SUB BAB 2.15 COMPUTER ANALYSIS

Kontrol Kebakaran di Dapur

[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]

Kebakaran di dapur adalah salah satu risiko rumah tangga yang paling umum dan berbahaya. Meskipun dapur adalah tempat kita menyiapkan makanan dan berkumpul dengan keluarga, di sana juga terdapat banyak bahan yang mudah terbakar serta sumber panas yang dapat memicu kebakaran. Mulai dari minyak yang terlalu panas, kompor yang lupa dimatikan, hingga peralatan listrik yang rusak, banyak faktor yang dapat menyebabkan api muncul dan menyebar dengan cepat.

Mengontrol kebakaran di dapur bukan hanya tentang mencegahnya, tetapi juga tentang tahu bagaimana merespons dengan cepat dan efektif jika kebakaran terjadi. Dalam blog ini, kita akan membahas berbagai cara untuk mengurangi risiko kebakaran di dapur, langkah-langkah yang harus diambil jika kebakaran terjadi, serta tips untuk memastikan dapur Anda tetap aman. Dengan pengetahuan dan persiapan yang tepat, kita dapat menjaga dapur tetap menjadi tempat yang aman dan menyenangkan bagi semua anggota keluarga.

2. Tujuan[Kembali]

a.. Untuk menyelesaikan tugas besar elektronika yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.

b. Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian kontrol kebakaran di dapur menggunakan Sensor Gas, Sensor Api, Sensor Vibration dan Sensor Pir.

c. Mengetahui bentuk rangkaian kontrol kebakaran di dapur menggunakan Sensor Gas, Sensor Api, mSensor Vibration  dan Sensor Pir serta mensimulasikan  pada software proteus.  

3. Alat dan Bahan[Kembali]

• Alat

      Instrument

1) 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

Generator Daya

1) Baterai

 

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.

Spesifikasi dan Pinout Baterai

• Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
• Output voltage: dc 1~35v
• Max. Input current: dc 14a
• Charging current: 0.1~10a
• Discharging current: 0.1~1.0a
• Balance current: 1.5a/cell max
• Max. Discharging power: 15w
• Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
• Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
• Ukuran: 126x115x49mm
• Berat: 460gr

    

2) Power Suply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :

Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

BAHAN

1) 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 (V=I R). 

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi

2) 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.

3) Transistor

Merupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor DC dan output lainnya.

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

4) Op Amp - LM741

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.

 

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

Komponen Input

1) Switch atau Button

Switch adalah suatu komponen jaringan komputer yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa perangkat untuk meneruskan data ke perangkat yang dituju.

 

Pinout

Spesifikasi:

2. Sensor Flame

  Spesifikasi :
- Jangkauan spektrum : 760 - 1100 (nm)
- Sudut yang terdeteksi : 0° - 60°
- Catu Daya : 3,3V - 5,3V
- Temperatur Kerja : -25°C sampai 85°C
- Dimensi : 27,3 x 15,4 (mm

Prinsip Flame Detektor tersebut menggunakan metode optik yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi percikan api atau flame. Reaksi intens bahan yang memicu kebakaran dapat ditandai dari UV, terlihatnya emisi karbondioksida, dan radiasi dari infrared. Flame Detector juga mampu membedakan antara False Alarm atau peringatan palsu dengan api kebakaran sungguhan melalui komponen sistem yang dirancang dengan fungsi mendeteksi adanya penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang tertentu.

Tingkat potensi risiko kebakaran dari setiap jenis bahan semakin meluas mengingat semakin canggihnya teknologi penginderaan api atau teknologi Flame Sensing. Pada umumnya bahan bakar industri yang tergolong mudah terbakar antara lain: bensin, hidrogen, belerang, alkohol, LNG/LPG, minyak tanah, kertas, disel, kayu, jet bahan bakar, tekstil, ethylene, dan pelarut.

Teknologi Flame Sensing yang umum digunakan adalah teknologi Visual Flame Imaging, UV atau ultraviolet, MSIR atau Multi-Spectrum Infrared, dan UV/IR yang merupakan gabungan dari ultraviolet/infrared. Keempat teknologi tersebut dirancang berdasarkan dengan deteksi radiasi line-of-sight yang berasal dari visible, UV, hingga IR spectral bands oleh percikan api.

