Inverting adder amplifier

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

1. Pendahuluan[kembali]

Inverting adder amplifier, atau sering disebut sebagai penguat penjumlah terbalik, adalah salah satu aplikasi dasar dari penguat operasional (op-amp). Ini digunakan untuk menjumlahkan beberapa sinyal input dengan cara membalikkan fasa mereka.

Inverting adder amplifier adalah rangkaian penguat yang menghasilkan output yang merupakan jumlah dari beberapa sinyal input yang dibalik fasa-nya. Ini menggunakan op-amp dalam konfigurasi inverting (terbalik), di mana sinyal input diberikan melalui resistor ke input inverting (-) dari op-amp.

2. Tujuan[kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja rangkaian Inverting Adder Amplifier.
2. Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian pengaplikasian op-amp yaitu bantal pencegah ngorok dan anti sakit leher.
3. Mengetahui bentuk rangkaian op amp inverting adder amplifier dan mensimulasikan pengaplikasian op-amp pada software proteus.

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

GAMBAR OSILOSKOP

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

Generator

a. Power Supply

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

b. Baterai

Spesifikasi dan Pinout Baterai

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

Bahan

· RESISTOR

GAMBAR 1. RESISTOR

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

Op-Amp

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).

Transistor NPN

Sederhananya, transistor NPN merupakan komponen elektronika yang terdiri dari dua semikonduktor tipe-n yang mengapit semikonduktor. Ketika sinyal kecil diberikan pada lapisan basis transistor, maka transistor NPN akan mengalirkan arus listrik dari lapisan kolektor ke lapisan emitor. Arus listrik yang mengalir melalui transistor dapat dikendalikan oleh sinyal kecil yang diberikan pada lapisan basis.

A.) Komponen Input

Sensor Gas

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 gas asap MQ-2 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

Sensor Infrared

Spesifikasi:

grafik respon sensor :
Sensor Vibrator

Spesifikasi:

Grafik respon sensor

B) Komponen Output

1).LED
Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda.

Klasifikasi 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.
Pin Out:

2).Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau swirch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch).

Spesifikasi

Konfigurasi Pin:

3).Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).

Spesifikasi :

Built-in gearbox
Vsuplai : Dc 12V
Arus : 2 A
Speed : 400 rpm
Torsi : 6.5 Kg.cm
Ratio gear : 1:21
Dimensi body : panjang 5 cm x diameter 2,5 cm
Dimensi shaft : panjang 1 cm x diameter 4 mm
Berat : 0,2 Kg

Pinout

Grafik respon

4). Logic Gates

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

4. Dasar Teori[kembali]

A. OP AMP

Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut dengan Op-Amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguataudio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analoglainnya.
   Op-amp pada umumnya tersedia dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki karakteristik mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu:
           1. Gain tak berhingga.
           2. Impedansi input tak berhingga.
           3. Impedansi output bernilai 0.
   Namun, dalam praktiknya Op-Amp memiliki Gain dan Impedansi input yang sangat besar namun bukan tak berhingga sehingga Impedansi output akan sangat kecil hingga mendekati nilai 0.

Gambar 7. Simbol Op-Amp
   Dapat dilihat bahwa Op-Amp secara umum memiliki 4 pin, yaitu masukan inverting dengan tanda (-), masukan non-inverting dengan tanda (+), masukan tegangan positif dan tegangan negatif dan pin keluaran atau output. Dalam Op-Amp, terdapat dua perbudaan bagi tegangan yang diinputkan ke dalamnya. tegangan dapat dimasukan pada masukan inverting dan juga dapat dimasukkan pada msukan non-inverting. Pada masukan Inverting tegangan input akan menghasilkan output dengan beda fasa 180 derjat atau dapat dikatakan gelombang uotput akan terbalik dari gelombang input.
Inverting Adder Amplifier
angkaian adder atau penjumlah sinyal dengan Op-amp adalah konfigurasi Op-Amp sebagai penguat dengan diberikan input lebih dari satu untuk menghasikan sinyal ouput yang linier sesuai dengan nilai penjumlahan sinyal input dan faktor penguatan yang ada. Pada umumnya rangkaian adder/penjumlah dengan Op-Amp adalah rangkaian penjumlah dasar yang disusun dengan penguat inverting atau non inverting yang diberikan input lebih dari 1 line. Rangkaian adder/penjumlah secara sederhana dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Adder/Penjumlah Inverting penguat penjumlah inverting,inverting adder dengan Op-amp,penjumlah inverting dengan op-amp,rangkaian penjumlah inverting dengan op-amp,rangkaian penjumlah membalik,inverting adder circuit,penjumlah sinyal inverting, Pada operasi adder/penjumlah sinyal secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). Besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan Resistor input masing-masing (R1, R2, R3). Masing-masing tegangan output (Vout) dari penguatan masing-masing sinyal input tersebut secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut : V_{out}1=-(V1.\frac{Rf}{R1})\rightarrow V_{out}2=-(V1.\frac{Rf}{R2})\rightarrow V_{out}3=-(V1.\frac{Rf}{R3}) Besarnya tegangan output (Vout) dari rangkaian adder/penjumlah inverting diatas dapat dirumuskan sebagai berikut. Vout=-\left ( \left ( V1\cdot \frac{Rf}{R1} \right )+\left ( V2\cdot \frac{Rf}{R2} \right )+\left ( V3\cdot \frac{Rf}{R3} \right ) \right )

