APLIKASI TRANSISTOR UNIPOLAR


PALANG KERETA API OTOMATIS 
(SENSOR SOUND DAN SENSOR INFRARED)



1.      Tujuan

  • Mensimulasikan software proteus 
  • Membuat rangkaian sederhana menggunakan sensor PIR yang dapat berguna dalam kehidupan sehari-hari
  • Membuat aplikasi rangkaian pagar otomatis dengan menggunakan sensor PIR

 

2.      Alat dan Bahan

  •  Alat :

a.       Baterai


 

b.      Ground

 

c.       LED


Spesifikasi :

-          Superior weather resistance

-          5mm Round Standard Directivity

-          UV Resistant Eproxy

-          Forward Current (IF): 30mA

-          Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V

-          Reverse Voltage: 5V

-          Operating Temperature: -30℃ to +85℃

-          Storage Temperature: -40℃ to +100℃

-          Luminous Intensity: 20mcd 

Konfigurasi Pin :

-          Pin 1 : Positive terminal of LED

-          Pin 2 : Negative terminal of LED

 

  • Bahan :

a.      sensor PIR



 Konfigurasi PIN:

    • Pengatur Waktu Jeda : Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi   gerakan dan gerakan telah berahir. *
    • Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
    • Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
    • Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
    • DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan       input 5VDC).
    • Output Digital : Output digital sensor
    • Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
    • BISS0001 : IC Sensor PIR
    • pengatur Jumper : Untuk mengatur output dari pin digital.


            Spesifikasi :

            Vin : DC 5V - 9V

            Radius : 180 derajat

            Jarak deteksi : 5 - 7 meter

            Output : Digital TTL

b.      Resistor


Spesifikasi :

-          Resistance (Ohms) : 220 V

-          Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W

-          Tolerance : ± 5%

-          Packaging : Bulk

-          Composition : Carbon Film

-          Temperature Coefficient : 350ppm/°C

-          Lead Free Status : Lead Free

-          RoHS Status : RoHs Complient

 

c.       Relay

 

Konfigurasi Pin:

 

-          Coil End 1

-          Coil End 2

-          Common (COM)

-          Normally Close (NC)

-          Normally Open (NO)

 

Spesifikasi:

-          Tegangan coil: DC 5V

-          Struktur: Sealed type

-          Sensitivitas coil: 0.36W

-          Tahanan coil: 60-70 ohm

-          Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC

-          Ukuran: 196154155 mm

-          Jumlah pin: 5

-          Usia electrikal: 100,000x

-          Usia mekanikal: 10,000,000x

 

d.       Transistor NPN


Konfigurasi Pin :

-           Collector

-          Base

-          Emitter

Spesifikasi :

-          Type Designator: 2N2369

-          Material of Transistor: S

-          Polarity: NPN

-          Maximum Collector Power Dissipation (Pc): 0.36 W

-          Maximum Collector-Base Voltage |Vcb|: 40 V

-          Maximum Collector-Emitter Voltage |Vce|: 15 V

-          Maximum Emitter-Base Voltage |Veb|: 4 V

-          Maximum Collector Current |Ic max|: 0.2 A

-          Max. Operating Junction Temperature (Tj): 200 °C

-          Transition Frequency (ft): 500 MHz

e.      Motor


Spesifikasi:

-          Tegangan:12V

-          Hambatan:12 ohm

3.      Dasar Teori

 a. Baterai

 

Berfungsi menyediakan arus listrik dengan menyimpan energi potensi listrik dalam bentuk sel elektrokimia (sel volta). Ketika kutub posittif dan negatif baterai di hubungkan, potensi listrik kedua kutub akan menyebabkan arus listrik mengalir.

b. Ground

 

  Grounding adalah Alat instalasi listrik yang berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang keluar dari rangkaian  akibat terjadi kegagalan isolasi. Grounding dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.

    Terdapat parameter yang menentukan kualitas dari grounding tersebut yaitu nilai tahan pada satuan ohm atau disebut sebagai resistans.Jika nilai groundingnya semakin kecil maka akan semakin bagus kualitas grounding tersebut.Pada instalasi listrik rumahan tentu saja memiliki nilai tahan untuk maksimal 5 Ohm. Sedangkan untuk instalasi petir makja hanya 2 Ohm saja.

 c. Motor


merupakan piranti elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. pada motor DC terdapat 2 Input yang jika diberikan input yang berbeda maka motor akan berputar CCW atau CW tergantung pada inputan yang dimasukan dan jika diberikan dua input dengan nilai sama maka motor dc akan berhenti. maksud nilai disini adalah HIGH atau LOW.

jadi :

HIGH HIGH = motor tidak berputar
HIGH LOW = motor berputar
LOW LOW = motor tidak berputar
LOW HIGH = motor berputar

 

d. Resistor


Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.

Bentuk-Bentuk Komponen Resistor

Resistor itu sendiri terdiri dari 2 bentuk komponen, yaitu Komponen Axial/Radial & Komponen Chip. Perbedaan dari kedua bentuk komponen tersebut adalah :

1.      Komponen Axial/Radial adalah Suatu komponen pada nilai resistor terdapat sebuah kode warna, sehingga kita bisa mengetahui nilainya dari sebuah warna yang ada pada komponen tersebut.

 



 

2.      Komponen Chip adalah Suatu komponen pada nilai resistor terdapat kode tertentu, sehingga komponen tersebut lebih mudah untuk memhaminya.