Untuk memilih di antara empat teknologi tersebut, penting sekali untuk memenuhi persyaratan mengenai aplikasi pemantauan api, termasuk di dalamnya adalah jangkauan deteksi, durasi waktu merespon, FOV (Field of View), dan kekebalan terhadap false alarm tertentu, serta self diagnostik.

    

         3. Sensor Gas Mq-2

    Sensor gas adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan gas di sekitar lingkungan tertentu. Sensor ini bekerja dengan mengukur konsentrasi gas tertentu dalam udara dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat diolah oleh mikrokontroler atau sistem lainnya.

Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah sebagai berikut:

1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC
2. Catu daya rangkaian : 5VDC
3. Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
4.  Keluaran : analog (perubahan tegangan. 

    4. Sensor Pir

    Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Spesifikasi: 

• Input Voltage: DC 4.5-20V
• Static current: 50uA
• Output signal: 0,3V (Output high when motion detected)
• Sentry Angle: 110 degree
• Sentry Distance: max 6/7 m
• Shunt for setting overide trigger: H - Yes, L - No

         5. Sensor Suara

Prinsip kerja sensor suara bervariasi tergantung pada jenis sensor yang digunakan. Namun, secara umum, langkah-langkah berikut memberikan gambaran tentang cara kerja sensor suara:

1. Penerimaan Gelombang Suara: Sensor suara menerima gelombang suara dari lingkungan sekitar. Gelombang suara ini dapat berasal dari berbagai sumber, termasuk percakapan manusia, alat musik, atau suara alam.
2. Konversi Menjadi Sinyal Listrik: Sensor suara mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik. Proses ini biasanya melibatkan perubahan tekanan atau getaran menjadi perubahan dalam tegangan listrik.
3. Pemrosesan Sinyal: Sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor suara kemudian diproses menggunakan komponen elektronik, seperti amplifier dan filter, untuk memperoleh informasi yang berguna.
4. Output atau Respons: Berdasarkan pemrosesan sinyal, sensor suara memberikan output yang dapat berupa aktivasi alarm, pencatatan suara, atau sinyal kontrol untuk perangkat lain dalam sistem.

6. Sensor Suhu

ensor suhu pada dasarnya sangat bergantung kepada  thermocouple atau RTD (Resistance Temperature Detectors) yang merupakan dua logam berbeda yang menghasilkan tegangan listrik yang berbanding lurus seiring dengan adanya perubahan suhu, perbandingan ini tentunya bergantung kepada jenis sensor tersebut.

Karena sensor suhu terdapat banyak jenisnya maka cara kerja tiap jenis sensor suhu pun berbeda 

6) 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

1) LED

Pinout

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.

2) Relay

 

Spesifikasi 

Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.

• Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
• GND dihubungkan ke GND
• IN1/Data dihubungkan ke pin 2

Pinout

3) 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.

Spesifikasi

Pinout

Grafik Respons:

4) 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.

4. Dasar Teori[Kembali]

1. Battery

Baterai atau elemen kering adalah salah satu alat listrik yang berfungsi sebagai penyimpan energi listrik dan mengeluarkan tegangan dalam bentuk listrik (sebagai sumber tegangan). Simbol baterai pada suatu rangkaian listrik dengan tegangan DC atau rangkaian elektronika :

Pada umumnya baterai terdiri dari tiga komponen yang penting yaitu :

1. Batang karbon (C) sebagai anode (kutub positif baterai).
2. Seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)
3. Amonium dioksida (NH4CI) sebagai larutan elektrolit (penghantar)

Terdapat dua jenis baterai yaitu :

1. Baterai Primer 

Baterai adalah baterai yang hanya dapat digunakan sekali, menggunakan reaksi kimia yang tidak dapat dibalik (irreversible reaction).  pada umumnya dijual adalah baterai yang bertegangan listrik 1,5 volt.

2. Baterai Sekunder

Baterai sekunder atau biasanya disebut rechargeable battery adalah baterai yang dapat di isi ulang menggunakan reaksi kimia yang bersifat dapat dibalik (reversible reaction) biasanya digunakan pada telepon genggam.

