KONTROL KEBAKARAN LABORATORIUM KIMIA



 1. Pendahuluan[kembali]

Dalam dunia industri, laboratorium kimia merupakan salah satu tempat yang rentan terhadap risiko kebakaran. Bahan-bahan kimia yang mudah terbakar dan proses eksperimen yang melibatkan panas tinggi menjadi faktor utama yang dapat menyebabkan kejadian tak terduga. Untuk menjaga keamanan dan mencegah potensi bahaya, penerapan sistem kontrol kebakaran menjadi suatu keharusan yang tidak dapat diabaikan.

Dalam konteks ini, mata kuliah elektronika dalam jurusan teknik elektro memberikan kontribusi yang sangat penting. Dengan memanfaatkan prinsip-prinsip elektronika dan teknologi terkini, mahasiswa teknik elektro dapat merancang solusi kontrol kebakaran yang efektif dan efisien untuk laboratorium kimia. Dari pengembangan sensor deteksi api hingga sistem pemadaman otomatis, elektronika memberikan fondasi yang kuat untuk merancang sistem kontrol kebakaran yang dapat dipercaya.

Melalui tugas besar ini, kami akan menguraikan secara detail tentang peran teknologi elektronika dalam mengatasi tantangan keamanan di laboratorium kimia. Kami akan mengeksplorasi berbagai komponen elektronika yang digunakan dalam sistem kontrol kebakaran, seperti sensor, mikrokontroler, dan aktuator. Selain itu, kami juga akan membahas tentang strategi monitoring dan pengendalian yang dapat diterapkan untuk meningkatkan respons terhadap keadaan darurat serta mengoptimalkan kinerja sistem secara keseluruhan.

Tujuan dari tulisan ini bukan hanya sekedar menggali konsep-konsep teoritis, tetapi juga memberikan pandangan praktis tentang bagaimana teknologi elektronika dapat diimplementasikan secara efektif dalam situasi nyata. Dengan demikian, diharapkan bahwa pembaca akan mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang pentingnya integrasi antara elektronika dan keamanan industri, khususnya dalam konteks kontrol kebakaran di laboratorium kimia.

Melalui eksplorasi yang mendalam dan pembahasan yang komprehensif, kami berharap bahwa tulisan ini dapat menjadi sumber inspirasi dan pengetahuan bagi pembaca, terutama bagi mahasiswa dan profesional dalam bidang teknik elektro, untuk terlibat dalam pengembangan solusi kontrol kebakaran yang inovatif dan berkelanjutan. Dengan demikian, kita dapat bersama-sama menciptakan lingkungan kerja yang lebih aman dan produktif di laboratorium kimia, menjaga keselamatan manusia dan aset penting lainnya.

 2. Tujuan[kembali]

  • Menjelaskan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan "Aplikasi Pengontrol Kebakaran Laboratorium Kimia."
  • Mensimulasikan rangkaian "Aplikasi Pengontrol Kebakaran Laboratorium Kimia" dengan proteus.
  • Menjelaskan prinsip kerja dari "Aplikasi Pengontrol Kebakaran Laboratorium Kimia".

 3. Alat dan Bahan[kembali]

A. Alat
    Intrument
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
Baterai


Spesifikasi

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

B. 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). 
Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.
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




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



Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:


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.

Komponen Input: 

1. Botton





Button adalah saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik.

Technical Specifications

  • Mode of Operation: Tactile feedback
  • Power Rating: MAX 50mA 24V DC
  • Insulation Resistance: 100Mohm at 100v
  • Operating Force: 2.55±0.69 N
  • Contact Resistance: MAX 100mOhm
  • Operating Temperature Range: -20 to +70 
  • Storage Temperature Range: -20 to +70 ℃
2. 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.
Pinout

Idle State (Keadaan Siaga)

  • ID State: 0
  • Deskripsi: Sistem berada dalam keadaan siaga, memantau kondisi lingkungan secara terus-menerus.
  • Input: Sensor suhu, sensor asap, dan sensor sentuh tidak mendeteksi anomali.
  • Output: Tidak ada tindakan diambil, hanya pemantauan rutin.

Alert State (Keadaan Siaga Tinggi)

  • Deskripsi: Salah satu sensor mendeteksi anomali, tetapi belum ada konfirmasi kebakaran.
  • Input: Sensor suhu atau sensor asap mendeteksi suhu atau konsentrasi asap yang meningkat tetapi belum mencapai ambang batas kritis.
  • Output: Sistem mengaktifkan peringatan awal (misalnya, lampu indikator menyala) dan terus memantau situasi.

Pre-Alarm State (Pra-Alarm)

  • Deskripsi: Beberapa sensor mendeteksi kondisi yang mendekati ambang batas kritis.
  • Input: Kombinasi dari sensor suhu, sensor asap, dan/atau sensor sentuh mendeteksi kondisi yang mencurigakan.
  • Output: Sistem mengaktifkan alarm peringatan (misalnya, bunyi sirene dengan intensitas rendah) dan mempersiapkan tindakan lebih lanjut.

Alarm State (Alarm Aktif)

  • Deskripsi: Kondisi kebakaran terkonfirmasi berdasarkan data dari beberapa sensor.
  • Input: Sensor suhu dan sensor asap mendeteksi suhu tinggi dan konsentrasi asap yang melebihi ambang batas kritis.
  • Output: Sistem mengaktifkan alarm kebakaran utama (sirene keras, lampu peringatan berkedip), mengirim notifikasi ke sistem pemantauan jarak jauh, dan mulai mengeksekusi prosedur penanggulangan.
  • Fire Control State (Penanggulangan Kebakaran)

    • Deskripsi: Sistem mengimplementasikan prosedur penanggulangan kebakaran otomatis.
    • Input: Konfirmasi kebakaran dari sensor suhu, asap, dan sentuh.
    • Output: Aktivasi sistem pemadam kebakaran otomatis (misalnya, sprinkler atau pemadam api), pemutusan aliran listrik di area terdampak, dan penguncian akses ke area tersebut.
  • Post-Fire State (Pascakebakaran)

    • Deskripsi: Kebakaran telah diatasi, sistem dalam proses pemulihan dan evaluasi.
    • Input: Sensor menunjukkan bahwa kebakaran telah berhasil dipadamkan.
    • Output: Sistem mengirim notifikasi status ke sistem pemantauan jarak jauh, menonaktifkan alarm, dan memulai prosedur evaluasi serta pemulihan.
  • Maintenance State (Pemeliharaan)

    • Deskripsi: Sistem dalam mode pemeliharaan untuk pengecekan dan perbaikan.
    • Input: Sistem diaktifkan secara manual untuk pemeliharaan rutin atau setelah insiden kebakaran.
    • Output: Semua sensor dan alarm dinonaktifkan sementara untuk memungkinkan pengecekan dan perbaikan oleh teknisi.
    3. Flame Sensor





    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.
    4. MQ-7 Gas Sensor




    Gas sensor MQ-7 digunakan untuk mendeteksi gas karbon monoksida (CO) di lingkungan sekitar. Sensor ini umumnya berbentuk silinder dengan bagian atas yang memiliki lubang-lubang kecil untuk memungkinkan gas masuk ke dalam sensor. Bagian bawah sensor biasanya memiliki empat atau lebih pin yang digunakan untuk koneksi listrik ke rangkaian pengukuran.
    Spesifikasi Gas Sensor MQ-7
    Prinsip Kerja
    5. Sensor Sound

    Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

    Pin OUT
    Spesifikasi
    •   Working voltage: DC 3.3-5V
    •   Dimensions: 45 x 17 x 9 mm
    •   Signal output indication
    •   Single channel signal output
    •   With the retaining bolt hole, convenient installation
    •   Outputs low level and the signal light when there is sound

    6. Touch Sensor
    Merupakan sensor yang mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil.
    Pin Out
    Spesifikasi

    7. Potensiometer

    Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. 

