ke kanan, maka ada arus yang mengalir dari baterai menuju R13, sehingga motor akan berputar menandakan bahwa kapsul terpisah dari body pesawat, serta LED merah akan menyala sebagai indicator bahwa kapsul terpisah dari body pesawat.

 

c. Touch Sensor

Namun, apabila terdapat kerusakan pada motor sound sensor, maka bisa dilakukan secara manual dengan menekan touch sensor untuk mengaktifkan motor sebagai pertanda bahwa  kapsul pesawat terpisah dari body pesawat, maka touch sensor akan berlogika 1, sehingga didapatkan tegangan keluaran sensor sebesar +5V, lalu arus mengalir masuk ke kaki non inverting OP AMP 741 disalurkan dengan tahanan yang disesuaikan lanjut menuju kaki 6 OP AMP 741 dan menghasilkan tegangan output sebesar 11V. Ini didapatkan dari rumus Vo=Aol (Vi-Vref). Dikarenakan Vsnya sebesar 12V, maka tegangan outputnya hanya dapat terbaca <12V yaitu 11 V. Lalu, arus menuju R2. Disini dapat dilihat bahwa transistor sudah aktif karena nilai Vbe>0,7 V. Tegangan Vbe di sini dapat terbaca sebesar +0,95V. Lalu, arus mengalir menuju kaki base transistor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena arus yang keluar di kaki transistor sudah cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga transistor aktif, sehingga arus mengalir dari power supply (+12V) menuju R18 lalu ke relay RL 3, kemudian ke kaki kolektor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena adanya arus yang melewati relay, maka switch relay akan berpindah ke kiri, maka ada arus yang mengalir dari baterai menuju R17, sehingga motor akan berputar menandakan bahwa kapsul terpisah dari body pesawat, serta LED merah akan menyala sebagai indicator bahwa kapsul terpisah dari body pesawat.

 

d. Proximity Sensor

Kemudian, pada ketinggian yang telah ditentukan, proximity sensor akan bekerja dan menghasilkan keluaran motor akan berputar sebagai pertanda bahwa parasut akan terbuka, sehingga didapatkan tegangan keluaran sensor sebesar +1,09V yang kemudian diteruskan ke kaki non inverting OP AMP 741 disalurkan dengan tahanan yang disesuaikan lanjut menuju kaki 6 OP AMP 741 dan didapatkan tegangan keluaran atau Vout sebesar  11 V. Ini didapatkan dari rumus Vo=Aol (Vi-Vref). Dikarenakan Vsnya sebesar 12V, maka tegangan outputnya hanya dapat terbaca <12V yaitu 11 V. Lalu arus mengalir menuju R8. Transistor di sini telah aktif karena ditandai dengan nilai Vbe>0,7 V. Di sini tegangan Vbe yang terbaca sebesar +0,86V. Lalu, arus mengalir ke kaki base transistor menuju kaki emitor dan diteruskan ke ground. Dikarenakan transistor sudah aktif, maka arus mengalir dari power supply (+12V) menuju R22 menuju ke relay RL4 dan ke kaki kolektor lalu ke kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena adanya arus yang mengalir melewati relay maka switch relay akan berpindah ke kiri. Maka ada arus yang mengalir dari baterai menuju motor sehingga motor akan berputar ke kiri menandakan parasut akan terbuka.

     c) Video Simulasi [kembali]

                                                                   

Video rangkaian detektor non-inverting vref +

Video aplikasi detektor non-inverting vref +

 6. Download File [kembali]

• Datasheet resistor [Download]
• Datasheet relay [Download]
• Datasheet transistor [Download]
• Datasheet DC motor [Download]
• Datasheet voltmeter [Download]
• Datasheet dioda [Download]
• Datasheet op amp [Download]
• Datasheet buzzer [Download]
• Datasheet baterai [Download]
• Datasheet oscilloscope [Download]
• Datasheet proximity sensor [Download]
• Datasheet sound sensor [Download]
• Datasheet flame sensor [Download]
• Datasheet touch sensor [Download]
• File library touch sensor [Download]
• File library flame sensor [Download]
• File library sound sensor [Download]
• File library proximity sensor [Download]
• Rangkaian Aplikasi Penyelamatan Pesawat Ketika Kecelakaan di Udara [Download]
• Rangkaian Detektor non-inverting dengan Vref = + [Download]
• Video Rangkaian Detektor non-inverting dengan Vref = +  [Download]
• Video Aplikasi Penyelamatan Pesawat Ketika Kecelakaan di Udara  [Download]