Adapun salah satu persamaan menghitung tegangan adalah :

P = V x I

Keterangan :

P  = Daya (W)

V = Tegangan yang terukur (V)

I   = Arus yang terukur (I)

 2. Sensor Flame

Salah satu detektor yang memiliki fungsi terpenting adalah detektor api atau yang biasa disebut dengan Flame Detector yang mampu mengaktifkan alarm bila mendeteksi adanya percikan api yang berisiko menyebabkan bencana kebakaran. Namun, saat memilih Flame Detector, pengguna diharuskan telah benar-benar paham atas prinsip dari alat detektor tersebut dan meninjaunya demi mendapatkan Flame Detector yang sesuai dengan aktivitas di dalam lokasi dan tingkat kebutuhannya, serta bagaimana konsekuensi risiko yang mungkin terjadi.

Prinsip Flame Detektor tersebut menggunakan metode optik yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi percikan api atau flame. Reaksi intens bahan yang memicu kebakaran dapat ditandai dari UV, terlihatnya emisi karbondioksida, dan radiasi dari infrared. Flame Detector juga mampu membedakan antara False Alarm atau peringatan palsu dengan api kebakaran sungguhan melalui komponen sistem yang dirancang dengan fungsi mendeteksi adanya penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang tertentu.

Tingkat potensi risiko kebakaran dari setiap jenis bahan semakin meluas mengingat semakin canggihnya teknologi penginderaan api atau teknologi Flame Sensing. Pada umumnya bahan bakar industri yang tergolong mudah terbakar antara lain: bensin, hidrogen, belerang, alkohol, LNG/LPG, minyak tanah, kertas, disel, kayu, jet bahan bakar, tekstil, ethylene, dan pelarut.

Gambar 14. Grafik Respon Flame Sensor

    3. Sensor Gas mq2

Sensor MQ-2 juga merupakan hasil produksi Hanwai Electronics. Material sensitif dari sensor gas ini terbuat dari bahan semikonduktor SnO2 yang memiliki konduktivitas lebih rendah ketika berada pada medium udara bersih. Ketika gas target terdeteksi (metan) konduktivitas sensor akan meningkat sebanding dengan peningkatan konsentrasi gas polutan. Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor ini dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. 

Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.

Grafik Respon Sensor MQ-2
(Sumbu X : Konsentrasi, Sumbu Y : Resistansi)

 4. Sensor PIR

Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

• Fresnel Lens -->Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. 
• IR Filter -->IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.
• Pyroelectric Sensor -->Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik.
• Amplifier -->Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
• Komparator-->Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.

Blok Diagram sensor PIR 

Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:

Jangkauan Sensor PIR

Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detector.

5. Sensor Suara

Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

 

 

Sensor suara adalah sensor yang mampu mengubah besaran suara menjadi besaran listrik. Komponen yang terdapat di dalam sensor ini adalah electric condenser microphone atau mic kondenser.. Mic adalah komponen elektronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.

 

Microphone dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis dasar termasuk dinamis, elektrostatik dan piezoelektrik menurut sistem konversi mereka. Mikrofon dinamis masih memiliki tuntutan besar terutama di dunia musik, sementara mikrofon piezoelektrik secara luas digunakan terutama untuk mikrofon untuk meter rendah tingkat frekuensi suara. Mikrofon dinamis masih memiliki tuntutan besar terutama di dunia musik, sementara mikrofon piezoelektrik Digunakan secara luas terutama untuk mikrofon untuk meter rendah tingkat frekuensi suara. Untuk pengukuran, tipe elektrostatik (kondensor) mikrofon yang paling populer karena mereka dapat dirampingkan, memiliki respon frekuensi rata selama rentang frekuensi yang luas, dan menyediakan nyata stabilitas yang tinggi

    6. 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:

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).

Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

Sebagian besar resistor yang kamu lihat akan memiliki empat pita berwarna . Begini cara mereka membacanya :

1. Dua pita pertama menentukan nilai dari resistansi

2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.

3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

    

   

7. Transistor NPN

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.

Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C).

1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

 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.

Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya. Bias pada transistor adalah tegangan atau arus yang diberikan untuk mengatur titik kerja transistor. Berikut ini adalah beberapa jenis bias pada transistor yang umum digunakan:

1) Fixed Bias

Fixed bias pada transistor BJT adalah metode yang sangat sederhana di mana tegangan basis transistor ditetapkan oleh sumber tegangan eksternal melalui sebuah resistor basis (RB). Konfigurasi dasar rangkaian ini melibatkan tegangan suplai (VCC), resistor kolektor (RC), dan resistor basis yang terhubung ke sumber tegangan bias (VBB). Kelebihan dari metode ini adalah kesederhanaannya, namun kelemahannya adalah stabilitas yang rendah. Fixed bias sangat sensitif terhadap variasi parameter transistor seperti β (gain) dan perubahan suhu, sehingga titik kerja transistor dapat mudah bergeser.