    8. Sensor LM35
    Sensor LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. 
     

    Komponen Output

    1. Buzzer

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




    2. LED-red dan LED-yellow




    Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju.  Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

    LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. 





    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

    4. 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















    4. Dasar Teori[kembali]

    1. Flame sensor

    Flame detector merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm. 

    Dalam suatu proses pembakaran pada pembangkit listrik tenaga uap, flame detector dapat mendeteksi hal tersebut dikarenakan oleh komponen-komponen pendukung dari flame detector. Sensor nyala api ini mempunyai sudut pembacaan sebesar 60 derajat, dan beroperasi normal pada suhu 25 – 85 derajat Celcius. Adapun unit flame detector dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

    Cara kerja flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi  nyala apiyang dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optic kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke Microprosessor yang ada pada unit flame detector akan bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.


    Dengan memperhatikan jarak sensing antara objek yang akan disensing dengan sensor tidak boleh terlalu dekat, yang berakibat lifetime sensor yang cepat rusak.
    Sensor flame
    Flame detector mampu mengaktifkan alarm bila mendeteksi adanya percikan api yang lebih beresiko menyebabkan bencana kebakaran. Prinsip flame detector menggunakan metode optic yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi api atau flame.flame detector juga mapu membedakan antara false alarm atau peringatan palsu dengan api sungguhan melalui komponen system yang dirancang dengan fungsi mendeteksi adanya penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang tertentu.
    \
    Grafik Flame sensor terhadap nilai resistansi



    Berdasarkan grafik respon di atas diperoleh bahwa terdeteksinya panas api maka akan semakin kecil resistansi pada sensor Flame Sensor sehingga memungkinkan arus untuk mengalir dan sensor ON.


    Cara Kerja Sensor Flame
    Cara kerja sensor ini yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi  nyala api dengan menggunakan metode optik. Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu.
    Yang dimana memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu.
    Berikut adalah contoh simulasi sensor flame menggunakan software “Proteus”.
    Sensor Flame simulasi Proteus
    Fitur dari flame sensor
    • Tegangan operasi antara 3,3 – 5 Vdc
    • Terdapat 2 output yaitu digital output dan analog output yang berupa tegangan
    • Sudah terpackage dalam bentuk modul
    • Terdapat potensiometer sebagai pengaturan sensitivitas sensor dalam mensensing

    Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi.


    Adapun spesifikasi dari flame detector ini adalah sebagai berikut:

    Output= Digital (D0)
    Working voltage: 3.3V to 5V
    Output format: Digital output (HIGH/LOW)\
    Wavelength detection range: 760nm to 1100nm
    Using LM393 comparator
    Detection angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum
    Lighter flame detect distance 80cm


    2. Relay




    Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

       
    Kapasitas Pengalihan Maksimum:

        

    3. Battery







            Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).



            Baterai dalam sistem PV mengalami berulang kali siklus pengisian dan pengosongan selama umur pakainya. Siklus hidup (cycle life) baterai adalah banyaknya pengisian dan pengosongan hingga kapasitas baterai turun (melemah) dan tersisa 80% dari kapasitas nominalnya. Pabrik baterai biasanya mencantumkan siklus hidup pada spesifikasi teknis baterai. Mencantumkan satu nilai siklus hidup (cycle life) sebenarnya terlalu menyederhanakan informasi, karena siklus hidup baterai juga tergantung pada suhu baterai.

            Dari grafik di atas, terlihat pada suhu operasional baterai yang lebih rendah, siklus hidup baterai lebih lama. Siklus hidup baterai juga tergantung dari DoD, artinya baterai yang dikosongkan hanya 50% dari kapasitasnya, berumur lebih lama jika dikosongkan hingga 80%, namun membuat sistem menjadi lebih mahal, karena membutuhkan kapasitas baterai lebih besar untuk mengakomodasi kebutuhan yang sama.

    battery capacity vs temperature

        Jika pada suhu operasional lebih rendah, umur baterai lebih lama,  namun ada efek negatif berkaitan dengan kapasitas baterai. Pada suhu  yang lebih rendah, kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang lebih tinggi, reaksi kimia yang terjadi pada baterai bergerak lebih aktif/cepat, sehingga kapasitas baterai cenderung lebih tinggi.

        Terkadang, pada suhu yang lebih tinggi, kapasitas baterai justru dapat lebih besar dari angka nominalnya, meskipun pada suhu tinggi, elemen baterai terlalu aktif, juga berakibat buruk pada kesehatan baterai.

    4. 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.



    Tabel. Warna dan Material LED

    Warna
    Panjanggelombang [nm]
    Material semikonduktor

    λ > 760
    Gallium arsenide (GaAs)Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)

    610 < λ < 760
    Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)Gallium arsenide phosphide (GaAsP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Gallium(III) phosphide (GaP)

    590 < λ < 610
    Gallium arsenide phosphide (GaAsP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Gallium(III) phosphide (GaP)

    570 < λ < 590
    Gallium arsenide phosphide (GaAsP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Gallium(III) phosphide (GaP)

    500 < λ < 570
    Indium gallium nitride (InGaN) / Gallium(III) nitride (GaN)Gallium(III) phosphide (GaP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Aluminium gallium phosphide (AlGaP)

    450 < λ < 500
    Zinc selenide (ZnSe)Indium gallium nitride (InGaN)

    400 < λ < 450
    Indium gallium nitride (InGaN)

    multiple types
    Dual blue/red LEDs,
    blue with red phosphor,
    or white with purple plastic

    λ < 400
    Diamond (235 nm) Boron nitride (215 nm) Aluminium nitride (AlN) (210 nm) Aluminium gallium nitride (AlGaN)Aluminium gallium indium nitride (AlGaInN) – (down to 210 nm)

    multiple types
    Blue with one or two phosphor layers:
    yellow with red, orange or pink phosphor added afterwards,
    or white with pink pigment or dye.

    White
    Broad spectrum
    Blue/UV diode with yellow phosphor





    5. 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 Hlebih 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-5

          
    6. Sound Sensor
           

    Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

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




    Berdasarkan grafik respon sound sensor di atas diperoleh bahwa saat suara terdeteksi sangat dekat oleh sound sensor, maka sound sensor akan mendeteksi intensitas suara tersebut, sehingga saat respon sensor sound sensor akan mendeteksi suara dengan intensitas maksimum, maka resistansi pada sound sensor akan mengecil dan sound sensor akan aktif bekerja merespon intensitas suara terdekat tersebut.

