Aplikasi Aritmetik

[MENUJU AKHIR]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

Aplikasi Rangkaian Aritmatik
(Kontrol Pintu Bendungan)

1. Tujuan [Kembali]

Mampu menjelaskan dan memahami prinsip kerja transistor bipolar, dan op amp pada rangkaian kontrol pintu bendungan.
Mampu mengaplikasikan transistor bipolar, op amp, sensor tekanan, IR sensor, magnetic reed switch sensor, dan rain sensor pada rangkaian kontrol pintu bendungan.

2. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat

Baterai

DC Voltmeter

Power Supply

Bahan

Resistor

Spesifikasi

Dioda

Spesifikasi dioda
1. arus searah jangka panjang maksimum pada 75 ° C - 1.0 A
2. arus pulsa maksimum dengan durasi pulsa 3,8 ms - 30 A
3. drop tegangan melintasi dioda pada arus 1,0A - 1,1 V
4. kisaran suhu operasi - -65 ... + 175 ° С
5. frekuensi kerja maksimum - 1 MHz

IC 7483

IC 7483 Pin Diagram, pin diagram of IC 7483

Pin no. 1(A4), 3(A3), 8(A2), 10(A1) are subjected to give first 4-bit numbers as input 1.
Pin no. 16(B4), 4(B3), 7(B2), 11(B1) are subjected to give the second 4-bit number as input 2.
Pin no. 15(S4), 2(S3), 6(S2), 9(S1) are the output pins to collect the data after addition.
Pin no. 14(C4) is for input carry.
Pin no. 13(C0) is for output carry.
Pin no. 5 is Vcc for Positive power supply.
Pin no. 12 is GND for negative power supply.

IC 74LS48

Transistor Bipolar BC547
Konfigurasi pin transistor BC547
Spesifikasi transistor BC547

1. DC current gain maksimal 800
2. Arus Collector kontinu (Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter (Vbe) 6V
4. Arus Base maksimal 5mA

Op Amp LM358
Konfigurasi pin Op Amp
Spesifikasi Op Amp

Komponen Input

Water Pressure Sensor
Spesifikasi :
Working Voltage : DC 5±0.5V
Working Current : ≤10mA (DC 5V)
Working Pressure Rate Range : DC 0.5-4.5V
Working Pressure : 0-1.2 Mpa
Grafik Respon

Sensor Magnet (Reed switch)

Spesifikasi sensor magnetik reed switch

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

Grafik respon sensor magnetik reed switch

Sensor Infrared

Konfigurasi Pin

Spesifikasi Sensor

Grafik Respons Sensor

Rain Sensor

Konfigurasi pin rain sensor

Spesifikasi rain sensor

1. Konsumsi daya sangat sedikit
2. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya
3. Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi
4. Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V
5. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil
6. Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA
7. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya
8. Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor
9. Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)
10. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm

Komponen Output

Relay

Konfigurasi pin relay

Spesifikasi relay

Motor DC

Konfigurasi motor dc

Spesifikasi motor dc

1. Stepper motor tipe bipolar yang bekerja pada tegangan 9V.

2. Tipe: bipolar.

3. Kondisi: refurbished, sudah diuji @ 9V.

4. Tegangan kerja: 12V (new-rated), 259mA.

5. Resolusi: 7,5º/step (full step).

6. Torsi: 38,2 mN.m (new-rated).

Komponen Lainnya

Ground

Logicstate

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).
Simbol resistor

Cara menentukan nilai resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang keempat atau pangkatkan angk tersebut dengan 10 (10^n) dan dikalikan ke ketiga warna gelang tadi.
5. Gelang kelima ini merupakan nilai toleransi dari resistor.

Rumus Resistor

Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n
Transistor Bipolar

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.
Transistor Bipolar terdiri dari dua jenis yaitu Transistor NPN dan Transistor PNP.

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

3 konfigurasi transistor bipolar

Cara membedakan transistor NPN dengan PNP

Karakteristik input
Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Karakteristik output
Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Gelombang I/O Transistor

Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.

Dalam ilmu fisika dioda digunakan untuk penyeimbang arah rangkaian elektronika. Elektronika memiliki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor. Sehingga anode dapat menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tetapi tika sebaliknya katoda ke anoda.

Dioda digambarkan seperti sebuah switch/saklar dimana saklar tersebut hanya akan bekerja di beri tegangan atau arah arus sesuai dengan polaritas kaki ioda itu sendiri. Pada arah bias maju, bias kaki anoda diberikan tegangan (+) dan tegangan (-) pada katoda maka dioda akan dapat mengalirkan arus pada satu arah. Sedangkan pada arah arus mundur bias dimana kaki anoda diberi tegangan (-) dan tegangan (+) pada katoda maka saklar menjadi terbuka atau saklar OFF.