Gambar Rangkaian Fixed Bias

Rumus Untuk Rangkaian Fixed Bias

2) Self Bias

Self bias, atau juga dikenal sebagai emitter bias atau bias sendiri, adalah suatu metode untuk mengatur tegangan basis-emitor (V_BE) dalam sebuah transistor menggunakan resistor yang terhubung dari emitter ke ground. Metode ini menggunakan resistor emitter untuk menciptakan tegangan bias yang stabil tanpa memerlukan sumber tegangan eksternal tambahan.

Berikut adalah prinsip kerja self bias:

• Resistor Emitter (Re): Sebuah resistor (Re) terhubung antara emitter transistor dan ground. Resistor ini memastikan bahwa ada tegangan yang stabil yang dibentuk di sepanjang sirkuit emitter.

• Arus Basis (I_B): Arus basis yang mengalir ke transistor menimbulkan tegangan jatuh pada resistor emitter (Re) sesuai dengan hukum Ohm (V_Re = I_B * Re).

• Tegangan Basis-Emitor (V_BE): Tegangan V_BE yang dibutuhkan untuk mengaktifkan transistor secara proporsional terhadap arus basis dihasilkan oleh tegangan jatuh pada resistor emitter Re.

Keuntungan dari self bias termasuk kestabilan yang lebih baik terhadap variasi transistor, karena tegangan V_BE tergantung pada arus emitter yang lebih stabil daripada arus basis yang mungkin bervariasi. Namun, self bias juga memiliki beberapa kelemahan, seperti kurangnya fleksibilitas dalam mengatur titik kerja (bias point) transistor dan potensi pemborosan daya karena tegangan jatuh pada resistor emitter.

Gambar Rangkaian Self Bias

Rumus untuk Rangkaian Self Bias

3) Bias Pembagi Tegangan (Voltage Divider Bias)

Bias pembagi tegangan adalah salah satu metode bias yang paling sering digunakan untuk transistor karena menawarkan stabilitas yang lebih baik dibandingkan metode bias basis-tetap. Pada konfigurasi ini, dua resistor, biasanya disebut $R_1$ dan $R_2$, dihubungkan secara seri antara sumber tegangan positif (Vcc) dan ground. Titik tengah dari pembagi tegangan ini memberikan tegangan bias yang stabil ke basis transistor.

Cara kerjanya adalah sebagai berikut: Tegangan dari sumber (Vcc) dibagi oleh dua resistor, sehingga tegangan yang diterapkan ke basis transistor (Vb) menjadi hasil pembagian tersebut. Dengan memilih nilai resistor yang tepat, tegangan bias basis (Vb) dapat diatur sedemikian rupa untuk mencapai titik kerja yang diinginkan pada transistor. Keuntungan utama dari metode ini adalah kemampuannya untuk menjaga arus basis tetap konstan meskipun terjadi variasi dalam nilai beta (β) transistor atau perubahan suhu. Hal ini karena tegangan yang diterapkan ke basis tidak secara langsung bergantung pada arus basis, melainkan pada rasio resistor dalam pembagi tegangan.

Dalam konfigurasi ini, resistor emitter ($R_E$) sering ditambahkan untuk meningkatkan stabilitas lebih lanjut. Resistor emitter menyebabkan tegangan bias pada emitter (Ve) menjadi lebih stabil terhadap perubahan arus kolektor (Ic), karena tegangan pada emitter adalah produk dari arus emitter dan nilai resistor emitter ($Ve = I_E \cdot R_E$). Dengan demikian, arus basis (Ib), yang merupakan selisih antara arus emitter dan arus kolektor (karena $I_E \approx I_C$), tetap stabil.

Secara keseluruhan, bias pembagi tegangan adalah metode yang sangat andal untuk mempertahankan stabilitas titik kerja transistor, membuatnya menjadi pilihan yang populer dalam desain rangkaian elektronik yang membutuhkan kinerja yang konsisten dan stabil.