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/adder-penjumlah-dengan-op-amp/
Copyright © Elektronika Dasar
Rangkaian adder atau penjumlah sinyal dengan Op-amp adalah konfigurasi Op-Amp sebagai penguat dengan diberikan input lebih dari satu untuk menghasikan sinyal ouput yang linier sesuai dengan nilai penjumlahan sinyal input dan faktor penguatan yang ada. Pada umumnya rangkaian adder/penjumlah dengan Op-Amp adalah rangkaian penjumlah dasar yang disusun dengan penguat inverting atau non inverting yang diberikan input lebih dari 1 line. Rangkaian adder/penjumlah secara sederhana dapat dilihat pada gambar berikut.
                   Rangkaian Adder/Penjumlah Inverting
Rangkaian adder atau penjumlah sinyal dengan Op-amp adalah konfigurasi Op-Amp sebagai penguat dengan diberikan input lebih dari satu untuk menghasikan sinyal ouput yang linier sesuai dengan nilai penjumlahan sinyal input dan faktor penguatan yang ada. Pada umumnya rangkaian adder/penjumlah dengan Op-Amp adalah rangkaian penjumlah dasar yang disusun dengan penguat inverting atau non inverting yang diberikan input lebih dari 1 line. Rangkaian adder/penjumlah secara sederhana dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Adder/Penjumlah Inverting

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/adder-penjumlah-dengan-op-amp/
Copyright © Elektronika Dasar
angkaian adder atau penjumlah sinyal dengan Op-amp adalah konfigurasi Op-Amp sebagai penguat dengan diberikan input lebih dari satu untuk menghasikan sinyal ouput yang linier sesuai dengan nilai penjumlahan sinyal input dan faktor penguatan yang ada. Pada umumnya rangkaian adder/penjumlah dengan Op-Amp adalah rangkaian penjumlah dasar yang disusun dengan penguat inverting atau non inverting yang diberikan input lebih dari 1 line. Rangkaian adder/penjumlah secara sederhana dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Adder/Penjumlah Inverting penguat penjumlah inverting,inverting adder dengan Op-amp,penjumlah inverting dengan op-amp,rangkaian penjumlah inverting dengan op-amp,rangkaian penjumlah membalik,inverting adder circuit,penjumlah sinyal inverting, Pada operasi adder/penjumlah sinyal secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). Besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan Resistor input masing-masing (R1, R2, R3). Masing-masing tegangan output (Vout) dari penguatan masing-masing sinyal input tersebut secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut : V_{out}1=-(V1.\frac{Rf}{R1})\rightarrow V_{out}2=-(V1.\frac{Rf}{R2})\rightarrow V_{out}3=-(V1.\frac{Rf}{R3}) Besarnya tegangan output (Vout) dari rangkaian adder/penjumlah inverting diatas dapat dirumuskan sebagai berikut. Vout=-\left ( \left ( V1\cdot \frac{Rf}{R1} \right )+\left ( V2\cdot \frac{Rf}{R2} \right )+\left ( V3\cdot \frac{Rf}{R3} \right ) \right )