Jenis-jenis dioda : 1. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan 2. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC. 3. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali 4. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan. 5. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya

IC 7483

IC 7483 memiliki input dan output yang sama dengan rangkaian Full Adder IC 7483, hanya saja input A ditambahkan gerbang Ex-Ordengan nilai Carry inputnya (C0), fungsi rangkaiannya pun berbeda. Fungsi dari rangkaian ini adalah sebagai penjumlah dan pengurang, hal ini ditentukan dari inputC0. Ketika input C0 diberi logik 0 maka fungsi darirangkaian ini adalah sebagai penjumlah (Adder), sedangkan ketika input C0 diberi logik 1 maka fungsi dari rangkaian ini adalah sebagai pengurang (Subtractor).

Truth table:

IC 74LS48

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, diantaranya:
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

Komponen Input

Sensor infrared
Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infrared terdiri dari Led infra red sebagai pemancar(transmitter) dan pada bagian penerima(receiver) terdapat photodioda, phototransistor. 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.

Konfigurasi pin infra red (IR) receiver atau penerima infra merah tipe TSOP adalah output (Out), Vs (VCC +5 volt DC), dan Ground (GND). Sensor penerima inframerah TSOP ( TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules ) memiliki fitur-fitur utama yaitu fotodiode dan penguat dalam satu chip, keluaran aktif rendah, konsumsi daya rendah, dan mendukung logika TTL dan CMOS. Detektor infra merah atau sensor inframerah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) adalah penerima inframerah yang telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz, sehingga penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 dan 1. Jika detektor inframerah (TSOP) menerima frekuensi carrier tersebut, maka pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut, maka keluaran detektor inframerah (TSOP) akan berlogika 1.

Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Ketika IR LED mencarkan radiasi cahaya,radiasi tersebut akan mencapai objek dan beberapa radiasi cahaya akan dipantukan kembali ke Penerima photodiode, Berdasarkan intensitas yang diterima oleh photodiode maka output dari sensor dapat ditentukan.

Magnetic Reed Switch

Sensor magnet adalah sensor yang mudah terpengaruh dan peka terhadap medan magnet kemudian memberikan perubahan kondisi output. Prinsip kerja Sensor magnet yaitu akan aktif ketika konduktor mempengaruhi medan magnet, sehingga magnet tersebut tertolak atau tertarik sesuai dengan pengaruh konduktor yang diberikan, dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap. Sensor Magnet akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap. Sebuah sensor medan magnet langsung dapat merasakan medan magnet dari magnet permanen, elektromagnet, atau arus. Dalam merasakan kehadiran benda besi, magnet biasing sering digunakan. Magnet biasing magnetizes feromagnetik obyek seperti gigi gigi, dan sensor mendeteksi medan magnet gabungan dari magnet obyek dan magnet biasing. Sebuah magnet biasing ditempelkan ke sensor dalam posisi sedemikian rupa sehingga pengaruh langsung terhadap sensor minimal. Biasanya magnet biasing adalah dipasang di bagian atas sensor dengan sumbu tegak lurus magnet dengan sumbu sensitif dari sensor. Reed switch adalah sensor yang berfungsi sebagai saklar aktif atau yang terhubung apabila di area jangkauannya terdapat medan magnet. Medan magnet yang cukup kuat jika melalui area sekitar reed switch, maka dua buah plat yang saling berdekatan tadi akan terhubung sehingga akan memberikan rangkaian tertutup bagi rangkaian yang dipasangkannya. Aplikasi umum dari reed switch adalah sebagai sensor otomotif, sensor keamanan, robotika, mainan, dan lain-lain.

Prinsip Sensor Magnet : Sensor Magnet adalah berdasarkan Hukum Faraday dimana apabila sebuah penghantar memotong suatu medan magnet maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan menimbulkan Gaya Gerak Listrik (GGL)) atau Electromagnetic Force (Emf). Besaran Emf tersebut adalah tergantung kepada kuat medan magnet dan kecepatan pemotongan. Apabila Sensor tersebut menerima getaran maka batang magnet tersebut akan ikut bergetar dan medan magnet tersebut akan terpotong-potong oleh gulungan kawat sehingga kedua ujung gulungan kawat tersebut akan menimbulkan tegangan. Grafik Respon:

Sensor Tekanan

Perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga mengakibatkan perubahan induksi magnetik pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT (center tap), dengan demikian apabila inti mengalami pergeseran maka induktansi pada salah satu kumparan bertambah sementara induktansi pada kumparan yang lain berkurang. Kemudian pengubah sinyal berfungsi untuk mengubah induktansi magnetik yang timbul pada kumparan menjadi tegangan yang sebanding.

Pemanfaatan sensor tekanan: mengukur tinggi suatu cairan.

Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan dengan rumus :

P = d.g.h

Keterangan:

P = tekanan statis (pascal)

D = kepadatan cairan ( kg/m3)

G = konstanta gravitasi (9,81 m/s2)

H = tinggi cairan (m)

Sensor tekanan air adalah jenis sensor tekanan yang biasa digunakan dalam praktek industri. Ini secara luas digunakan dalam berbagai lingkungan industri yang dinamis, pemeliharaan air dan rekayasa tenaga air, peralatan konstruksi transportasi, sistem kontrol produksi, teknologi aerospace, teknologi kapal, pipa dan sebagainya.

Sensor tekanan air adalah alat yang dapat mendeteksi informasi yang terukur dan mengubah informasi yang terdeteksi menjadi sinyal listrik atau bentuk lain dari keluaran informasi sesuai dengan aturan tertentu, untuk memenuhi transmisi informasi, pemrosesan, penyimpanan, tampilan, catatan dan persyaratan kontrol. Ini adalah langkah pertama untuk mewujudkan deteksi dan kontrol otomatis.

Tegangan yang muncul dari ketidakseimbangan jembatan Wheatstone oleh

karena perubahan resistansi sensor sangatlah kecil karena perubahan resistansinya juga kecil; hanya dalam orde milivolt dengan tegangan input E = 12 Volt. Pada rangkaian listrik sensor, selain menggunakan jembatan Wheatstone pastilah menggunakan penguat tegangan agar tegangan yang kecil ini diperbesar beberapa ratus kali dan kemudian dapat lebih mudah dibaca oleh alat ukur.

Adapun persamaan sederhana tegangan pada kabel AB jika jembatan Wheatstone tidak seimbang adalah sebagai berikut

Rain Sensor
Rain sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi hujan turun atau tidak. Intinya sensor ini jika terkena air pada papan sensornya maka resistansinya akan berubah, semakin banyak semakin kecil dan sebaliknya. Pada sensor ini, terdapat integrated circuit atau IC (komponen dasar yang terdiri dari resistor, transistor, dan lain-lain) komparator yang berfungsi memberikan sinyal berupa logika ‘on’ dan ‘off’.

Sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Dipasaran sensor ini dijual dalam bentuk module sehingga hanya perlu menyediakan kabel jumper untuk dihubungkan ke mikrokontroler atau Arduino.

Prinsip kerja dari module sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.

Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter.

Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.

Grafik respon rain sensor

Komponen Output

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.

Relay terdapat 4 bagian penting yaitu electromagnet (coil), Armature, Switch Contact Point (saklar) dan spring. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar di bawah ini.

Kontak point relay terdiri dari 2 jenis yaitu:

• Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada pada posisi close (tertutup).
• Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berapa pada posisi open (terbuka).

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

Motor DC

Motor yang beroperasi pada arus DC disebut sebagai Motor DC dan motor yang menggunakan arus AC disebut sebagai motor AC. Umumnya kamu tidak akan terlalu banyak menjumpai motor AC tetapi motor DC hampir digunakan dimana saja, yang mana di bidang listrik dinamai DC motor.

Motor DC adalah motor listrik yang merupakan perangkat elektromekanis yang menggunakan interaksi medan magnet dan konduktor untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik putar, dimana motor DC dirancang untuk dijalankan dari sumber daya arus searah (DC). Sudah lebih dari 100 tahun motor DC brush (disikat) digunakan dalam industri serta aplikasi domestik.

Prinsip Kerja Motor DC

Komponen utama dari Motor DC adalah Winding/liltan, Magnet, Rotors, Brushes, Stator dan sumber arus searah (Arus DC). Ketika armature ditempatkan dalam medan magnet yang dihasilkan oleh magnet maka armature diputar dengan menggunakan arus searah, hal ini menghasilkan gaya mekanik. Dengan memanfaatkan putaran motor DC banyak jenis pekerjaan yang dapat dikerjakan

Komponen Lainnya

Ground

Ground adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde.

Logicstate
Logicstate berfungsi untuk menunjukkan keadaan logika o dan logika 1. 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.

4. Percobaan [Kembali]

Prosedur Percobaan
1. Buka aplikasi proteus
2. Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen sensor tekanan, rain sensor, sensor magnet, IR sensor, relay, transistor bipolar dan mosfet, resistor, kapasitor, op amp, baterai, dll
3. Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
4. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
5. Jalankan simulasi rangkaian.