    7. Motor

           
         Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu


    8. Touch Sensor


    Touch sensor merupakan sebuah lapisan penerima input dari luar monitor. Input dari touchscreen adalah sebuah sentuhan, maka dari itu sensornya juga merupakan sensor sentuh. Biasanya sensor sentuh berupa sebuah panel terbuat dari kaca yang permukaannya sangat responsif jika disentuh. Touch sensor ini diletakkan di permukaan paling depan dari sebuah layar touchscreen, dengan demikian area yang responsif terhadap sentuhan menutupi area pandang dari layar monitor. Maka dari itu ketika kita menyentuh permukaan layar monitornya, input juga telah diberikan oleh kita. Teknologi touch sensor yang kini banyak digunakan terdiri dari tiga macam, seperti yang telah dijelaskan di atas, yaitu Resistive touchscreen, Capasitive touchscreen, dan Surface wave touchscreen.
    Grafik Respon Touch Sensor
     
    Pada grafik respon tocuh sensor di atas diperoleh bahwa saat sebelun sensor disentuh, pada touch sensor memiliki sinyal sentuh penuh, maka saat sensor touch disentuh, sinyal pada sensor akan menurun kekuatannya dimana saat proses penurunan sinyal touch sensor, kinerja touch sensor bekerja mengaktifkan touch sensor sehingga touch sensor menghasilkan tegangan output.

    9. 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). 
    Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.
    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

    10. Dioda




    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.

    12.  Transistor

    Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. 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 Bipolar adalah salah satu jenis transistor yang terbentuk dari 2 dioda sehingga memiliki polaritas atau sisi positif dan sisi negatif. Biasanya transistor Bipolar atau disebut dengan BJT (Basis Junction Transistor) memiliki 2 jenis, diantaranya yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Transistor ini memiliki 3 polaritas yang biasa disebut B (Basis), E (Emiter), C (Collector). Basis berfungsi sebagai base atau tempat berkumpulnya kumpulan aliran arus yang masuk ke transistor, Emiter dan Collector sebagai aliran arus masuk dan keluar. 
     
     
    Bentuk aliran arus pada sebuah transistor dapat dirumuskan dengan hukum KCL ( Kirchoff Current Law) Atau hukum Kirchoff I, yang dirumuskan dengan :
    Ie = Ic + Ib  
    Keterangan :
    Ie = Arus Emitter
    Ic = Arus Collector
    Ib = Arus Basis
    Pada Transistor BJT nilai arus Ib relatif sangat kecil terhadap Ic, maka Ib ini dapat diabaikan. Sehingga persamaan diatas bisa berubah menjadi
    Ie = Ic
    Keterangan :
    Ie = Arus Emitter
    Ic = Arus Collector
    Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V
    Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.
    Gelombang input dan output transistor :
     
    - Fixed bias circuit
    Suatu transistor harus diberi bias dc untuk dapat dioperasikan sebagai penguat. Titik kerja dc harus diatur agar variasi sinyal pada terminal input dapat dikuatkan/ amplifikasi dan secara akurat direproduksi pada terminaloutput. Rangkaian bias tetap (fix bias) untuk transistor ini cukup sederhana karena hanya terdiri atas dua resistor RB dan RC. Kapasitor C1 dan C2 merupakan kapasitor kopling yang berfungsi mengisolasi tegangan dc dari transistor ke tingkat sebelum dan sesudahnya, namun tetap menyalurkan sinyal ac-nya. 

    1.Forward Bias of Base-Emitter
    Menurut persamaan tegangan kirchhoff dalam arah searah jarum jam untuk loop Perhatikan polaritas tegangan melintasi RB sebagaimana  ditetapkan oleh arah yang ditunjukan IB. Didapatkan persamaan IB yaitu :





    Perhatikan polaritas tegangan melintasi RB sebagaimana  ditetapkan oleh arah yang ditunjukan IB. Didapatkan persamaan IB yaitu : 
     

    Persamaan ini sangat mudah diingat dan hanya perlu mengingat bahwa arus basis adalah arus yang melalui RB dan menurut hukun ohm bahwa arus adalah tegangan melintasi RB dibagi dengan resistasi RB, 
     
    2. Collector-Emitter Loop


    Bagian Collector-Emitter pada rangkaian diatas menunjukan IC saat ini dan polaritas yang dihasilkan di seluruh IC.
     
    Besar arus IC dapat ditulis :
     
                                          


    Menurut hukum tegangan kichhoff ke arah jarum jam di sekitar loop tertutup yang ditujukan akan menghasilkan :
     
    Fixed-Bias load Line

    Saat kita memilih VCE = 0 V yang menetapkan sumbu vertikal sebagai garis di mana titik kedua akan ditentukan, menemukan bahwa IC mendapatkan persamaan berikut:

    - Self bias circuit
    Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor, dimana titik pembagian tegangan diubungkan ke kaki basis transistor. Karena self bias transistor ini menggunakan bias tegangan melalui rangkaian pembagi tegangan maka self bias transistor sering juga disebut dengan bias pembagi tegangan. Pada umumnya penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi tegangan (self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik. Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada gambar berikut.

     
    Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) terdiri dari empat buah resistor, yaitu: R1, R2, RC, dan RE. Resistor R1 (yang berada di atas) akan menjamin bahwa hubungan antara kolektor – basis mendapatkan bias mundur, sedangkan resistor R2 (yang berada di bawah) akan menjamin bahwa hubungan basis – emitor mendapatkan bias maju. Oleh karena itu dengan adanya pembagi tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc.
    Rumus arus basis (IB) : Rumus arus collector (IC) :

    Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor, dimana titik pembagian tegangan diubungkan ke kaki basis transistor. Karena self bias transistor ini menggunakan bias tegangan melalui rangkaian pembagi tegangan maka self bias transistor sering juga disebut dengan bias pembagi tegangan. Pada umumnya penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi tegangan (self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik. Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Bias Pembagi Tegangan (Self Bias) Self Bias Transistor,rangkaian Self Bias Transistor,rangkaian bias transistor,rangkain bias pembagi tegangan,teori bias pembagi tegangan,definisi sefl bias,pengertian self bias transistor Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) terdiri dari empat buah resistor, yaitu: R1, R2, RC, dan RE. Resistor R1 (yang berada di atas) akan menjamin bahwa hubungan antara kolektor – basis mendapatkan bias mundur, sedangkan resistor R2 (yang berada di bawah) akan menjamin bahwa hubungan basis – emitor mendapatkan bias maju. Oleh karena itu dengan adanya pembagi tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc. Analisis dc rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat ini dimulai dengan menggambar bagian input dari rangkaian tersebut seperti pada gambar berikut. Rangkaian Ekuivalen Self Bias Transistor,ekuivalen bias pembagi tegangan,rangkaian analisa self bias,rangkaian analisa dc self bias transistor Jaringan input dari rangkaian diatas diselesaikan dengan metode Thevenin, yaitu menggantinya dengan sebuah sumber tegangan VTH dan sebuah resistansi RTH. Hubungan antara VTH dan RTH adalah seri, sehingga diperoleh rangkaian ekivalen yang sederhana. Dalam analisa penguat transistor tegangan Thevenin (VTH) sering disebut dengan VBB dan resistansi Thevenin (RTH) sering disebut dengan RB sehingga diperoleh gambar ekivalen rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) sebagai berikut. Rangkaian Ekuivalen Thevenin Self Bias Transistor,rangkaian thevenin self bias,rangkaian thevenin bias pembagi tegangan,analisa dc thevenin self bias transistor Harga resistansi dan tegangan Thevenin dari rangkaian ekivalen rangkaian self bias adalah sebagai berikut. Resistansi Thevenin : R_{TH}=RB=\frac{R1\cdot R2}{R1+R2} Tegangan Thevenin : V_{TH}=V_{BB}=\frac{R2\cdot VCC}{R1+R2} Dengan menerapkan hukum Kirchhoff tegangan pada loop input rangkaian ekivalen Thevenin diatas, dapat ditentukan harga IB, sebagai berikut : V_{BB}=IB\cdot RB+VBE+IE\cdot RE Karena, IE=(\beta +1)IB Maka, VBB=IB\cdot RB+VBE+(\beta +1)IB\cdot RE Sehingga diperoleh arus basis (IB) sebagai berikut : IB=\frac{VBB-VBE}{RB+(\beta +1)RE} dimana harga VBE ini sama dengan VBE aktif = 0,7 Volt. Harga IB yang diperoleh ini merupakan titik kerja transistor yang biasanya disebut dengan IBQ. Apabila IB = IC/β dimasukkan pada persamaan diatas, maka harga IC dapat diperoleh sebagai berikut : IC=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +(1+1/\beta )RE} Dengan pendekatan bahwa IE ≈ IC, maka diperoleh harga arus IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ sebagai berikut : ICQ=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +RE} Kemudian persamaan garis beban dapat diperoleh dengan menerapkan hukum Kirchhoff pada loop output kolektor – emitor, sebagai berikut : VCC=IC\cdot RC+VCE+IE\cdot RE Karena, IE=IC+IB=IC+IC/\beta =(1+1/\beta )IC Maka : VCC=IC.RC+VCE+(1+1/\beta )IC.RE Sehingga diperoleh nilai VCE : VCE=VCC-IC\cdot RC-(1+1/\beta )IC\cdot RE Harga arus IC ini merupakan IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ. Analisis pendekatan dapat dilakukan apabila IE ≈ IC, yaitu arus IE dianggap sama dengan arus IC, maka diperoleh VCEQ sebagai berikut : VCEQ=VCC-IC(RC+RE)

    Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
    Copyright © Elektronika Dasar
    Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor, dimana titik pembagian tegangan diubungkan ke kaki basis transistor. Karena self bias transistor ini menggunakan bias tegangan melalui rangkaian pembagi tegangan maka self bias transistor sering juga disebut dengan bias pembagi tegangan. Pada umumnya penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi tegangan (self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik. Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Bias Pembagi Tegangan (Self Bias) Self Bias Transistor,rangkaian Self Bias Transistor,rangkaian bias transistor,rangkain bias pembagi tegangan,teori bias pembagi tegangan,definisi sefl bias,pengertian self bias transistor Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) terdiri dari empat buah resistor, yaitu: R1, R2, RC, dan RE. Resistor R1 (yang berada di atas) akan menjamin bahwa hubungan antara kolektor – basis mendapatkan bias mundur, sedangkan resistor R2 (yang berada di bawah) akan menjamin bahwa hubungan basis – emitor mendapatkan bias maju. Oleh karena itu dengan adanya pembagi tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc. Analisis dc rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat ini dimulai dengan menggambar bagian input dari rangkaian tersebut seperti pada gambar berikut. Rangkaian Ekuivalen Self Bias Transistor,ekuivalen bias pembagi tegangan,rangkaian analisa self bias,rangkaian analisa dc self bias transistor Jaringan input dari rangkaian diatas diselesaikan dengan metode Thevenin, yaitu menggantinya dengan sebuah sumber tegangan VTH dan sebuah resistansi RTH. Hubungan antara VTH dan RTH adalah seri, sehingga diperoleh rangkaian ekivalen yang sederhana. Dalam analisa penguat transistor tegangan Thevenin (VTH) sering disebut dengan VBB dan resistansi Thevenin (RTH) sering disebut dengan RB sehingga diperoleh gambar ekivalen rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) sebagai berikut. Rangkaian Ekuivalen Thevenin Self Bias Transistor,rangkaian thevenin self bias,rangkaian thevenin bias pembagi tegangan,analisa dc thevenin self bias transistor Harga resistansi dan tegangan Thevenin dari rangkaian ekivalen rangkaian self bias adalah sebagai berikut. Resistansi Thevenin : R_{TH}=RB=\frac{R1\cdot R2}{R1+R2} Tegangan Thevenin : V_{TH}=V_{BB}=\frac{R2\cdot VCC}{R1+R2} Dengan menerapkan hukum Kirchhoff tegangan pada loop input rangkaian ekivalen Thevenin diatas, dapat ditentukan harga IB, sebagai berikut : V_{BB}=IB\cdot RB+VBE+IE\cdot RE Karena, IE=(\beta +1)IB Maka, VBB=IB\cdot RB+VBE+(\beta +1)IB\cdot RE Sehingga diperoleh arus basis (IB) sebagai berikut : IB=\frac{VBB-VBE}{RB+(\beta +1)RE} dimana harga VBE ini sama dengan VBE aktif = 0,7 Volt. Harga IB yang diperoleh ini merupakan titik kerja transistor yang biasanya disebut dengan IBQ. Apabila IB = IC/β dimasukkan pada persamaan diatas, maka harga IC dapat diperoleh sebagai berikut : IC=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +(1+1/\beta )RE} Dengan pendekatan bahwa IE ≈ IC, maka diperoleh harga arus IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ sebagai berikut : ICQ=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +RE} Kemudian persamaan garis beban dapat diperoleh dengan menerapkan hukum Kirchhoff pada loop output kolektor – emitor, sebagai berikut : VCC=IC\cdot RC+VCE+IE\cdot RE Karena, IE=IC+IB=IC+IC/\beta =(1+1/\beta )IC Maka : VCC=IC.RC+VCE+(1+1/\beta )IC.RE Sehingga diperoleh nilai VCE : VCE=VCC-IC\cdot RC-(1+1/\beta )IC\cdot RE Harga arus IC ini merupakan IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ. Analisis pendekatan dapat dilakukan apabila IE ≈ IC, yaitu arus IE dianggap sama dengan arus IC, maka diperoleh VCEQ sebagai berikut : VCEQ=VCC-IC(RC+RE)

    Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
    Copyright © Elektronika Dasar
    Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor, dimana titik pembagian tegangan diubungkan ke kaki basis transistor. Karena self bias transistor ini menggunakan bias tegangan melalui rangkaian pembagi tegangan maka self bias transistor sering juga disebut dengan bias pembagi tegangan. Pada umumnya penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi tegangan (self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik. Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Bias Pembagi Tegangan (Self Bias) Self Bias Transistor,rangkaian Self Bias Transistor,rangkaian bias transistor,rangkain bias pembagi tegangan,teori bias pembagi tegangan,definisi sefl bias,pengertian self bias transistor

    Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
    Copyright © Elektronika Dasar
    Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor, dimana titik pembagian tegangan diubungkan ke kaki basis transistor. Karena self bias transistor ini menggunakan bias tegangan melalui rangkaian pembagi tegangan maka self bias transistor sering juga disebut dengan bias pembagi tegangan. Pada umumnya penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi tegangan (self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik. Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Bias Pembagi Tegangan (Self Bias) Self Bias Transistor,rangkaian Self Bias Transistor,rangkaian bias transistor,rangkain bias pembagi tegangan,teori bias pembagi tegangan,definisi sefl bias,pengertian self bias transistor Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) terdiri dari empat buah resistor, yaitu: R1, R2, RC, dan RE. Resistor R1 (yang berada di atas) akan menjamin bahwa hubungan antara kolektor – basis mendapatkan bias mundur, sedangkan resistor R2 (yang berada di bawah) akan menjamin bahwa hubungan basis – emitor mendapatkan bias maju. Oleh karena itu dengan adanya pembagi tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc. Analisis dc rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat ini dimulai dengan menggambar bagian input dari rangkaian tersebut seperti pada gambar berikut. Rangkaian Ekuivalen Self Bias Transistor,ekuivalen bias pembagi tegangan,rangkaian analisa self bias,rangkaian analisa dc self bias transistor Jaringan input dari rangkaian diatas diselesaikan dengan metode Thevenin, yaitu menggantinya dengan sebuah sumber tegangan VTH dan sebuah resistansi RTH. Hubungan antara VTH dan RTH adalah seri, sehingga diperoleh rangkaian ekivalen yang sederhana. Dalam analisa penguat transistor tegangan Thevenin (VTH) sering disebut dengan VBB dan resistansi Thevenin (RTH) sering disebut dengan RB sehingga diperoleh gambar ekivalen rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) sebagai berikut. Rangkaian Ekuivalen Thevenin Self Bias Transistor,rangkaian thevenin self bias,rangkaian thevenin bias pembagi tegangan,analisa dc thevenin self bias transistor Harga resistansi dan tegangan Thevenin dari rangkaian ekivalen rangkaian self bias adalah sebagai berikut. Resistansi Thevenin : R_{TH}=RB=\frac{R1\cdot R2}{R1+R2} Tegangan Thevenin : V_{TH}=V_{BB}=\frac{R2\cdot VCC}{R1+R2} Dengan menerapkan hukum Kirchhoff tegangan pada loop input rangkaian ekivalen Thevenin diatas, dapat ditentukan harga IB, sebagai berikut : V_{BB}=IB\cdot RB+VBE+IE\cdot RE Karena, IE=(\beta +1)IB Maka, VBB=IB\cdot RB+VBE+(\beta +1)IB\cdot RE Sehingga diperoleh arus basis (IB) sebagai berikut : IB=\frac{VBB-VBE}{RB+(\beta +1)RE} dimana harga VBE ini sama dengan VBE aktif = 0,7 Volt. Harga IB yang diperoleh ini merupakan titik kerja transistor yang biasanya disebut dengan IBQ. Apabila IB = IC/β dimasukkan pada persamaan diatas, maka harga IC dapat diperoleh sebagai berikut : IC=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +(1+1/\beta )RE} Dengan pendekatan bahwa IE ≈ IC, maka diperoleh harga arus IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ sebagai berikut : ICQ=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +RE} Kemudian persamaan garis beban dapat diperoleh dengan menerapkan hukum Kirchhoff pada loop output kolektor – emitor, sebagai berikut : VCC=IC\cdot RC+VCE+IE\cdot RE Karena, IE=IC+IB=IC+IC/\beta =(1+1/\beta )IC Maka : VCC=IC.RC+VCE+(1+1/\beta )IC.RE Sehingga diperoleh nilai VCE : VCE=VCC-IC\cdot RC-(1+1/\beta )IC\cdot RE Harga arus IC ini merupakan IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ. Analisis pendekatan dapat dilakukan apabila IE ≈ IC, yaitu arus IE dianggap sama dengan arus IC, maka diperoleh VCEQ sebagai berikut : VCEQ=VCC-IC(RC+RE)

    Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
    Copyright © Elektronika Dasar
    Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor, dimana titik pembagian tegangan diubungkan ke kaki basis transistor. Karena self bias transistor ini menggunakan bias tegangan melalui rangkaian pembagi tegangan maka self bias transistor sering juga disebut dengan bias pembagi tegangan. Pada umumnya penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi tegangan (self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik. Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Bias Pembagi Tegangan (Self Bias) Self Bias Transistor,rangkaian Self Bias Transistor,rangkaian bias transistor,rangkain bias pembagi tegangan,teori bias pembagi tegangan,definisi sefl bias,pengertian self bias transistor Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) terdiri dari empat buah resistor, yaitu: R1, R2, RC, dan RE. Resistor R1 (yang berada di atas) akan menjamin bahwa hubungan antara kolektor – basis mendapatkan bias mundur, sedangkan resistor R2 (yang berada di bawah) akan menjamin bahwa hubungan basis – emitor mendapatkan bias maju. Oleh karena itu dengan adanya pembagi tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc. Analisis dc rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat ini dimulai dengan menggambar bagian input dari rangkaian tersebut seperti pada gambar berikut. Rangkaian Ekuivalen Self Bias Transistor,ekuivalen bias pembagi tegangan,rangkaian analisa self bias,rangkaian analisa dc self bias transistor Jaringan input dari rangkaian diatas diselesaikan dengan metode Thevenin, yaitu menggantinya dengan sebuah sumber tegangan VTH dan sebuah resistansi RTH. Hubungan antara VTH dan RTH adalah seri, sehingga diperoleh rangkaian ekivalen yang sederhana. Dalam analisa penguat transistor tegangan Thevenin (VTH) sering disebut dengan VBB dan resistansi Thevenin (RTH) sering disebut dengan RB sehingga diperoleh gambar ekivalen rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) sebagai berikut. Rangkaian Ekuivalen Thevenin Self Bias Transistor,rangkaian thevenin self bias,rangkaian thevenin bias pembagi tegangan,analisa dc thevenin self bias transistor Harga resistansi dan tegangan Thevenin dari rangkaian ekivalen rangkaian self bias adalah sebagai berikut. Resistansi Thevenin : R_{TH}=RB=\frac{R1\cdot R2}{R1+R2} Tegangan Thevenin : V_{TH}=V_{BB}=\frac{R2\cdot VCC}{R1+R2} Dengan menerapkan hukum Kirchhoff tegangan pada loop input rangkaian ekivalen Thevenin diatas, dapat ditentukan harga IB, sebagai berikut : V_{BB}=IB\cdot RB+VBE+IE\cdot RE Karena, IE=(\beta +1)IB Maka, VBB=IB\cdot RB+VBE+(\beta +1)IB\cdot RE Sehingga diperoleh arus basis (IB) sebagai berikut : IB=\frac{VBB-VBE}{RB+(\beta +1)RE} dimana harga VBE ini sama dengan VBE aktif = 0,7 Volt. Harga IB yang diperoleh ini merupakan titik kerja transistor yang biasanya disebut dengan IBQ. Apabila IB = IC/β dimasukkan pada persamaan diatas, maka harga IC dapat diperoleh sebagai berikut : IC=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +(1+1/\beta )RE} Dengan pendekatan bahwa IE ≈ IC, maka diperoleh harga arus IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ sebagai berikut : ICQ=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +RE} Kemudian persamaan garis beban dapat diperoleh dengan menerapkan hukum Kirchhoff pada loop output kolektor – emitor, sebagai berikut : VCC=IC\cdot RC+VCE+IE\cdot RE Karena, IE=IC+IB=IC+IC/\beta =(1+1/\beta )IC Maka : VCC=IC.RC+VCE+(1+1/\beta )IC.RE Sehingga diperoleh nilai VCE : VCE=VCC-IC\cdot RC-(1+1/\beta )IC\cdot RE Harga arus IC ini merupakan IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ. Analisis pendekatan dapat dilakukan apabila IE ≈ IC, yaitu arus IE dianggap sama dengan arus IC, maka diperoleh VCEQ sebagai berikut : VCEQ=VCC-IC(RC+RE)

    Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
    Copyright © Elektronika Dasar
    Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor, dimana titik pembagian tegangan diubungkan ke kaki basis transistor. Karena self bias transistor ini menggunakan bias tegangan melalui rangkaian pembagi tegangan maka self bias transistor sering juga disebut dengan bias pembagi tegangan. Pada umumnya penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi tegangan (self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik. Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Bias Pembagi Tegangan (Self Bias) Self Bias Transistor,rangkaian Self Bias Transistor,rangkaian bias transistor,rangkain bias pembagi tegangan,teori bias pembagi tegangan,definisi sefl bias,pengertian self bias transistor Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) terdiri dari empat buah resistor, yaitu: R1, R2, RC, dan RE. Resistor R1 (yang berada di atas) akan menjamin bahwa hubungan antara kolektor – basis mendapatkan bias mundur, sedangkan resistor R2 (yang berada di bawah) akan menjamin bahwa hubungan basis – emitor mendapatkan bias maju. Oleh karena itu dengan adanya pembagi tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc. Analisis dc rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat ini dimulai dengan menggambar bagian input dari rangkaian tersebut seperti pada gambar berikut. Rangkaian Ekuivalen Self Bias Transistor,ekuivalen bias pembagi tegangan,rangkaian analisa self bias,rangkaian analisa dc self bias transistor Jaringan input dari rangkaian diatas diselesaikan dengan metode Thevenin, yaitu menggantinya dengan sebuah sumber tegangan VTH dan sebuah resistansi RTH. Hubungan antara VTH dan RTH adalah seri, sehingga diperoleh rangkaian ekivalen yang sederhana. Dalam analisa penguat transistor tegangan Thevenin (VTH) sering disebut dengan VBB dan resistansi Thevenin (RTH) sering disebut dengan RB sehingga diperoleh gambar ekivalen rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) sebagai berikut. Rangkaian Ekuivalen Thevenin Self Bias Transistor,rangkaian thevenin self bias,rangkaian thevenin bias pembagi tegangan,analisa dc thevenin self bias transistor Harga resistansi dan tegangan Thevenin dari rangkaian ekivalen rangkaian self bias adalah sebagai berikut. Resistansi Thevenin : R_{TH}=RB=\frac{R1\cdot R2}{R1+R2} Tegangan Thevenin : V_{TH}=V_{BB}=\frac{R2\cdot VCC}{R1+R2} Dengan menerapkan hukum Kirchhoff tegangan pada loop input rangkaian ekivalen Thevenin diatas, dapat ditentukan harga IB, sebagai berikut : V_{BB}=IB\cdot RB+VBE+IE\cdot RE Karena, IE=(\beta +1)IB Maka, VBB=IB\cdot RB+VBE+(\beta +1)IB\cdot RE Sehingga diperoleh arus basis (IB) sebagai berikut : IB=\frac{VBB-VBE}{RB+(\beta +1)RE} dimana harga VBE ini sama dengan VBE aktif = 0,7 Volt. Harga IB yang diperoleh ini merupakan titik kerja transistor yang biasanya disebut dengan IBQ. Apabila IB = IC/β dimasukkan pada persamaan diatas, maka harga IC dapat diperoleh sebagai berikut : IC=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +(1+1/\beta )RE} Dengan pendekatan bahwa IE ≈ IC, maka diperoleh harga arus IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ sebagai berikut : ICQ=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +RE} Kemudian persamaan garis beban dapat diperoleh dengan menerapkan hukum Kirchhoff pada loop output kolektor – emitor, sebagai berikut : VCC=IC\cdot RC+VCE+IE\cdot RE Karena, IE=IC+IB=IC+IC/\beta =(1+1/\beta )IC Maka : VCC=IC.RC+VCE+(1+1/\beta )IC.RE Sehingga diperoleh nilai VCE : VCE=VCC-IC\cdot RC-(1+1/\beta )IC\cdot RE Harga arus IC ini merupakan IC pada titik kerja transistor yang sering disebut dengan ICQ. Analisis pendekatan dapat dilakukan apabila IE ≈ IC, yaitu arus IE dianggap sama dengan arus IC, maka diperoleh VCEQ sebagai berikut : VCEQ=VCC-IC(RC+RE)

    Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
    Copyright © Elektronika Dasar
    Self Bias Transistor,rangkaian Self Bias Transistor,rangkaian bias transistor,rangkain bias pembagi tegangan,teori bias pembagi tegangan,definisi sefl bias,pengertian self bias transistor

    Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
    Copyright © Elektronika Dasar
    Self Bias Transistor,rangkaian Self Bias Transistor,rangkaian bias transistor,rangkain bias pembagi tegangan,teori bias pembagi tegangan,definisi sefl bias,pengertian self bias transistor

    Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/self-bias-transistor/
    Copyright © Elektronika Dasar
    IB=\frac{VBB-VBE}{RB+(\beta +1)RE}

    Rumus arus collector (IC) : 
                                                             IC=\frac{VBB-VBE}{RB/\beta +(1+1/\beta )RE}

     Rumus arus emitter (IE) :

                                       IE=IC+IB=IC+IC/\beta =(1+1/\beta )IC

    Emitter Stabilizer Bias

    Deskripsi: Emitter stabilizer bias adalah teknik biasing transistor menggunakan resistor emitor untuk memberikan umpan balik negatif, menjaga tegangan bias stabil terhadap perubahan arus.



    Fungsi: Fungsi utamanya adalah untuk memberikan stabilitas tegangan bias yang lebih baik dan mengurangi variasi arus basis.

    Rumus:

    VE=IEREV_E = I_E \cdot R_E VB=VE+VBEV_B = V_E + V_{BE} IE=VBVBEREI_E = \frac{V_B - V_{BE}}{R_E} ICIEI_C \approx I_E

    Karakteristik:

    • Tegangan Emitor (VEV_E): Ditentukan oleh arus emitor (IEI_E) dan resistor emitor (RER_E)
    • Tegangan Basis (VBV_B): Tegangan emitor (VEV_E) ditambah tegangan basis-emitor (VBEV_{BE})

    13. OP -AMP


    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, di antaranya:
    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)

    Rangkaian dasar Op-Amp :
     

     
    Op Amp IC 741 adalah sirkuit terpadu monolitik, yang terdiri dari Penguat Operasional tujuan umum. Ini pertama kali diproduksi oleh semikonduktor Fairchild pada tahun 1963. Angka 741 menunjukkan bahwa IC penguat operasional ini memiliki 7 pin fungsional, 4 pin yang mampu menerima input dan 1 pin output. Op Amp IC 741 dapat memberikan penguatan tegangan tinggi dan dapat dioperasikan pada rentang tegangan yang luas, yang menjadikannya pilihan terbaik untuk digunakan dalam integrator, penguat penjumlahan, dan aplikasi umpan balik umum. Ini juga dilengkapi perlindungan hubung singkat dan sirkuit kompensasi frekuensi internal yang terpasang di dalamnya.