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/adder-penjumlah-dengan-op-amp/
Copyright © Elektronika Dasar
angkaian adder atau penjumlah sinyal dengan Op-amp adalah konfigurasi Op-Amp sebagai penguat dengan diberikan input lebih dari satu untuk menghasikan sinyal ouput yang linier sesuai dengan nilai penjumlahan sinyal input dan faktor penguatan yang ada. Pada umumnya rangkaian adder/penjumlah dengan Op-Amp adalah rangkaian penjumlah dasar yang disusun dengan penguat inverting atau non inverting yang diberikan input lebih dari 1 line. Rangkaian adder/penjumlah secara sederhana dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Adder/Penjumlah Inverting penguat penjumlah inverting,inverting adder dengan Op-amp,penjumlah inverting dengan op-amp,rangkaian penjumlah inverting dengan op-amp,rangkaian penjumlah membalik,inverting adder circuit,penjumlah sinyal inverting, Pada operasi adder/penjumlah sinyal secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). Besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan Resistor input masing-masing (R1, R2, R3). Masing-masing tegangan output (Vout) dari penguatan masing-masing sinyal input tersebut secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut : V_{out}1=-(V1.\frac{Rf}{R1})\rightarrow V_{out}2=-(V1.\frac{Rf}{R2})\rightarrow V_{out}3=-(V1.\frac{Rf}{R3}) Besarnya tegangan output (Vout) dari rangkaian adder/penjumlah inverting diatas dapat dirumuskan sebagai berikut. Vout=-\left ( \left ( V1\cdot \frac{Rf}{R1} \right )+\left ( V2\cdot \frac{Rf}{R2} \right )+\left ( V3\cdot \frac{Rf}{R3} \right ) \right )

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/adder-penjumlah-dengan-op-amp/
Copyright © Elektronika Dasar
Pada operasi adder/penjumlah sinyal secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). Besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan Resistor input masing-masing (R1, R2, R3). Masing-masing tegangan output (Vout) dari penguatan masing-masing sinyal input tersebut secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :
$V_{out}1=-(V1.\frac{Rf}{R1})\rightarrow V_{out}2=-(V1.\frac{Rf}{R2})\rightarrow V_{out}3=-(V1.\frac{Rf}{R3})$

Pada operasi adder/penjumlah sinyal secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). Besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan Resistor input masing-masing (R1, R2, R3). Masing-masing tegangan output (Vout) dari penguatan masing-masing sinyal input tersebut secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/adder-penjumlah-dengan-op-amp/
Copyright © Elektronika Dasar

BESARNYA TEGANGAN OUTPUT (VOUT) DARI RANGKAIAN ADDER/PENJUMLAH INVERTING DIATAS DAPAT DIRUMUSKAN SEBAGAI BERIKUT.
$Vout=-\left ( \left ( V1\cdot \frac{Rf}{R1} \right )+\left ( V2\cdot \frac{Rf}{R2} \right )+\left ( V3\cdot \frac{Rf}{R3} \right ) \right )$

B. RESISTOR

GAMBAR . RESISTOR

GAMBAR 2. WARNA GELANG RESISTOR

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

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

· MASUKKAN ANGKA LANGSUNG DARI KODE WARNA GELANG KE-2

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

· MERUPAKAN TOLERANSI DARI NILAI RESISTOR TERSEBUT

CONTOH :

GELANG KE 1 : COKLAT = 1

GELANG KE 2 : HITAM = 0

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

GELANG KE 4 : PERAK = TOLERANSI 10%

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

C. OSCILLOSCOPE

siloskop adalah alat ukur Elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. Dengan menggunakan Osiloskop, kita dapat mengamati dan menganalisa bentuk gelombang dari sinyal listrik atau frekuensi dalam suatu rangkaian Elektronika. Pada umumnya osiloskop dapat menampilkan grafik Dua Dimensi (2D) dengan waktu pada sumbu X dan tegangan pada sumbu Y

Karakteristik Berbasis Waktu (Time)

Frekuensi dan Periode – Frekuensi merupakan jumlah getaran yang dihasilkan selama 1 detik yang dinyatakan dengan Hertz. Sedangkan periode adalah kebalikan dari Frekuensi, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk menempuh 1 kali getaran yang biasanya dilambangkan dengan t dengan satuan detik. Kemampuan Osiloskop dalam mengukur maksimum Frekuensi berbeda-beda tergantung pada tipe osiloskop yang digunakan. Ada yang dapat mengukur 100MHz, ada yang dapat mengukur 20MHz, ada yang hanya dapat mengukur 5MHz.

Duty Cycle (Siklus Kerja) – Duty Cycle adalah perbandingan waktu ketika sinyal mencapai kondisi ON dan ketika mencapai kondisi OFF dalam satu periode sinyal. Dengan kata lain, Siklus Kerja atau Duty Cycle adalah perbandingan lama kondisi ON dan kondisi OFF suatu sinyal pada setiap periode.

Rise dan Fall Time – Rise Time adalah waktu perubahan sinyal (durasi) dari sinyal rendah ke sinyal tinggi, contoh dari 0V ke 5V. Sedangkan Fall Time adalah waktu perubahan sinyal (durasi) dari sinyal tinggi ke sinyal rendah, contohnya perubahan dari 5V ke 0V. Karakteristik ini sangat penting dalam mengukur respon suatu rangkaian terhadap sinyalnya.