4) Bias Emitator-Terhubung Langsung (Direct Coupled Emitter Bias)

Bias emitter-terhubung langsung adalah metode bias yang digunakan dalam konfigurasi pasangan langsung (direct-coupled). Pada konfigurasi ini, emitor satu transistor dihubungkan langsung ke basis transistor berikutnya, tanpa menggunakan kapasitor kopling. Metode ini sering digunakan dalam penguat diferensial dan beberapa rangkaian logika.

Dalam bias emitter-terhubung langsung, transistor pertama memberikan sinyal output yang diumpankan langsung ke transistor kedua. Ini berarti tegangan emitor transistor pertama menjadi tegangan basis transistor kedua. Karena emitor dan basis transistor berikutnya terhubung langsung, tegangan bias yang diterapkan ke transistor kedua sangat bergantung pada tegangan emitor transistor pertama.

Keuntungan utama dari metode ini adalah pengurangan jumlah komponen dalam rangkaian, karena tidak memerlukan kapasitor kopling antara transistor. Selain itu, konfigurasi ini dapat membantu mengurangi distorsi sinyal dan meningkatkan respon frekuensi rangkaian. Namun, penghilangan kapasitor kopling juga berarti bahwa perubahan dalam arus atau tegangan pada satu transistor dapat langsung mempengaruhi transistor berikutnya, sehingga analisis dan desain rangkaian ini bisa lebih kompleks.

Bias emitter-terhubung langsung juga memiliki keuntungan dalam stabilitas suhu, karena tegangan emitor cenderung berubah mengikuti tegangan basis, menjaga hubungan tegangan basis-emitor (Vbe) konstan. Ini membantu menjaga titik kerja transistor tetap stabil meskipun ada perubahan suhu atau variasi dalam karakteristik transistor.

Secara keseluruhan, bias emitter-terhubung langsung adalah metode yang efisien dan stabil untuk menghubungkan beberapa transistor dalam satu rangkaian, memungkinkan transfer sinyal langsung tanpa distorsi yang signifikan dan dengan respon frekuensi yang baik. Namun, desain dan analisis rangkaian ini memerlukan perhatian khusus untuk memastikan bahwa setiap transistor beroperasi dalam kondisi yang diinginkan dan bahwa perubahan dalam satu bagian dari rangkaian tidak menyebabkan ketidakstabilan dalam bagian lainnya.

5) Bias Pengikut Emitter (Emitter Follower Bias)

Bias pengikut emitter, juga dikenal sebagai konfigurasi emitter follower, adalah salah satu metode bias transistor yang sering digunakan dalam rangkaian elektronik. Dalam konfigurasi ini, tegangan bias diterapkan ke basis transistor, dan emitor dihubungkan langsung ke beban. Pada dasarnya, emitor "mengikuti" tegangan basis tetapi dengan penurunan tegangan sebesar tegangan basis-emitor (Vbe), yang biasanya sekitar 0,7 volt untuk transistor silikon.

Konfigurasi pengikut emitter memiliki beberapa keunggulan yang membuatnya populer dalam berbagai aplikasi. Salah satu keunggulan utamanya adalah impedansi input yang tinggi dan impedansi output yang rendah. Ini membuatnya sangat cocok untuk digunakan sebagai buffer, yang dapat mengisolasi tahap input dari tahap output tanpa mengganggu sinyal.

Keuntungan lain dari bias pengikut emitter adalah stabilitasnya terhadap perubahan beta (β) transistor dan variasi suhu. Karena arus emitor adalah hasil dari arus basis yang diperkuat dengan faktor beta, dan karena emitor terhubung ke beban, variasi kecil dalam arus basis tidak secara signifikan mempengaruhi arus emitor. Ini membantu menjaga tegangan emitor relatif stabil meskipun ada variasi dalam karakteristik transistor.

Selain itu, konfigurasi pengikut emitter tidak memberikan gain tegangan (penguatan tegangan), tetapi memberikan gain arus (penguatan arus). Dengan kata lain, tegangan output (tegangan emitor) hampir sama dengan tegangan input (tegangan basis), tetapi arus yang disediakan ke beban jauh lebih besar daripada arus yang masuk ke basis. Ini membuatnya sangat berguna dalam aplikasi di mana sinyal harus diperkuat dalam hal arus, bukan tegangan.