Rangkaian Simulasi

1. Saat sensor magnet mendeteksi adanya sampah logam

2. Saat rain sensor aktif/water pressure sensor >114 kPa

3. Saat rain sensor aktif & water pressure sensor >114 kPa

4. Saat sensor IR mendeteksi pintu bendungan tertutup

5. Tampilan Penuh
Prinsip Kerja
Disaat kondisi tidak hujan dan tekanan air dalam bendungan masih <= 114 kPa, maka terlihat mulai dri rain sensor, tidak mendeteksi adanya hujan (berlogika 0) sehingga vout yg dikeluarkan menuju R7 ke non inv amp menuju rangkaian self bias bernilai sebesar 0v, dan pada sensor tekanan, output yg dikeluarkan menuju R1 ke detektor non inv bernilai sebesar 4,72 v dan di invert menjadi 5v pada rangkaian fixed bias, sehingga dikarenakan VBE >0,7, mengaktifkan transistor Q5, arus dapat mengalir ke relay, kaki kolektor, R32, emittor, R11 dan ke ground. Arus pada relay menyebabkan switch ke kiri.
Output rain sensor dan tekanan terhubung ke IC 7483, dimana output rain sensor ke kaki A1 dan output tegangan ke kaki B1. Dikarenakan kedua sensor masih tidak mendeteksi apapun, terjadi penjumlahan pada IC 7483, dan menghasilkan output S1-S4 berlogika 0, dan menjadi inputan pada IC 74LS48 sebagai decoder. Sesuai pada truth table, input 0 disini akan beroutput Qa-Qf berlogika 1 dan Qg berlogika 0, sehingga tampilan yang terlihat pada 7-segment akan bernilai 0.

Lalu saat sensor mendeteksi adanya hujan (berlogika 1), vout yg dikeluarkan menuju R7 ke non inv amp menuju rangkaian self bias bernilai sebesar 5v, diperkuat 2 kali dgn rumus (1 + rf/ri)Vi, mengalir tegangan 10v menuju self bias, yang VBE nya bernilai sebesar 0,84 v (>0,7 v), sehingga mengaktifkan transistor Q4, arus dapat mengalir ke relay, kaki kolektor, dioda, emittor, dan ke ground. Arus pada relay menyebabkan switch berpindah ke kiri. Dan dikarenakan sebelumnya pada sensor tekanan switch ke kiri, menyebabkan rangkaian motor pintu untuk menutup bendungan tertutup dan menjalankan motor untuk menutup pintu bendungan.
Disaat pintu sudah tertutup sempurna, sensor IR akan terhalang oleh pintu tersebut (berlogika 1), menyebabkan vout yg dikeluarkan menuju R17 ke non inv amp bernilai sebesar 5v, yg jg diperkuat 2 kali dgn rumus (1 + rf/ri)Vi, mengalir tegangan 10v menuju fixed bias, yang VBE nya bernilai sebesar 0,86 v (>0,7 v), sehingga mengaktifkan transistor Q3, arus dapat mengalir ke relay, R19, kaki kolektor, dioda, emittor, dan ke ground. Arus pada relay menyebabkan switch berpindah ke kanan, mengakibatkan rangkaian loop pada motor penutup pintu tidak lagi tertutup, dan memberhentikan motor untuk menutup pintu bendungan.
Output 1 dari rain sensor menjadikan input A1 bernilai 1, terjadi penjumlahan (A1+B1) sehingga menghasilkan S1 bernilai 1, diumpankan ke kaki A decoder. Input tersebut akan membuat IC decoder beroutput Qb dan Qc bernilai 1, menampilkan angka 1 pada seven segment.

Hujan akan tertampung pada bendungan, menambah tekanan dalam bendungan. Dan disaat senor tekanan melebihi 114kPa, output yg dikeluarkan menuju R1 ke detektor non inv bernilai sebesar 4,77 v dan diinvert menjadi 0v pada rangkaian fixed bias, sehingga dikarenakan VBE <0,7, transistor Q5 tidak aktif, arus tidak dapat mengalir ke relay dan menyebabkan switch berpindah ke kanan. Rangkaian loop pada motor pembuka pintu akan tertutup, dan menjalankan motor pembuka pintu bendungan untuk mengurangi tekanan yang ada dalam bendungan.
Output 1 dari sensor tekanan menjadikan input B1 bernilai 1, terjadi penjumlahan (A1+B1) sehingga menghasilkan S1 bernilai 0, dan S2 bernilai 1. Diumpankan ke kaki A dan B decoder. Input tersebut akan membuat IC decoder beroutput Qc dan Qf bernilai 0, menampilkan angka 2 pada seven segment.

Lalu saat sensor magnet mendeteksi adanya sampah logam (berlogika 1), vout yg dikeluarkan menuju R14 ke non inv amp menuju rangkaian self bias bernilai sebesar 5v, diperkuat 2 kali dgn rumus (1 + rf/ri)Vi, mengalir tegangan 10v menuju self bias, yang VBE nya bernilai sebesar 0,84 v (>0,7 v), sehingga mengaktifkan transistor Q1, arus dapat mengalir ke relay, kaki kolektor, dioda, emittor, dan ke ground. Arus pada relay menyebabkan switch berpindah ke kiri, menyebabkan rangkaian motor conveyor pengangkut sampah tertutup dan menjalankan conveyor.