Karakteristik Berbasis Tegangan (Voltage)

Amplitudo – Amplitudo adalah ukuran besarnya suatu sinyal atau biasanya disebut dengan tingginya puncak gelombang. Terdapat beberapa cara dalam pengukuran Amplitudo yang diantaranya adalah pengukuran dari Puncak tertinggi ke Puncak terendah (Vpp), ada juga yang mengukur salah satu puncaknya saja baik yang tertinggi maupun yang terendah dengan sumbu X atau 0V.

Tegangan Maksimum dan Minimum – Osiloskop dapat dengan mudah menampilkan Tegangan Maksimum dan Minumum suatu rangkaian Elektronika.

Tegangan Rata-rata – Osiloskop dapat melakukan perhitungan terhadap tegangan sinyal yang diterimanya dan menampilkan hasil tegangan rata-rata sinyal tersebut.

Kinerja dan Spesifikasi Osiloskop

Tidak Semua Osiloskop memiliki kinerja yang sama, hal ini tergantung oleh spesifikasi pada Osiloskop tersebut. Beberapa spesifikasi penting pada Osiloskop yang menentukan kinerja Osiloskop diantaranya seperti dibawah ini :

Bandwidth (Lebar Pita) – Bandwith menentukan rentang frekuensi yang dapat diukur oleh Osiloskop. Contohnya 100MHz, 20MHz atau 10MHz

Digital atau Analog – Osiloskop dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Osiloskop Analog dan Osiloskop Digital. Osiloskop Analog menggunakan Tegangan yang diukur untuk menggerak berkas elektron dalam tabung gambar untuk menampilkan bentuk gelombang yang diukurnya. Sedangkan Osiloskop Digital menggunakan Analog to Digital Converter (ADC) untuk mengubah besaran tegangan menjadi besaran digital. Pada umumnya, Osiloskop Analog memiliki lebar pita atau bandwidth yang lebih rendah, fitur lebih sedikit dibandingkan dengan Osiloskop Digital, namun osiloskop Analog memiliki respon yang lebih cepat.

Jumlah Channel (Kanal) – Osiloskop yang dapat membaca lebih dari satu sinyal dalam waktu yang sama dan menampilkannya di layar secara simultan. Kemampuan tersebut tergantung pada jumlah kanal yang dimilikinya. Pada umumnya, Osiloskop yang ditemukan di pasaran memiliki 2 atau 4 kanal.

Sampling Rate – Sampling Rate hanya untuk Osiloskop Digital yaitu berapa kali sinyal itu dibaca dalam satu detik.

Rise Time – Spesifikasi Rise Time pada Osiloskop menunjukan seberapa cepat Osiloskop tersebut mengukur perubahan sinyal naik dari yang terendah ke yang tertinggi.

Maximum Input Voltage – Setiap peralatan elektronik memiliki batas tegangan Inputnya, tak terkecuali Osiloskop. Jika sinyal melebihi batas tegangan yang ditentukan, Osiloskop tersebut akan menjadi rusak karenanya.

Vertical Sensitivity (Sensitivitas Vertikal) – Nilai Vertical Sensitivity menunjukan kemampuan penguatan vertikal untuk memperkuat sinyal lemah pada Osiloskop. Vertical Sensitivity ini diukur dengan satuan Volt per div.

Time Base – Time Base menunjukan kisaran Sensitivitas pada Horisontal atau Sumbu Waktu. Nilai Time base diukur dengan satuan second per div.

Input Impedance – Impedansi Input digunakan pada saat pengukuran Frekuensi tinggi. Kita juga dapat menggunakan Probe Osiloskop untuk kompensasi Impedansi yang kurang.

D. Baterai

Baterai meruapakan alat yang terdapat 2 sel elektrokimia yang bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Tiap baterai memiliki kutub positif dan kutub negatif. Kutub positif artinya memiliki energi potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif. Kutub negatif artinya sumber elektron pada saat disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi listrik ke peralatan eksternal.

Fungsi Baterai

Baterai atau accu pada mobil berfungsi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia, yang akan digunakan untuk mensuplai (menyediakan) listik ke sistem starter, sistem pengapian, lampu-lampu dan komponen komponen kelistrikan lainnya. Selain itu baterai atau accu bisa digunakan untuk menstabilkan tegangan ( stabilisator ).Bila kita amati lebih detail maka fungsi baterai adalah:

Saat mesin mati sebagai sumber energi untuk menghidupkan asessoris, penerangan, radio,
Saat starter untuk menghidupkan sistem starter
Saat mesin hidup sebagai stabiliser suplai listrik pada kendaraan, dimana pada saat hidup energi listrik bersumber dari alternator.