Dalam rangkaian praktis, bias pengikut emitter sering digunakan dalam tahap akhir dari penguat sinyal audio atau RF, di mana sinyal harus diberikan ke beban dengan impedansi rendah tanpa mengubah amplitudo tegangan secara signifikan. Ini juga digunakan dalam rangkaian logika dan rangkaian penyesuaian impedansi untuk memastikan bahwa sinyal dapat ditransfer dengan efisien antara berbagai tahap rangkaian.

Secara keseluruhan, bias pengikut emitter adalah metode yang efektif dan andal untuk mengatur tegangan dan arus dalam rangkaian transistor, dengan banyak aplikasi praktis yang memanfaatkan keunggulannya dalam stabilitas dan penyesuaian impedansi.

   8. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. 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. Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

• Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
• Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
• Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
• Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :

  9. Buzzer

Kata buzzer sebetulnya berasal dari Bahasa Inggris, artinya bel, lonceng, atau alarm. Sedangkan pengertian buzzer secara harfiah adalah alat yang digunakan untuk atau dimanfaatkan untuk menyampaikan dan menyebarluaskan pengumuman. Jadi pada bagian ini buzzer digunakan sebagai output yaitu sebagai penanda atau sebagai bel peringatan.

10.  Logic state

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.  

Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :

• HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
• TRUE (benar) dan FALSE (salah)
• ON (Hidup) dan OFF (Mati)
• 1 dan 0

 7 jenis gerbang logika :

1. Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
2. Gerbang OR  : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
3. Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
4. Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
5. Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
6. Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
7. Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1. 
   
   
   

  11. Dioda

Pengertian 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. Sehingga anode dapat menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tetapi tika sebaliknya katoda ke anoda.

Simbol Dioda

Perhatikan gambar Dioda berikut ini:

Gambar di atas merupakan bentuk sederhana dari dioda. Ada simbol + berarti aliran yang positif disebut anoda sedangkan simbol – berarti negatif disebut katoda.

Jenis Dioda

Berikut ini adalah jenis diode diantaranya:

1. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
2. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
3. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali
4. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
5. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya

12. OPAMP

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. Terminal yang terdapat pada Simbol Op-Amp (Operational Amplifier/penguat operasional) diantaranya adalah :

1. Masukan non-pembalik (Non-Inverting) +
2. Masukan pembalik (Inverting) –
3. Keluaran Vout
4. Catu daya positif +V
5. Catu daya negatif -V

Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup.  Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

 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.

 

13. LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya. Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube. LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. 

Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED :

Bahan Semikonduktor	Wavelength	Warna
Gallium Arsenide (GaAs)	850-940nm	Infra Merah
Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)	630-660nm	Merah
Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)	605-620nm	Jingga
Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N)	585-595nm	Kuning
Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP)	550-570nm	Hijau
Silicon Carbide (SiC)	430-505nm	Biru
Gallium Indium Nitride (GaInN)

    14. 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. Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. 

Bentuk dan Simbol Motor DC

Prinsip Kerja Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

 15. Switch

Sakelar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik.

Cara Kerja Saklar Listrik

Pada dasarnya, sebuah Saklar sederhana terdiri dari dua bilah konduktor (biasanya adalah logam) yang terhubung ke rangkaian eksternal, Saat kedua bilah konduktor tersebut terhubung maka akan terjadi hubungan arus listrik dalam rangkaian. Sebaliknya, saat kedua konduktor tersebut dipisahkan maka hubungan arus listrik akan ikut terputus.

Berikut ini adalah Simbol Saklar berdasarkan jumlah Pole dan Throw-nya.

5. percobaan[Kembali]

a) Prosedur

• Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus
• Susunlah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini
• Resistor  yang digunakan ada diberi hambatan 220k, 100k, 10k, 220 dan 200.
• Baterai yang digunakan diberi tegangan yaitu 12V.
• Power yang digunakan diberi tegangan yaitu 9V dan 7V.
• Buzzer yang digunakan diberi tegangan 12V
• Relay yang digunakan diberi tegangan 5V.
• Setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.
• Jalankan sensor Flame , Pir, Vibration dan mq-2 dengan menekan logicstate yaitu mengubah dari angka nol menjadi satu.
• Jika rangkaian benar, maka sensor flame, sensor mq-2 dan sensor Pir akan bekerja  sehingga led menyala, buzzer berbunyi dan motor pun bergerak.
• Jika logicstatenya tidak dijalankan atau berlogika 0 maka motor tidak akan bergerak, led tidak menyala, dan buzzer tidak berbunyi.

b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

Prinsip Kerja :

