Teknik Elektro

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.

d. Resistor

Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor y

e. Potensiometer

Spesifikasi

• Type: Rotary a.k.a Radio POT

• Available in different resistance values like 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1 M.

• Power Rating: 0.3W

• Maximum Input Voltage: 200Vdc

• Rotational Life: 2000K cycles

Yang diperlukan

- 1 buah (10 k ohm)

f. Lm 741(Op Amp)

Pin 1 : Offset Null

Pin 2 : Inverting i/p

Pin 3: Non-invering i/p

Pin 4: V-

Pin 5 : Offset Null

Pin 6 : Output

Pin 7: V+

Pin 8 : NC

Spesifikasi Bahan

g. Thermistor

Konfigurasi pin:

Pin 1 : Electrical contact

Pin 2 : Electrical contact

Catatan : Sensor ini sama seperti resistor sehingga peletakkan pinout pada rangkaian tidak bermasalah jika terbalik

Grafik Respon

Spesifikasi

h. Relay

Konfigurasi Pin

Spesifikasi

i. Motor

Motor DC digunakan sebagai actuator (output) dari rangkaian. Motor DC(Fan) ini berfungsi untuk mendingankan mesin yang melebihi suhu tertentu

Konfigurasi pin

Pin 1 : Terminal 1

Pin 2: Terminal 2

Catatan: Masing masing terminal jika dipasang terbalik akan menghasilkan putaran yang terbalik juga

Spesifikasi

j. Transistor 2n1711

Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika.

Jenis-jenis Transistor Bipolar

Transistor Bipolar terdiri dari dua jenis yaitu Transistor NPN dan Transistor PNP. Tiga Terminal Transistor ini diantaranya adalah terminal Basis, Kolektor dan Emitor.

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.
Transistor PNP adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan negatif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Emitor ke Kolektor.

k. Buzzer

Buzzer akan mengularkan bunyi pada kondisi yang telah ditentukan

l. Sensor MQ2

Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog.

3. DASAR TEORI [kembali]

Thermistor PTC

Thermistor merupakan resistor yang sensitif terhadap perubahan suhu dalam listrik. Resistansi akan berubah jika temperature badan sensor berubah. Hal ini berbeda dibandingkan dengan a wirewound or metal film resistance temperature.

Pada temperature di bawah 0C sampai r min nilai resistansi adalah rendah dan RT vs. T memberikan koefisien temperature negative. Jika temperature naik maka koefisien dari resistansi akan menjadi postif dan resistansi akan naik. Ketika batas atau switching temperature maka tingkat kenaikan akan lebih signifikan dan karakteristik PTC akan semakin curam. Ketika resistansi temperature menjadi maksimum maka koefisien akan menjadi negative kembali.

Komparator

Komparator merupakan salah satu konfigurasi Op-Amp yang paling sederhana. Komparator berfungsi untuk membandingkan nilai dari kedua masukannya dengan memanfaatkan penguatan tegangan open loop Op-Amp yang nilainya sangat besar. Dengan demikian, apabila terdapat selisih atau perbedaan nilai dari kedua masukan Op-Amp, akan membuat tegangan keluaran menjadi saturasi atau mendekati nilai dari sumber tegangan yang diberikan. Rangkaian komparator dapat dilihat pada gambar

Prinsip Kerja Komparator adalah

Jika V+ > V- maka tegangan keluaran = +Vsaturasi = +VCC Jika V+ < V- maka tegangan keluaran = -Vsaturasi = -VEE

Namun jika V+ = V- nilainya menyesuaikan dengan tipe Op-Amp yang digunakan, karena secara ideal jika V+ = V- maka Vout = 0 V.

Tetapi pada praktiknya Vout ≠ 0 akibat adanya tegangan offset. Dengan kemampuan tersebut, komparator dapat digunakan sebagai pengkondisi sinyal yang umumnya membandingkan sinyal keluaran dari sensor dan tegangan referensi. Tegangan referensi merupakan tegangan yang nilainya tetap. Tegangan referensi dapat diperoleh dengan cara memberikan supply tegangan DC pada salah satu kaki Op-Amp sehingga didapatkan nilai yang tetap. Kemudian untuk mengatur nilai dari tegangan DC yang diberikan dapat digunakan rangkaian pembagi tegangan. berikut contoh penerapan komparator menggunakan rangkaian pembagi tegangan dapat dilihaat pada gambar 2

Transistor

Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor 2SC1162 bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).

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. 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.

Grafik Transistor

Op Amp

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.