Jenis-Jenis Baterai

Baterai Primer (Tidak dapat di isi ulang)

Baterai Primer merupakan baterai yang dipakai sekali dan tidak bisa di isi ulang. Hal ini karena baterai tersebut mudah digunakan dan harganya terjangkau. Baterai jenis ini Bisanya hanya terdapat 6volt-9 energi listrik.

Macam-macam merk Baterai Primer:

Baterai Zinc-Carbon

Baterai Mengandung bahan Zinc yang berguna sebagai Kutub Negatif dan juga sebagai pembungkus Baterainya. Sedangkan Kutub Positifnya terbuat dari Karbon yang berbentuk Batang . Baterai jenis Zinc-Carbon merupakan jenis baterai yang relatif harganya murah dibandingkan dengan jenis baterai lainnya.

Baterai Alkaline

Baterai Alkaline lebih awet jika dibandingkan dengan Baterai Zinc-Carbon. Elektrolit yang digunakan baterai alkaline adalah Potassium hydroxide yang mengandung Zat Akali sehingga namanya disebut dengan Baterai Alkaline.

Baterai Lithium

Baterai Lithium lebih awet dibanding jenis-jenis Baterai Primer lainnya. Karena Baterai Lithium dapat disimpan lebih dari 10 tahun dan dapat berfungsi pada suhu yang sangat rendah. Karena keawetannya aplikasi Memory Backup pada Mikrokomputer maupun Jam Tangan.

Baterai Silver Oxide

Baterai Silver Oxide merupakan jenis baterai yang paling mahal di banding batrai lain. Hal ini dikarenakan baterai ini menghasilkan Energi yang tinggi tetapi dengan bentuk yang relatif kecil dan ringan.

Baterai Sekunder (Baterai yang dapat di ulang)

Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang setelah habis digunakan.Perbedaan dengan baterai primer adalah pada kapasitas nya lebih besar baterai sekunder daripada primer.hal ini pun mempengaruhi Harga baterai ini mahal di pasaran.

Macam-macam Merk Baterai Sekunder :

Baterai Ni-Cd

Baterai Ni-Cd merupakan jenis baterai sekunder yang menggunakan bahan dari Nickel Oxide Hydroxide dan Metallic Cadmium sebagai bahan Elektrolitnya.dan juga kandungan baterai ini terdapat racun yang membahayakan manusia. Baterai Ni-Cd akan melakukan discharge sendiri sekitar 30% per bulan saat tidak digunakan.

Baterai Ni-MH

Baterai Ni-MH mempunyai keunggulan yang hampir sama dengan Ni-Cd, tapi baterai Ni-MH unggul di kapasitas 30% lebih tinggi dibandingkan dengan Baterai Ni-Cd ,serta tidak mengandung racun sehingga aman untuk manusia.

Baterai Li-Ion

Baterai jenis Li-Ion merupakan jenis Baterai yang paling banyak digunakan pada alat industri Elektronika seperti Digital Kamera, Handphone, Kamera dan Laptop. Baterai Li-Ion juga memiliki daya tahan siklus yang tinggi dan juga lebih ringan sekitar 30% serta menyediakan kapasitas yang lebih besar sekitar 30% jika dibandingkan dengan Baterai jenis lainnya.

Prinsip Kerja Baterai

Baterai adalah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan cara mengubah energi kimia yang terkandung didalamnya menjadi energi listrik melalui reaksi elektro kima, Redoks (Reduksi – Oksidasi). Terdapat 2 proses yang terjadi pada baterai :

Proses Pengisian : Proses pengubahan energi listrik menjadi energi kimia.

Bila baterai dihubungkan dengan beban maka, elektron mengalir ke elektroda positif (PbO2) melalui beban dari elektroda negatif (Pb), kemudian ion-ion negatif mengalir ke elektroda positif dan ion-ion positif mengalir ke elektroda negatif. Arus listrik dapat mengalir disebabkan adanya elektron yang bergerak ke dan/atau dari elektroda sel melalui reaksi ion antara molekul elektroda dengan molekul elektrolit sehingga memberikan jalan bagi elektron untuk mengalir.

Proses Pengosongan : Proses pengubahan energi kimia menjadi energi listrik.

Proses ini adalah kebalikan dari proses pengosongan dimana arus listrik dialirkan yang arahnya berlawanan dengan arus yang terjadi pada saat pengosongan. Pada proses ini setiap molekul air terurai. Ion oksigen yang bebas bersatu dengan tiap atom Pb pada plat positif membentuk timah peroxida (PbO2). Sedangkan tiap pasang ion hidrogen (2H+) yang dekat plat negatif bersatu dengan ion negatif Sulfat (SO4–) pada plat negatif untuk membentuk asam sulfat.

