Aplikasi Encoder Decoder






1. Tujuan [Kembali]
  • Dapat membuat dan mensimulasikan aplikasi dari encoder.
  • Dapat memahami teori dan prinsip kerja dari encoder.
2. Alat dan Bahan [Kembali]
  

ALAT :

1.         Power Supply

2.         Voltmeter

 3.         Probe Voltage


BAHAN :

  1.        Resistor


2.        Transistor NPN 

Spesifikasi

1. DC current gain maksimal 800

2. Arus Collector kontinu (Ic) 100mA

3. Tegangan Base-Emitter (Vbe) 6V

4. Arus Base maksimal 5mA



3.        Gerbang NOT 
Untuk IC gerbang logika NOT tipe TTL menggunakan IC tipe 7404, Tipe IC TTL ini terdiri dari 6 gerbang logika NOT.




4.        Gerbang AND
Untuk IC gerbang Logika AND tipe TTL menggunakan IC tipe 7408, tipe IC TTL ini memiliki 2 buah input yang terdiri dari 4 gerbang logika AND. 



5.        Gerbang OR 
Contoh gerbang OR yaitu IC 7432 yang berisi 4 buah gerbang logika OR dengan masing-masing dua input.





6.        Encoder




Komponen Input :

7.         
  • Sensor Infrared

5VDC Operating voltageI/O 
pins are 5V and 3.3V compliant
Range: Up to 20cm
Adjustable Sensing range
Built-in Ambient Light Sensor
20mA supply current
Mounting hole

8.         Magnetic Reed Switch Sensor

Reed Switch Sensor Module

  • Operating Voltage: 3.3V to 5V DC
  • Output format: Digital switching output ( 0 and 1 )
  • LEDs indicating output and power
  • PCB Size: 32mm x 14mm
  • LM393 based design
  • Easy to use with Microcontrollers or even with normal Digital/Analog IC

 

  • Water Sensor

1. Product Name: water level sensor 
2. Item :. K-0135 
3. Operating voltage :. DC5V 
4. Working current : less than 20mA 
5. Sensor Type : Analog 
6. detection area :. 40mm x16mm 
7. Production process :. FR4 double-sided HASL 
8. mounting hole size : 3.0mm 
9. user-friendly design : half-moon -slip handle depression
10. Working temperature : 10 C - 30 C
11. Operating humidity : 10% - 90% non-condensing
12 Weight : 3g 
13 Product Dimensions : 65mm x 20mm x 8mm 

 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.

Pinout
Spesifikasi

 





Komponen Output : 

 10.         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).

 
 

Konfigurasi Pin :




 

Spesifikasi:

 
 11.        Push Button
 
 
Push Button adalah saklar yang berupa tombol dan berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik.
 
 
 12.       Led

LED berfungsi sebagai lampu indikator.

Datasheet LED 



 13.       Buzzer

Bel atau penyuara bip adalah perangkat sinyal audio, yang mungkin mekanis, elektromekanis, atau piezoelektrik. Penggunaan umum dari bel dan bip termasuk perangkat alarm, pengatur waktu, dan konfirmasi masukan pengguna seperti klik mouse atau penekanan tombol.

 

 

14.       BCD 7  SEGMENT

 

Komponen Lainnya :

15.         Ground


3. Dasar Teori [Kembali]
    
  • 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. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R ).



            Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm:

    Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

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

    Sebagian besar resistor yang kamu lihat akan memiliki empat pita berwarna . berikut cara mereka membacanya :
    1. Dua pita pertama menentukan nilai dari resistansi
    2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
    3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.




        





    • Transistor


      • Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

      Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.

      Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

      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.
       



      Karakteristik I/O


      Bentuk gelombang I/O


    • Gerbang NOT

    Gerbang NOT disebut juga inverter, gerbang ini hanya mempunyai satu input dan satu output. Persamaan logika aljabar Boole untuk output gerbang NOT adalah Y = Ä€ . Jadi output gerbang NOT selalu merupakan kebalikan dari input-nya. Jika input diberikan logika tinggi maka pada output akan dihasilkan logika rendah, dan pada saat input diberikan logika rendah maka pada output akan dihasilkan logika tinggi (Tokheim, 1995). berikut simbol dan tabel kebenaran gerbang not:


    • Gerbang AND

    Gerbang AND adalah gerbang logika yang terdiri dari dua atau lebih input dan hanya memiliki satu output. Output gerbang AND akan tinggi hanya jika semua input tinggi, dan jika salah satu atau lebih input berlogika rendah maka output akan rendah. Persamaan logika aljabar Boole gerbang AND adalah Y=A.B. Pada Aljabar Boole operasi gerbang AND diberi tanda ”kali” atau tanda ”titik” (Malvino, 1983). berikut simbol dan tabel kebenaran gebang AND:


    • Gerbang OR

    Gerbang OR adalah gerbang logika dasar yang mempunyai dua atau lebih input dan hanya memiliki satu output. Output gerbang OR akan berlogika tinggi apabila salah satu atau lebih input ada yang berlogika tinggi, dan output akan berlogika rendah hanya pada saat seluruh input berlogika rendah. Persamaan logika aljabar Boole untuk output gerbang OR adalah Y=A+B. Pada aljabar Boole operasi gerbang OR diberi tanda ”tambah” (Malvino, 1983). Simbol  dan tabel kebenaran gerbang OR diperlihatkan seperti berikut :


    • Encoder

    Sebuah rangkaian Encoder menterjemahkan keaktifan salah satu inputnya menjadi urutan bit-bit biner. Encoder terdiri dari beberapa input line, hanya salah satu dari input-input tersebut diaktifkan pada waktu tertentu, yang selanjutnya akan menghasilkan kode output Nbit. Gambar 12-1 menunjukkan blok diagram dari sebuah encoder. 

    Tabel Kebenaran dari Rangkaian Encoder 8x3 ditunjukkan pada Tabel 12-1.a
    Berdasarkan output dari Tabel Kebenaran di atas, dibuat rangkaian encoder yang merupakan aplikasi dari gerbang OR, seperti ditunjukkan pada gambar 12-2. 


    • Sensor Flame

      • Sensor Flame
               Flame sensor adalah alat yang sensitif terhadap radiasi sinar ultraviolet yang ditimbulkan oleh nyala api, tetapi detector ini tidak bereaksi pada lampu ruangan, infra merah atau sumber cahaya lain yang tidak ada hubungannya dengan nyala api (flame).

              Flame sensor atau 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.

              Penempatan detector harus bebas dari objek yang menghalangi, tidak dekat dengan lampu mercury, lampu halogen dan lampu untuk sterilisasi. Juga hindari tempat-tempat yang sering terjadi percikan api (spark), seperti di bengkel-bengkel las atau bengkel kerja yang mengoperasikan gerinda. Dalam percobaan singkat, detector ini menunjukkan performa yang sangat bagus. Respon detector terbilang cepat saat korek api dinyalakan dalam jarak 3 – 4m. Oleh sebab itu, pemasangan di pusat keramaian dan area publik harus sedikit dicermati. Jangan sampai orang yang hanya menyalakan pemantik api (lighter) di bawah detector dianggap sebagai kebakaran. Bisa juga dipasang di ruang bebas merokok (No Smoking Area) asalkan bunyi alarm-nya hanya terjadi di ruangan itu saja sebagai peringatan bagi orang yang “membandel”.

      Grafik Flame Sensor

          Terdeteksinya panas api maka akan semakin kecil resistansi pada sensor Flame Sensor sehingga memungkinkan arus untuk mengalir dan sensor ON.






      • Sensor Vibration

      • 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




      • Sensor Vibration

    Komponen lainnya :
    • 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

    • Push Button

    Push-Button termasuk momentary-contact switch karena mengandalkan pegas untuk terjadi posisi tekan ataupun lepas.

    Simbol 


    Terdapat dua konfigurasi pada Push-Button Switch (gambar 4.3) yaitu Normally open (NO) dan Normally Closed. Normally Open artinya switch akan tetap terbuka sampai di tekan, Normally Closed artinya pada kondisi tidak di tekan switch dalam keadaan tertutup jika ditekan baru akan terbuka.

    •  LED
      • LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. 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.

      Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

      Tegangan Maju LED

    •  Logicstate
      • Logicstate yaitu pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.
      Karena hanya dua status logika, logika 1 dan logika 0, yang dimungkinkan, teknik aljabar Boolean dapat digunakan untuk menganalisis rangkaian digital yang melibatkan sinyal biner. Istilah logika positif diterapkan ke sirkuit di mana logika 1 ditetapkan ke level tegangan yang lebih tinggi; Dalam rangkaian logika negatif, logika 1 ditunjukkan dengan level tegangan yang lebih rendah.

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

      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.