1) Sensor Flame

Flame sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan nyala api. Ini bekerja dengan cara menangkap radiasi cahaya yang dihasilkan oleh api. Ketika api menyala, sensor mendeteksi cahaya dari api tersebut dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sinyal ini kemudian digunakan untuk memicu tindakan tertentu, seperti mematikan sistem pembakaran atau memberikan peringatan keamanan. Jadi, prinsip dasarnya adalah mendeteksi cahaya dari nyala api untuk mengambil langkah-langkah pencegahan yang diperlukan. untuk cara kerjanya dalam Sistem Kontrol Kebakaran sebagai berikut. Yang mana sensor ini berperan ketika adanya api akan membuat sensor ini ter Trigger yg ditandai dengan logika 1 dan melepaskan output ke Op-Amp yg dirangkai dengan konfigurasi Voltage Follower Amplifier yg mana V out = V in, dan Tegangan keluaran di umpankan ke kaki resistor dan lanjut ke kaki Basis.Dikarenakan Selisih tegangan di kaki basis dan emitor memenuhi syarat untuk transistor aktif, maka arus dari VCC akan mengalir ke Relay dan lanjut ke kaki collector dan keluar dari kaki emittor dan menuju resistor dan lanjut ke ground.Dikarenakan Arus Mengalir ke Relay dan Tegangan Pada relay >5 Volt maka switch akan menutup dan membuat Baterai Hidup dan menjalankan rangkaian output dari sensor yaitu LED dan Pompa Air.

2) Sensor Mq-2

MQ-2 menggunakan prinsip kerja resistansi semikonduktor yang berubah saat terpapar gas tertentu. Sensor ini terdiri dari elemen sensor gas, yang merupakan sebuah tabung logam berisi lapisan film semikonduktor. Ketika gas tertentu hadir di sekitar sensor, gas tersebut berinteraksi dengan film semikonduktor, mengubah resistansinya. Perubahan ini kemudian diukur dan diinterpretasikan untuk mendeteksi keberadaan gas. Pada Rangkaian sensor mq 2 berperan sebagai pendeteksi adanya gas.Sehingga sensor mendeteksi adanya gas, mq2 sensor akan aktif yg ditandai dengan logika 1,dan akan melepaskan output ke Op-Amp yg dirangkai dengan konfigurasi Non Inverting Amplifier yg mana V out = (Rf/Ri + 1 )V in, dan Tegangan keluaran di umpankan ke kaki resistor dan lanjut ke kaki Basis.Dikarenakan Selisih tegangan di kaki basis dan emitor memenuhi syarat untuk transistor aktif, maka arus dari VCC akan mengalir ke R14 berlanjut ke kaki basis, dan arus dari VCC juga menuju Relay dan lanjut ke kaki collector dan keluar dari kaki emittor dan lanjut ke ground.Dikarenakan Arus Mengalir ke Relay dan Tegangan Pada relay >5 Volt maka switch akan menutup dan membuat Baterai Hidup dan menjalankan rangkaian output dari sensor yaitu Buzzer,LED dan Pompa Penghisap.

3) Sensor Pir

PIR (Passive Infrared) sensor adalah jenis sensor yang digunakan untuk mendeteksi perubahan suhu yang dihasilkan oleh objek yang bergerak di area pendeteksian sensor. Sensor ini sering digunakan untuk deteksi gerakan manusia dalam aplikasi keamanan, otomatisasi, dan penghematan energi. Dalam Rangkaian Sistem Kontrol kebakaran ini,peranan dari sensor ini adalah mendeteksi orang-orang yg bergerak untuk keluar dari dapur,sehingga akan membukakan pintu. Untuk cara kerja dari sensor ini. Ketika Pir sensor ini Ter-Trigger maka sensor akan aktif yg ditandai dengan logika 1,dan akan melepaskan output ke Op-Amp yg dirangkai dengan konfigurasi Differential Amplifier yg mana V out = (R10/R1 )(V2-V1) , dan Tegangan keluaran di umpankan ke kaki resistor dan lanjut ke kaki Basis.Dikarenakan Selisih tegangan di kaki basis dan emitor memenuhi syarat untuk transistor aktif, maka arus dari VCC akan mengalir ke R20 berlanjut ke kaki basis, dan arus dari VCC juga menuju Relay dan lanjut ke kaki collector dan keluar dari kaki emittor dan lanjut ke ground.Dikarenakan Arus Mengalir ke Relay dan Tegangan Pada relay >5 Volt maka switch akan menutup dan membuat Baterai Hidup dan menjalankan rangkaian output dari sensor yaitu Motor Pembuka Pintu.