Kapasitas Baterai

Kapasitas baterai adalah jumlah ampere jam (Ah = kuat arus/Ampere x waktu/hour), artinya baterai dapat memberikan/menyuplai sejumlah isinya secara rata-rata sebelum tiap selnya menyentuh tegangan/voltase turun (drop voltage) yaitu sebesar 1,75 V (ingat, tiap sel memiliki tegangan sebesar 2 V; jika dipakai maka tegangan akan terus turun dan kapasitas efektif dikatakan sudah terpakai semuanya bila tegangan sel telah menyentuh 1,75 V).

Misal, baterai 12 V 75 Ah. Baterai ini bisa memberikan kuat arus sebesar 75 Ampere dalam satu jam artinya memberikan daya rata-rata sebesar 900 Watt (Watt = V x I = Voltase x Ampere = 12 V x 75 A). Secara hitungan kasar dapat menyuplai alat berdaya 900 Watt selama satu jam atau alat berdaya 90 Watt selama 10 jam.

E. Ground

Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu.

Sedangkan pada rangkaian AC, ground merupakan jalur listrik yang berhubungan dengan sistem pentanahan.

Dengan demikian pada sistem kelistrikan DC terdapat 2 kabel utama yang bersumber dari kutub positif (+) dan kutub negatif (-), sedangkan pada sistem kelistrikan AC terdapat 3 kabel utama yaitu fasa (L), netral (N), dan ground (GND).

Pada gambar diatas tampak jalur ground yang ditunjukkan dengan jalur warna kuning, sedangkan jalur Line dan Netral ditunjukan dengan warna merah dan biru.

Kualitas jalur ground yang baik akan berpengaruh pada hasil rangkaian yang kita buat.

Apa yang terjadi jika sistem ground pada rangkaian elektronika kurang baik?

Sebagai contoh rangkaian sound sistem yang menggunakan sistem kelistrikan DC, apabila ground kurang baik maka akan terasa suara “mendengung“ .

Demikian juga dengan rangkaian AC, kualitas ground yang kurang baik akan mengakibatkan kita tersengat listrik dengan skala kecil pada saat menyentuh body peralatan listrikyang terbuat dari logam.

Cara membuat ground yang baik pada rangkaian DC adalah dengan menggunakan kabel grounding yang kualitasnya baik.

Cara mengukur nilai sistem ground pada alat elektronika

Selanjutnya, untuk mengetahui kualitas dari suatu sistem ground pada rangkaian elektronika AC kita dapat menggunakan alat earth tester / grounding tester.

Untuk mengukur sebuah sistem grounding selektor kita atur pada posisi 20 Ohm.

Karena diharapkan pengukuran dengan mengatur alat pada posisi 20 Ohm akan menghasilkan pengukuran yang akurat.

Sebab sistem grounding yang baik untuk rangkaian listrik umumnya berkisar antara 1 –2 Ohm.

Earth tester biasanya dilengkapi dengan 3 buah kabel yang cukup panjang serta 2 buah tombak kecil yang nantinya ditancapkan ke tanah dengan jarak tombak satu dengan yang lain kira-kira 10 meteran.

Lalu 1 kabel sisanya disambungkan ke jalur ground rangkaian listrik.

Yang harus diperhatikan pada saat kita mengukur ground untuk instalasi listrik, pastikan jalur ground sementara diputus dahulu dari rangkaian instalasi listrik.

Setelah selesai pengukuran, barulah jalur ground kita sambungkan lagi ke rangkaian instalasi listrik.

Berikut ini adalah gambar salah satu contoh dari titik grounding yang ada pada instalasi listrik di rumah.

Anak panah warna kuning yang ada di gambar menunjukan titik groundingnya dari suatu rangkaian listrik.

Selanjutnya dari titik tersebut akan dihubungkan ke instalasi listrik dengan menggunakan kabel grounding seperti contoh di bawah ini.

Di marketplace tersedia berbagai macam ukuran diameter kabel ground dari 2,5mm - 50mm.

Standar warna kabel ground adalah kuning dan terdapat garis berwarna hijau kuning.

F. Sensor MQ-7

Sensor MQ-7 merupakan sensor gas yang digunakan dalam peralatan untuk mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari-hari, industri, atau mobil. Fitur dari sensor gas MQ-7 ini adalah mempunyai sensitivitas yang tinggi terhadap karbon monoksida (CO), stabil, dan berumur panjang. Sensor ini menggunakan catu daya heater : 5V AC/DC dan menggunakan catu daya rangkaian : 5 VDC, jarak pengukuran : 20 - 2000 ppm untuk ampuh mengukur gas karbon monoksida.