    - Voltage follower
    Voltage follower merupakan rangkaian op-amp yang tegangan keluarannya sama dengan tegangan masukan (“mengikuti” tegangan masukan). Oleh karena itu op-amp pengikut tegangan tidak memperkuat sinyal masukan dan memiliki penguatan tegangan 1.
    Rangkaian pengikut tegangan memiliki impedansi masukan yang sangat tinggi. Karakteristik ini menjadikannya pilihan populer di berbagai jenis rangkaian yang memerlukan isolasi antara sinyal masukan dan keluaran.

    - Non inverting adder amplifier 
     

    Non-inverting adder amplifier adalah jenis penguat operasional yang memungkinkan sinyal input dari beberapa sumber untuk ditambahkan tanpa mengubah polaritasnya. Prinsip kerjanya didasarkan pada hukum superposisi, di mana setiap sinyal input dihitung secara terpisah dan kemudian dijumlahkan untuk memberikan sinyal output yang diinginkan.
    Sinyal input dari setiap sumber dihitung secara terpisah dengan menggunakan rumus V = I x R, di mana V adalah tegangan input, I adalah arus yang mengalir melalui resistor masukan, dan R adalah nilai resistor masukan. Tegangan ini kemudian dikalikan dengan faktor penguatan yang ditentukan oleh resistor umpan balik positif.
    Sinyal output kemudian dihitung menggunakan rumus Vout = (1 + Rf/Ri)(R2 V1/(R1+R2) + R1 V2/(R1+R2) +...), di mana V1, V2, ..., Vn,  adalah sinyal input dari setiap sumber, R1, R2, ..., Rn adalah nilai resistor masukan untuk setiap sinyal input, dan Rf adalah nilai resistor umpan balik positif.

    - Detector non inverting 
    a. Dengan Vref = 0 Volt
    Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref = 0 Volt adalah seperti gambar 75.

     

    Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar 77. Dengan Vi > 0 maka Vo = +Vsat dan sebaliknya bila Vi < 0 maka Vo = -Vsat.

     

    b. Dengan Vref = bertegangan positif
    Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti gambar 78.

     

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

     

    c. Dengan Vref = bertegangan negatif
    Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref < 0 Volt adalah seperti gambar 81.

     

     

    Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar 83. Dengan Vi > 0 maka Vo = +Vsat dan sebaliknya bila Vi < 0 maka Vo = -Vsat.

     


    14. Sensor LM35
    Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika  yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
     
     
    IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari –55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indikator tampilan catu daya terbelah. IC LM35 dapat dialiri arus 60 μA dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0°C di dalam suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.
     
    Spesifikasi :
    - Dikalibrasi Langsung dalam Celcius (Celcius)
    - Faktor Skala Linear + 10-mV / ° C
    - 0,5 ° C Pastikan Akurasi (pada 25 ° C)
    - Dinilai untuk Rentang Penuh −55 ° C hingga 150 ° C
    - Cocok untuk Aplikasi Jarak Jauh
    - Biaya Rendah Karena Pemangkasan Tingkat Wafer
    - Beroperasi Dari 4 V hingga 30 V
    - Pembuangan Arus Kurang dari 60-μA
    - Pemanasan Mandiri Rendah, 0,08 ° C di Udara Diam
    - Hanya Non-Linearitas ± ¼ ° C Tipikal
    - Output Impedansi Rendah, 0,1 Ω untuk Beban 1-mA

    Grafik respon

    5. Percobaan[kembali]

        a) Prosedur[kembali]

    1. Disiapkan alat dan bahan  yaitu flame sensor, sound sensor, touch sensor, MQ-5 Gas Sensor, MQ-7 Gas Sensor, logicstate, NPN Transistor, baterai, button, buzzer, LED, relay 1P, relay 2P, power, Op-Amp, diode, resistor, ground, motor, DC voltmeter

    2. Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.

          3. Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian

          4. Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh 

          5. Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian pada grden otomatis bekerja

        b) Rangkaian simulasi [kembali]

    Rangkaian secara keseluruhan




    1. sensor analog LM35 di dinding labor



    Ketika berada pada suhu >30 derajat: arus sumber tegangan sebesar 9V masuk ke sensor LM35 sehingga arus akan mengalir menuju ke kaki non inverting op amp, 1° pada sensor lm35 sama dengan 0,01 V sehingga ketika suhu 31 tegangan yg terbaca dikaki non inverting op amp adalah 0,01x31= 0,31V.  Rangkaian yang dipakai adalah rangkaian detektor non inverting, dimana pada rangkaian detektor non inverting itu terdapat tegangan referensi yang dapat diatur menggunakan potensiometer dgn maksimal tegangan sebesar 1V.  Cara mencari nilai tegangan referensi, persentase potensiometer yang dipakai dikali maksimal tegangan referensi, akan didapatkan (30%x1=0,30V). Kemudian, di rangkaian detektor non inverting, terdapat tegangan saturasi yang dimana ketika tegangan input >= tegangan referensi maka output yg dihasilkan adalah +Vsat, namun apabila tegangan input kecil dari tegangan referensi maka outputnya -Vsat. didapat dgn rumus (+-vsat= +-vs+-2) sehingga yang kita dapatkan pada rangkaian ini, krna tegangan input>= tegangan referensi, kita dapatkan +vsat sebesar 8V. Arus akan melewati R11 dimana pada R11 terdapat hambatan sebesar 1k, kemudian arus memasuki kaki basis transistor sehingga tegangan yg terbaca pada kaki base adalah vbe = vcc-Ib.rb (9-0,008x1000=kurang lebih sekitar 1V an). Karena tegangan pada kaki basis didapat 1,33V, maka transistor akan aktif (transistor aktif ketika tegangan pada kaki basis sebesar >=0,7V). Arus dari sumber tegangan sebesar 9V mengalir menuju relay kemudian ke kaki kolektor lalu emitor dan ke ground. Karena transistor aktif, maka switch relay akan berpindah ke kiri sehingga batrai sebesar 12V mengalir motor dan motor akan bergerak untuk membuka jendela.


    Ketika berada pada suhu <30°, maka arus dari tegangan sumber sebesar 9v akan mengalir ke sensor lm35 dan menuju kaki non inverting op amp, tegangan yg terbaca kita ambil 28, sehingga yg keluar adalah 0,28. Namun karena suhu kurang dari 28, arus tidak dapat mengalir sehingga keluaran dari output negatif dan transistor tidak on, sehingga switch pd relay tidak pindah ke kiri dan motor tidak berjalan.