     

    • BCD 7 Segment
    Dekoder merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menampilkan kode-kode biner menjadi karakter yang dapat dipahami secara visual. Decoder BCD ke 7 segment merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah kode BCD menjadi karakter tampilan angka desimal yang dapat dilihat secara visual. Ilustrasi dekoder BCD ke 7 segment dapat dipahami dari gambar berikut :

    Data BCD 4 bit diubah menjadi tampilan visual angka desimal 0-9 menggunakan rangkaian logika dasar digital (AND, OR dan NOR). Data BCD 4 bit tersebut diubah sesuai nilai desimal seperti pada tabel berikut.

    Proses pengkodean data BCD menjadi tampilan angka desimal dilakukan secara terpisah untuk tiap ruas/segment (ruas a- ruas g). Untuk membangun sebuah dekoder 7 segment dari data tabel kebenaran diatas, langkah pertama adalah menentukan persamaan yang dapat mewakili fungsi dekoder tiap ruas. Setelah itu dapat di buat rangkaian decoder untuk tiap ruas menggunakan rangkaian digital dari gerbang logika dasar.

     

4. Prosedur Percobaan [Kembali]
      1)     Buka aplikasi proteus

2)     Pilih komponen yang dibutuhkan.

3)     Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan

4)     Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

5)     Jalankan simulasi rangkaian.


5. Rangkaian Simulasi [Kembali]
    


    Apabila pintu/jendela terbuka (ditandai dengan logika 0 pada logicstate) maka tidak ada arus yang mengalir dari output sensor magnet (logika 0) yang selanjutnya dibalikan oleh gerbang not menjadi logika 1 dan diteruskan ke salah satu kaki inputan gerbang and
Lalu apabila PIR mendeteksi pergerakan manusia maka akan ada arus yang mengalir di output PIR (logika 1) yang selanjutnya diteruskan ke salah satu kaki inputan gerbang and, maka karena adanya inputan logika 1 di kedua kaki and akan menyebabkan and mengoutputkan logika 1 juga, lalu mengalir melewati resistor lalu ke basis transistor, dimana tegangan di basis transistor cukup untuk mengaktifkan transistor. sehingga arus mengalir dari vcc ke relay ke colektor Q1 lalu ke emitor Q1 lalu ke ground. Adanya arus yang mengalir di relay mengakibatkan relay aktif yang ditandai dengan switch relay yang berpindah ke kiri. Sehingga arus dari VCC mengalir ke buzzer dan LED lalu ke ground. sehingga buzzer dan LED hidup.

Juga saat pintu/jendela terbuka maka logika 0 dari outputan sensor magnet akan menjadi inputan salah satu kaki pada kedua gerbang or
a. apabila sensor PIR megoutputkan logika 0 maka outputnya akan menjadi inputan di kaki OR U10 dan  menjadi inputan di gerbang NOT sehingga logika menjadi 1 dan diteruskan ke inputan kaki OR U8
yang mana OR U10 akan berlogika 0 dan OR U8 akan berlogika 1 lalu selanjutnya pada inputan encoder (aktif-low) yang mana di kaki inputan 1 diteruskan logika 0 sehingga encoder akan menampilkan angka 1 pada seven segment.
b. apabila sensor PIR megoutputkan logika 1 maka outputnya akan menjadi inputan di kaki OR U10 dan  menjadi inputan di gerbang NOT sehingga logika menjadi 0 dan diteruskan ke inputan kaki OR U8
yang mana OR U10 akan berlogika 1 dan OR U8 akan berlogika 0 lalu selanjutnya pada inputan encoder (aktif-low) yang mana di kaki inputan 2 diteruskan logika 0 sehingga encoder akan menampilkan angka 2 pada seven segment.

Apabila pintu/jendela tidak terbuka maka logika 1 dari outputan sensor magnet akan menjadi inputan salah satu kaki pada kedua gerbang or yang menyebabkan kedua gerbang OR mengoutputkan logika sehingga encoder tidak akan aktif dikarenakan encoder aktif-low sehingga pada seven segment akan menampilkan angka 0.


 6. Video [Kembali]
    
7. Link Download [Kembali]
    


Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)

BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH      KIMIA DAN ELEKTRONIKA   oleh : Hana Sulthanah 2010951013 Dosen Pengampu: Dr. Darwison, M.T. Referens...

  • (tanpa judul)
    BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH      KIMIA DAN ELEKTRONIKA   oleh : Hana Sulthanah 2010951013 Dosen Pengampu: Dr. Darwison, M.T. Referens...