Sensor gas MQ-7 disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi kerak yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Pemanas menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk pekerjaan komponen sensitif. Sensor Gas MQ-7 dibuat dengan 6 pin, 4 dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan 2 lainnya digunakan untuk menyediakan arus pemanasan.

Cara kerjanya sesuai gambar di bawah ini, yaitu hambatan muka Rs sensor diperoleh melalui sinyal yang dipengaruhi oleh tegangan output yang terkena beban RL yang terhubung secara seri. Ketika sensor mendeteksi adanya gas CO, pengukuran sinyal output pada sensor akan diperoleh setelah heater bekerja dalam beberapa saat (2,5 menit dari tegangan tinggi ke tegangan rendah).

Berdasarkan kerja grafik respon MQ-7 di bawah ini memiliki sensitivitas tinggi dan respon cepat terhadap gas karbon monoksida dan Hidrogen sehingga saat kadar gas CO dan H2 lebih banyak terkontaminasi di suatu ruangan laboratorium, maka resistansi pada sensor gas MQ-7 akan semakin mengecil, sehingga respon sensor MQ-7 akan aktif mengumpankan tegangan untuk mengaktifkan pengaman tanda bahaya akibat kontaminasi gas beracun. Keluaran dari sensor MQ7 berupa sinyal analog.

Grafik Respon Sensor Gas MQ-7

Senosr Infrared

Sensor infrared adalah sebuah sensor yang digunakan untuk mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan oleh objek. berdasarkan prinsip bahwa semua benda dengan suhu di atas nol mutlak akan memancarkan radiasi inframerah. Ketika sensor ini mendeteksi adanya perubahan dalam pola radiasi inframerah yang diterimanya, seperti akibat adanya objek yang memotong jalur radiasi tersebut, sensor akan menghasilkan sinyal listrik yang dapat diinterpretasikan sebagai keberadaan objek. Dengan demikian, sensor infrared memungkinkan deteksi objek tanpa memerlukan kontak fisik, sehingga cocok untuk aplikasi deteksi gerakan, pengukuran suhu, dan kontrol jarak jauh.

Ada dua jenis sensor IR yang umum digunakan dalam aplikasi deteksi benda yang melewati sensor, yaitu sensor transmiter-receiver (pengirim-penerima) dan sensor reflektif:

Sensor Transmiter-Receiver: Sensor ini terdiri dari dua bagian, yaitu bagian pengirim (transmitter) yang menghasilkan sinar inframerah dan bagian penerima (receiver) yang mendeteksi pantulannya. Ketika benda melewati sinar inframerah yang dipancarkan oleh transmitter, penerima akan mendeteksi perubahan intensitas cahaya yang diterima, yang kemudian diinterpretasikan sebagai adanya benda yang melewati sensor.
Sensor Reflektif: Sensor ini menggunakan satu komponen yang berfungsi sebagai transmitter dan receiver. Sinar inframerah yang dipancarkan akan dipantulkan kembali ke sensor oleh benda yang melewati area sensor. Perubahan intensitas cahaya yang diterima oleh sensor kemudian diukur untuk mendeteksi keberadaan benda.

Dalam kedua jenis sensor tersebut, prinsip kerja utamanya adalah mendeteksi perubahan intensitas cahaya inframerah yang dipancarkan dan dipantulkan kembali oleh benda yang melewati sensor. Perubahan ini kemudian diubah menjadi sinyal elektronik yang dapat diinterpretasikan sebagai adanya benda yang melewati sensor.

Sensor IR sering digunakan dalam aplikasi deteksi otomatisasi, seperti deteksi gerakan, deteksi posisi, dan deteksi hambatan, karena sensitivitasnya terhadap perubahan cahaya yang relatif rendah dan kemampuannya untuk bekerja dalam berbagai kondisi pencahayaan.

Prinsip kerja sensor infrared

Grafik respon sensor infrared

sensor vibrator

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

Vibration sensor atau sensor getaran ini akan dihubungkan pada aset atau kita sebut saja sebuah benda. Benda ini nantinya akan dilakukan pemantauan secara nirkabel. Setelah itu benda akan dilakukan pemantuan dengan berbagai macam metode pengujian, tergantung pada jenis sensor yang digunakan. Kita bisa mendapatkan dua jenis data dari hasil pengujian:

Frekuensi

Jenis data yang pertama adalah frekuensi, atau seberapa sering getaran terjadi pada sebuah benda. Dengan melakukan pelacakan pada saat terjadi lojakan getaran pada benda, kita dapat menemukan akar masalah utama pada benda tersebut.

Intensitas

Poin kedua yang bisa kita dapatkan adalah intensitas pada saat getaran tersebut terjadi. Semakin banyak getaran yang kita dapatkan pada sebuah benda, maka akan semakin tinggi pula pengukuran intensitasnya.