4) Sensor Suara

Sound sensor, juga dikenal sebagai sensor suara atau sensor mikrofon, adalah perangkat elektronik yang dirancang untuk mendeteksi keberadaan suara atau gelombang suara di lingkungannya. Sensor ini bekerja dengan cara mengonversi gelombang suara menjadi sinyal listrik yang dapat diolah oleh perangkat elektronik atau mikrokontroler. Pada Rangkaian, sensor Suara berperan sebagai pendeteksi adanya Suara Buzzer.Sehingga sensor mendeteksi adanya suara Buzzer, Sensor suara akan aktif yg ditandai dengan logika 1,dan akan melepaskan output ke Op-Amp yg dirangkai dengan konfigurasi Non Inverting Additive Amplifier yg mana V out = V1 = V2 , dan Tegangan keluaran di umpankan ke kaki resistor dan lanjut ke kaki Basis.Dikarenakan Selisih tegangan di kaki basis dan emitor memenuhi syarat untuk transistor aktif, maka arus dari VCC akan mengalir ke R13 berlanjut ke kaki basis, dan arus dari VCC juga menuju Relay dan lanjut ke kaki collector dan keluar dari kaki emittor dan lanjut ke ground.Dikarenakan Arus Mengalir ke Relay dan Tegangan Pada relay >5 Volt maka switch akan menutup dan membuat Baterai Hidup dan menjalankan rangkaian output dari sensor yaitu Motor Pembuka Jendela Darurat.

5) Sensor Suhu

Sensor suhu adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mengukur suhu di lingkungan tertentu dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat diinterpretasikan oleh sistem elektronik atau mikrokontroler. Pada Rangkaian Sistem Kontrol Kebakaran ini, Sensor suhu adalah sebuah sensor Analog yg mana ketika sensor ini mendeteksi adanya kenaikan suhu diatas 60 derajat maka akan membuat output dari sensor yaitu melepaskan gas halogen akan ter aktifkan. Sistem Bekerja dengan aktifnya sensor ketika suhu diatas 60 derajat yg membuat tegangan input op amp juga akan ikut naik dan melebihi dari tegangan referensi sehingga akan mengeluarkan output positif yg diumpankan ke kaki resistor dan Dikarenakan Selisih tegangan di kaki basis dan emitor memenuhi syarat untuk transistor aktif, maka arus dari VCC menuju Relay dan lanjut ke kaki collector dan keluar dari kaki emittor dan lanjut ke ground.Dikarenakan Arus Mengalir ke Relay dan Tegangan Pada relay >5 Volt maka switch akan menutup dan membuat Baterai Hidup dan menjalankan rangkaian output dari sensor yaitu Motor Penyemprot gas Halogen. ketika suhu dibawah 60 maka tegangan input juga ikut menurun dan mebuat tegangan input lebih kecil dari pada tegangan referensi, yg menyebabkan V out nya bernilai negatif dan menonaktifkan transistor sehingga arus dari vcc tidak mengalir dan membuat rangkaian output sensor tidak berjalan.

c) Video Simulasi

6. Download File[Kembali]

Download Rangkaian TB Kontrol Kebakaran Di Dapur klik disini
Download Video Simulasi Rangkaain TB Kontrol Kebakaran di Dapur klik disini
Download Video klik disini
Download HTML klik disini
Download Library Sensor Flame klik disini
Download Library Sensor Gas klik disini
Download Library Sensor PIR klik disini
Download Library Sensor Suara klik disini
Download Datasheet Baterai klik disini
Download Datasheet flame sensor disini

Download Datasheet Sensor MQ-2 klik disini
Download Datasheet pir sensor Di sini
Download Datasheet Sensor Suara klik disini
Download Datasheet resistor klik disini
Download Datasheet Relay klik disini
Download Datasheet Diode klik disini
Download Datasheet Op Amp klik disini

Download Datasheet NPN klik disini

Download Datasheet Potensiometer klik disini

Download Datasheet LED klik disini
Download Datasheet Motor klik disini
Download Datasheet Buzzer klik disini
Download Datasheet DC Voltmeter klik disini

[menuju awal]