Karakteristik IC OpAmp

· 1. Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)

· 2. Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)

· 3. Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)

· 4. Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)

5. Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)

· 6. Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Inverting Amplifier

NonInverting

Komparator

Adder

Rangkaian Dasar OpAmp

Bentuk Gelombang

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.

Terdapat besi atau yang disebut dengan nama iron core dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga ketika kumparan coil diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik armature untuk pindah posisi dari normally close ke normally open. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru normally open yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normally close.

Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Maksimum beban AC 10A @ 250/125V
4. Maksimum baban DC 10A @ 30/28V
5. Switching maksimum 300 operasi/menit

Buzzer

Buzzer listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.

Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi kisaran 1-5 KHz hingga 100 KHz untuk aplikasi ultrasound. Tegangan operasional buzzer yang umumnya berkisar 3-12 V.

Cara Kerja Buzzer

Tegangan Listrik yang mengalir ke buzzer akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut akan diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh manusia.

Motor DC

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.

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).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

Battery

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.

Prinsip operasi

Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit.

Sensor MQ2

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.

Sifat conductivity semakin naik jika konsentrasi gas asap semakin tinggi di sekitar sensor gas. Lebih jelas nya bisa dilihat di datasheet sensor ini. Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah sebagai berikut:

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

Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000 sensor ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V .

prinsip kerja

Sensor Asap MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang berasal dari gas mudah terbakar di udara. Pada dasarnya sensor ini terdiri dari tabung aluminium yang dikelilingi oleh silikon dan di pusatnya ada elektroda yang terbuat dari aurum di mana ada element pemanasnya.

Ketika terjadi proses pemanasan, kumparan akan dipanaskan sehingga SnO2 keramik menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-2 akan menghasilkan tegangan analog.

4. PROSEDUR DAN PRINSIP KERJA RANGKAIAN [kembali]

Prosedur :

Buka aplikasi proteuss

Pilih komponen yang dibutuhkan seperti : thermistor ptc, resistor, opamp lm741, transistor 2n1711, Generator DC, motor, ground, Relay, Sensor MQ2, buzzer

Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan

Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

Tambahkan DC voltmeter untuk mengetahui besar tegangan yang dinginkan.

Jalankan simulasi rangkaian.

PRINSIP KERJA RANGKAIAN :

Ketika suhu diatas atau sama 150 derajat Celcius, maka sensor akan mengeluarkan output diatas 7,37 V setelah lanjut ke rangkaian non inverting komparator yang vreff nya diatur sebesar 7,38V sehingga ketika tegangan dari sensor kurang dari Vreff maka akan mengeluarkan output -7,98 dan terus menuju ke resistor 10k ohm dan mengeluarkan output tegangan di kaki basis transistor sebesar -0,79V, karena tegangan dikaki basis kecil dari 0,7V maka transistor tidak akan aktif, sehingga tidak ada arus yang mengalir di collector dan relay juga tidak akan aktif, sehingga motor tidak berputar. Ini mengartikan jika suhu mesin sudah 150 derajat maka mesin akan berhenti berputar sampai mesin dingin kembali.

Jika suhu yang terbaca pada sensor kurang dari 150 derajat maka tegangan output akan sebesar 7,38V sehingga tegangan output akan sama atau besar dari Vreff, maka output komparator akan bernilai posotif sebesar 7,9 V, setelah itu masuk ke resistor 10k ohm, dan tegangan menjadi 0,79V di kaki basis transistor, sehingga transistor akan aktif, maka arus akan mengalir dari tegangan supplay 9V di collector terus ke emitor dan ke ground, karena adanya arus yang mengalir melewati relay, maka relay akan aktif sehingga batterai akan menyuplai tegangan ke motor, sehingga motor akan berputar, yang mengartikan mesin berjalan lagi.

Untuk rangkaian sensor MQ2
ketika testpin pada sensor berlogika 1, artinya sensor mendeteksi adanya asap, sehingga sensor akan mengeluarkan output sebesar 5V, terus ke resistor 10k ohm sehingga tegangan menjadi 0,76 V di kaki basis transistor, sehingga transistor akan aktif, dan arus akan mengalir dari tegangan supplay 5V di collector ke emitor dan ke ground. Karena adanya arus yang mengalir di collector maka relay akan aktif, sehingga batterai akan menyuplai tegangan ke buzzer sehingga buzzer berbunyi. yang menandakan adanya asap dari mesin

5. RANGKAIAN DAN VIDEO [kembali]

a. Rangkaian