5. Percobaan[kembali]

a) Prosedur[kembali]

Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi di mana alat dan bahan terletak.
Tepatkan posisi letaknya dengan gambar rangkaian
Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
Lalu mencoba menjalankan rangkaian

b) Rangkaiansimulasi [kembali]

sensor infra red

Ketika sensor infrared mendeteksi keberadaan objek di depan pintu, sensor menghasilkan tegangan output sebesar 5V. Tegangan ini kemudian dialirkan ke kaki inverting dari op-amp dalam rangkaian inverting adder amplifier, yang kemudian menghasilkan output negatif yang sebanding dengan tegangan input dari sensor. Output dari op-amp ini kemudian digunakan untuk mengaktifkan relay, yang menutup rangkaian dan memungkinkan arus mengalir melalui kontak relay. Setelah relay aktif, tegangan 12V dari powersupply dialirkan ke rangkaian yang terdiri dari resistor, transistor, dan motor. Tegangan tersebut melewati resistor dan menuju kaki base transistor, yang bertindak sebagai saklar elektronik. Jika tegangan base-emitor (VBE) pada transistor lebih besar dari 0,6V, transistor akan aktif dan mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Arus ini kemudian dialirkan melalui motor, yang mengaktifkan motor dan menyebabkan pintu terbuka. Dengan cara ini, sensor infrared, op-amp inverting adder amplifier, dan relay bekerja sama untuk mendeteksi keberadaan objek di depan pintu dan menggerakkan motor untuk membuka pintu sebagai outputnya.

sensor vibrator

Sensor vibrator mendeteksi getaran atau guncangan di sekitar pintu dan menghasilkan tegangan output yang sesuai dengan intensitas getaran tersebut. Tegangan ini kemudian dialirkan ke kaki inverting op-amp dalam rangkaian inverting adder amplifier, yang memperkuat sinyal menjadi output negatif yang proporsional dengan tegangan input dari sensor. Output dari op-amp ini digunakan untuk mengaktifkan relay, yang menutup rangkaian dan memungkinkan arus mengalir melalui kontak relay. Setelah relay aktif, tegangan 12V dari powersupply dialirkan ke rangkaian yang terdiri dari resistor, transistor, dan motor. Tegangan tersebut melewati resistor dan menuju kaki base transistor, yang bertindak sebagai saklar elektronik. Jika tegangan base-emitor (VBE) pada transistor lebih besar dari 0.6V, transistor akan aktif dan mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Arus ini kemudian dialirkan melalui motor, mengaktifkan motor dan menyebabkan pintu terbuka. Dengan cara ini, sensor vibrator, op-amp inverting adder amplifier, dan relay bekerja sama untuk mendeteksi getaran di sekitar pintu dan menggerakkan motor untuk membuka pintu sebagai outputnya.

sensor gas

Sensor gas mendeteksi keberadaan gas di sekitar pintu dan menghasilkan tegangan output yang sesuai dengan intensitas gas yang terdeteksi. Tegangan ini kemudian dialirkan ke kaki inverting op-amp dalam rangkaian inverting adder amplifier, yang memperkuat sinyal menjadi output negatif yang proporsional dengan tegangan input dari sensor. Output dari op-amp ini digunakan untuk mengaktifkan relay, yang menutup rangkaian dan memungkinkan arus mengalir melalui kontak relay. Saat relay aktif, tegangan 12V dari powersupply dialirkan ke rangkaian yang terdiri dari resistor, transistor, dan motor. Tegangan tersebut melewati resistor dan menuju kaki base transistor, yang bertindak sebagai saklar elektronik. Jika tegangan base-emitor (VBE) pada transistor lebih besar dari 0.6V, transistor akan aktif dan mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Arus ini kemudian dialirkan melalui motor, mengaktifkan motor dan menyebabkan pintu terbuka. Dengan cara ini, sensor gas, op-amp inverting adder amplifier, dan relay bekerja sama untuk mendeteksi keberadaan gas di sekitar pintu dan menggerakkan motor untuk membuka pintu sebagai outputnya.

c) Video Simulasi [kembali]

6. Download File[kembali]

Gambar Rangkaian [Download]
Video Simulasi Rangkaian [Download]
Datasheet Transistor NPN [Download]
Datasheet Transistor PNP [Download]
Datasheet Batterai [Download]
Datasheet Op-Amp [unduh]
Datasheet Motor DC [unduh]
Datasheet Relay [unduh]
Datasheet Resistor [unduh]
Datasheet Sensor Gas [unduh]
Library Sensor Proteus [unduh]