    2. Sensor flame diletakkan di dinding labor


    Ketika terdeteksi api, maka sensor akan berlogika satu dan arus akan mengalir dari sensor menuju kaki non inverting op amp, tegangan akan terbaca sebesar 5 volt. Rangkaian yang dipakai adalah rangkaian buffer/voltage follower dimana penguatan (A=vo/vi=1) sehingga vin = vout sebesar 5 volt. Arus dari R5 dan R10 masuk ke kaki basis transistor sehingga tegangan yg terbaca adalah 0.86V. dikatakan fixed bias karena ada resistor yg terhubung ke sumber tegangan dan kaki basis. Transistor akan on, sehingga arus dari tegangan sebesar 8v akan mengalir menuju relay lalu kolektor ke emitor dan ke ground. Switch relay akan berpindah ke kiri dan tegangan baterai sebesar 12V akan mengalirkan arus ke cabang pertama melewati resistor sebesar 220 ohm kemudian masuk ke LED sehingga lampu akan menyala, lalu cabang kedua arus akan mengalir menggerakkan motor untuk membuka kran air, cabang ketiga yaitu arus akan mengalir ke buzzer dan buzzer akan berbunyi sbg alarm kebakaran.


    3. Sound sensor diletakkan di dekat buzzer


    Saat buzzer hidup, sound sensor akan merespon suara buzzer, sehingga sound sensor akan merespon suara buzzer (berlogika 1) mengeluarkan tegangan output 5 volt, tegangan output diumpankan ke input non inverting op-amp, op-amp akan mengkalkulasikan tegangan output sensor, op-amp dirancang menggunakan penguat input non inverting sebesar 2x lipat yaitu diperoleh dari rumus gain = 1 + rf/ ri = 2 sehingga output op-amp menghasilkan 5 volt dikali 2 = 10 volt. Untuk mengatur tegangan pada kerja transistor BC547 pada sensor sound, maka diberi resistor antara output op-amp dan kaki base BC547. Maka tegangan output dari Vout op-amp diteruskan ke resistor R6, lalu tegangan dari resistor R6 diumpankan ke kaki base transistor BC547 Q2, sehingga transistor BC547 Q2 akan aktif. Pada transistor BC547 Q2 menggunakan fixed bias dimana ada resistor yang berada didekat tegangan sumber dan di dekat kaki basis. Saat transistor BC547 Q2 aktif, maka tegangan dari power kaki kolektor akan mengalir tegangan sebesar 8 volt menuju kaki emitor mengaktifkan switch relay 2P, saat relay 2P aktif, maka motor akan mengaktifkan cairan semprot FOAM pemadam api yang akan aktif memadamkan api di dalam laboratorium. 


    4. Touch sensor diletakkan di dinding dekat pintu


    Ketika seseorang menyentuh sensor di dekat pintu keluar labor, maka sensor akan berlogika satu sehingga arus keluar dari sensor menuju R3 yg besarnya 10k ohm masuk ke kaki non inverting op amp, tegangan yg terbaca pada op amp non inverting sebesar 5 volt, rangkaian yg dipakai adalah non inverting amplifier dimana akan mengalami penguatan dua kali pada vout. rumus dari non inverting amplifier adalah (rf/ri+1) vin sehingga didapatkan (10/10+1)5 = 10 volt. Kemudian arus melewati R7 yg besarnya 10k, dan ada resistor di kaki emitor sehingga disebut emitor bias. Karena tegangan pada kaki basis 0,80 sehingga transistor aktif. Maka arus dari sumber tegangan 9v akan mengalir ke relay lalu ke kolektor, lalu emitor dan ke ground. Switch relay akan berpindah ke kiri dan tegangan baterai sebesar 12v akan mengalirkan arus ke motor sehingga motor akan bergerak membuka pintu.


    5. Gas sensor diletakkan di langit langit ruangan


    Ketika sensor merespon asap dan gas, maka sensor akan berlogika satu dan arus akan mengalir dari sensor menuju kaki non inverting op amp, tegangan akan terbaca sebesar 5 volt. Rangkaian yang dipakai adalah rangkaian buffer/voltage follower dimana penguatan (A=vo/vi=1) sehingga vin = vout sebesar 5 volt. Arus dari R2 dan R1 masuk ke kaki basis transistor sehingga tegangan yg terbaca adalah 0.86V. dikatakan fixed bias karena ada resistor yg terhubung ke sumber tegangan dan kaki basis. Transistor akan on, sehingga arus dari tegangan sebesar 8v akan mengalir menuju relay lalu kolektor ke emitor dan ke ground. Switch relay akan berpindah ke kiri dan tegangan baterai sebesar 12V akan mengalirkan arus ke cabang pertama arus akan mengalir menggerakkan motor untuk mengisap gas beracun.


    PRINSIP KERJA


    Sensor Api (Flame Sensor): Sensor ini mendeteksi keberadaan api atau nyala api di sekitarnya. Ketika sensor ini mendeteksi api, sinyal akan dikirimkan ke sistem kontrol untuk mengambil tindakan preventif.


    Sensor Gas: Sensor ini digunakan untuk mendeteksi gas berbahaya di laboratorium. Ketika konsentrasi gas mencapai level berbahaya, sensor ini akan mengirimkan sinyal peringatan untuk mengaktifkan sistem pengaman.


    Sensor Suara: Sensor suara digunakan untuk mendeteksi suara-suara abnormal atau tanda-tanda kebakaran seperti ledakan. Ketika sensor ini mendeteksi suara yang mencurigakan, sinyal akan dikirimkan ke sistem untuk evaluasi lebih lanjut.


    Sensor Sentuhan (Touch Sensor): Sensor ini dapat digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan sistem kontrol dengan sentuhan fisik. Misalnya, tombol atau sakelar sentuh yang digunakan untuk memulai atau menghentikan alarm kebakaran.


    Sensor Suhu: Sensor suhu digunakan untuk memantau suhu di sekitar laboratorium. Ketika suhu meningkat di luar batas yang aman, sensor ini akan memberi tahu sistem untuk mengambil tindakan preventif atau alarm.

        c) Video Simulasi [kembali]



     6. Download File[kembali]

    ~ Download Datasheet Op-Amp 741 (klik disini)

    ~ Download Datasheet Voltmeter DC (klik disini)

    ~ Download Datasheet LED (klik disini)

    ~ Download Datasheet DIODA (klik disini)

    ~ Download Datasheet Relay (klik disini)

    ~ Download Datasheet Potensiometer (klik disini)

    ~ Download Datasheet Flame Sensor (klik disini)

    ~ Download Datasheet Sound Sensor (klik disini)

    ~ Download Datasheet Touch sensor (klik disini)

    ~ Download Datasheet Temperature LM35 Sensor (klik disini)

    ~ Download Datasheet Gas MQ-7 Sensor (klik disini)
              
    ~ Download Datasheet Battery (klik disini)

    ~ Download Libary Gas Sensor (klik disini)

    ~ Download Libary Flame Sensor (klik disini)

    ~ Download Libary Sound Sensor (klik disini) 

    ~ Download Libary Touch Sensor (klik disini)

    ~ Download Simulasi Rangkaian (klik disini)

    ~ Download Video Rangkaian (klik disini)


    Comments

    Popular posts from this blog

    Tugas Elektronika