 

Cara Berhitung Resistor Chip :

-          Masukkan Angka ke 1 langsung = 4

-          Masukkan Angka ke 2 langsung = 7

-          Masukkan Jumlah nol dariAngka ke 3 = 000 (3 nol) atau di kalikan dengan 10(3)

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

 

 e. Transistor NPN


 

Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberikan arus positif pada basisnya.

Transistor NPN menerima tegangan positif pada pin collector. Hal ini sehingga membuat arus mengalir dari collector ke emitor(Lc), untuk hal ini harus ada arus basis yang cukup (Lb)untuk meng “On”kan transistor.

 

Cara Kerja Transistor NPN:

 

    Ketika tegangan yang disuplai ke basis melebihi tegangan ambang sebesar 0,7V, yaitu ketika Anda menaikkan arus yang ke basis transistor NPN, maka transistor akan terus mengalirkan lebih banyak sampai arus mengalir sepenuhnya dari kolektor ke emitor.

    Dan ketika Anda menurunkan arus yang ke basis transistor NPN, maka transistor akan membuat arus yang melintasi dari collector ke emitor semakin sedikit, sampai tegangan yang disuplai ke basis berada di bawah ambang batas tegangan 0,7V, di mana pada titik dimana transistor sudah tidak lagi membuka lintas kolektor ke emitor dan transistor di “off”kan.

 

 f. Relay


 

Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil. 

g. sensor sound


Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya. 

h. Sensor Infrared (IR)





  




Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier).

Prinsip Kerja Sensor Infrared

 



Gambar 1. Ilustrasi prinsip kerja sensor infrared

Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.
Gambar 2. Rangkaian dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan fototransistor 
Prinsip kerja rangkaian sensor infrared berdasarkan pada gambar 2. Adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat seperti gambar 3:

Gambar 3. Keadaan Basis Mendapat Cahaya Infra Merah dan Berubah Menjadi Saklar (Switch Close) Secara Sesaat

Grafik Respon Sensor Infrared

Gambar 4. Grafik respon sensor infrared

Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter. 

i. Transistor FET








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. Field Effect Transistor atau disingkat dengan FET adalah komponen Elektronika aktif yang menggunakan Medan Listrik untuk mengendalikan Konduktifitasnya. Field Effect Transistor (FET) dalam bahasa Indonesia disebut dengan Transistor Efek Medan. Dikatakan Field Effect atau Efek Medan karena pengoperasian Transistor jenis ini tergantung pada tegangan (medan listrik) yang terdapat pada Input Gerbangnya. FET merupakan Komponen Elektronika yang tergolong dalam keluarga Transistor yang memilki Tiga Terminal Kaki yaitu Gate (G), Drain (D) dan Source (S).
Field Effect Transistor atau FET memiliki fungsi yang hampir sama dengan Transistor bipolar pada umumnya.  Perbedaannya adalah pada pengendalian arus Outputnya. Arus Output (IC) pada Transistor Bipolar dikendalikan oleh arus Input (IB) sedangkan Arus Output (ID) pada FET dikendalikan oleh Tegangan Input (VG) FET. Jadi perlu diperhatikan bahwa perbedaan yang paling utama antara Transistor Bipolar (NPN & PNP) dengan Field Effect Transistor (FET) adalah terletak pada pengendalinya (Bipolar menggunakan Arus sedangkan FET menggunakan Tegangan).

4.      Percobaaan

a.       Prosedur Percobaan

Langkah-langkah:

 

o   Siapkan alat dan bahan (komponen - komponen yang akan dirangkai)

o   Tempatkan alat dan bahan pada posisi yang diinginkan

o   Hubungkan setiap komponen yang sudah ditempatkan tadi

o   Setelah itu, coba run rangkaian tersebut

 

b.      Rangkaian simulasi

  • Gambar rangkaian










 



  • Prinsip kerja

Saat sensor infrared berlogika 0 maka itu artinya sensor infrared tidak mendeteksi adanya kereta api , Sehingga tidak ada tegangan yang keluar dari kaki Vout sensor infrared dan tidak adanya arus yang mengalir melalui R1, maka nilai tegangan yang terbaca pada kaki base transistor Q1 yaitu sebesar 0 volt dan transistor Q1 dalam keadaan off. Akibatnya tidak adanya tegangan dari power supply ke relay terus ke kaki drain lanjut ke kaki source dan diteruskan ke ground sehingga relay mati dan switch posisi ke arah kanan, rangkaian tidak tertutup atau tidak berbentuk loop dan motor pun mati.

Saat sensor infrared berlogika 1, ini menandakan bahwa sensor infrared mendeteksi adanya kereta api,  maka tegangan yang keluar dari Vout sensor terbaca sebesar 4,99 volt diteruskan  melalui R1, dan menuju kaki base transistor Q1. Sehingga nilai tegangan yang terbaca pada kaki base transistor yaitu sebesar 0,82 volt. Tegangan sebesar itu  cukup untuk mengaktifkan transistor. Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply menuju relay diteruskan ke kaki drain, kemudian menuju kaki source dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif. Dengan aktifnya relay, maka posisi switch berpindah ke kiri yang menyebabkan terbentuk rangkaian loop tertutup dan arus mengalir sehingga menyebabkan motor berputar yang menandakan bahwa palang terbuka.

.

 

c.       Video






d.      Download file

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...