Detektor non-inverting dengan Vref=0
1. Pendahuluan [kembali]
Detektor
non-inverting adalah salah satu jenis rangkaian elektronik yang digunakan untuk
mendeteksi atau mengukur sinyal tegangan yang melebihi atau kurang dari suatu
ambang batas tertentu. Rangkaian ini memungkinkan kita untuk memonitor
perubahan tegangan yang terjadi pada suatu sistem elektronik dengan akurasi
yang tinggi. Detektor non-inverting sering digunakan dalam berbagai aplikasi,
termasuk dalam sistem pengukuran, kendali otomatis, dan pemrosesan sinyal.
Salah satu
konfigurasi detektor non-inverting yang umum digunakan adalah detektor
non-inverting dengan referensi tegangan (Vref) yang disetel ke nol (0). Dalam
konfigurasi ini, detektor non-inverting membandingkan tegangan input dengan
tegangan referensi nol dan menghasilkan keluaran yang sesuai sesuai dengan
perbedaan tegangan tersebut.
Konfigurasi detektor non-inverting dengan Vref = 0 ini seringkali menjadi pilihan karena kegunaannya dalam mendeteksi sinyal yang bersifat positif. Dengan menggunakan Vref = 0, detektor non-inverting ini akan memberikan respons yang linier terhadap perubahan tegangan positif pada inputnya.
2. Tujuan [kembali]
- Mengidentifikasi
rangkaian OP-AMP sebagai detektor non-inverting dengan Vref = 0
- Menentukan
prinsip operasional OP-AMP sebagai detektor non-inverting dengan Vref = 0
- Mendapatkan pemahaman tentang prinsip kerja rangkaian detektor non-inverting, yang dapat digunakan untuk berbagai jenis rangkaian elektronik seperti amplifier, filter, dan sensor.
3. Alat dan Bahan [kembali]
ALAT:
A. 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
B.
Osiloskop
Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.
C.
Power Supply
Power
Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat
listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun
elektronika lainnya.
BAHAN:
A.
Baterai
Spesifikasi
dan Pinout Baterai
· 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. Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif
yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan
berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu
resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).Cara menghitung nilai
resistor dapat dilihat pada table berikut:
Langkah-langkah: :
C. Op-Amp
Penguat operasional atau yang biasa disebut OP-AMP merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan(coupling) arus searah yang memiliki faktor penguatan(gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.
D. Ground
Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik
kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan
dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.
KOMPONEN INPUT :
A. Vibration Sensor
Sensor getaran adalah suatu alat yang berfungsi
untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal
listrik. Sensor ini disebut juga
cassing measurement. Sensor yang
digunakan adalah sensor seismic transduser,
yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan
dan percepatan.
B.
Sensor Sound
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.
C.
Sensor UV
Sensor UV ini mengukur kekuatan atau intensitas
radiasi insiden ultraviolet (UV). Sensor UV digunakan untuk
menentukan paparan radiasi ultraviolet di laboratorium atau
pengaturan lingkungan.
D. Logicstate
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.
Pin
out:
KOMPONEN
OUTPUT :
A. LED
Tegangan
LED menurut warna yang dihasilkan:
- Infra merah : 1,6 V.
- Merah : 1,8 V – 2,1 V.
- Oranye : 2,2 V.
- Kuning : 2,4 V.
- Hijau : 2,6 V.
- Biru : 3,0 V – 3,5 V.
- Putih : 3,0 – 3,6 V.
- Ultraviolet : 3,5 V.
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
Pin out
:
4. Dasar Teori [kembali]
Penguat operasional (Operational Amplifier)
atau yang biasa disebut dengan Op-Amp, merupakan penguat elektronika yang
banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguataudio,
video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak
dan berbagai macam rangkaian analoglainnya.
Op-amp pada umumnya tersedia dalam bentuk
rangkaian terpadu yang memiliki karakteristik mendekati karakteristik penguat
operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Ada
tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu:
1. Gain tak berhingga.
2. Impedansi input tak berhingga.
3. Impedansi output bernilai 0.
Namun, dalam praktiknya Op-Amp memiliki Gain dan
Impedansi input yang sangat besar namun bukan tak berhingga sehingga Impedansi
output akan sangat kecil hingga mendekati nilai 0.
Gambar 7. Simbol Op-Amp
Dapat
dilihat bahwa Op-Amp secara umum memiliki 4 pin, yaitu masukan inverting
dengan tanda (-), masukan non-inverting dengan tanda (+), masukan tegangan
positif dan tegangan negatif dan pin keluaran atau output.
Dalam Op-Amp, terdapat dua perbudaan bagi tegangan yang
diinputkan ke dalamnya. tegangan dapat dimasukan pada masukan inverting dan
juga dapat dimasukkan pada msukan non-inverting.
Pada masukan Inverting tegangan input akan menghasilkan
output dengan beda fasa 180 derjat atau dapat dikatakan gelombang uotput akan
terbalik dari gelombang input.
Detektor non inverting
A. Dengan Vref = 0 Volt
Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V1 dan Vref =
V2 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo (V0 max = +/- Vsat = AoL
(V1-V2) )
maka:
Bentuk gelombang input dan gelombang output
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.
Kurva Karakteristik I-O
B. Sensor Vibration
Vibration sensor / Sensor getaran ini memegang
peranan penting dalam kegiatan pemantauan sinyal getaran karena terletak di
sisi depan (front end) dari suatu proses pemantauan getaran mesin. Secara
konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran fisik
menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya berbentuk
tegangan listrik. Pemakaian sensor getaran ini memungkinkan sinyal getaran
tersebut diolah secara elektrik sehingga memudahkan dalam proses manipulasi
sinyal, diantaranya:
Grafik perbandingan frekuensi dengan sensitivitas sensor
getaran :
C. Sound
Sensor
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.
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah
besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas
penggunaannya. Komponen
yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau
mic kondenser.
Intensitas
suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan
waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini
dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran
sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu
mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional
dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di
tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon
intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan
untuk mengukur kekuatan suara.
Prinsip kerja :
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu
merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah
sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara
banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini
adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh microfon akan
di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat
sinyal suara yang masuk kedalam komponen.
Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian
di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk
merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar
bisa dibaca oleh mikrokontroler. Jika sinyal tersebut diterima oleh mikro
kontroler maka akan diolah sesuai dengan program yang dibuat, apakah robot akan
berjalan atau berhenti.
Suara yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan
disimpan oleh memory. Sebagai contoh jika kita bertepuk tangan 1 kali maka akan
dikenali sebagai kondisi 1 atau on sehingga robot dapat berjalan. Jika bertepuk
tangan 2 kali maka robot akan mati atau mendapat sinyal kondisi 0. Penggunaan
sinyal tergantung dari user bagaimana dia menggunakannya.
Kesensitifan sensor suara dapat diatur, semakin
banyak condensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya
sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu juga pada saat penggunaan suara
harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka
akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus
sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat
menjalankan program
D. Sensor Ultraviolet
Sensor yang mendeteksi adanya cahaya terang dan gelap.
Pinout
Spesifikasi
Grafik
Respon Sensor
E. Relay
Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk
menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low
power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar
yaitu :
· Electromagnet
(Coil)
· Armature
· Switch
Contact Point (Saklar)
· Spring
5. Percobaan [kembali]
1. a. Prosedur Percobaan
- Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan
yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
- Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan
bahan terletak.
- Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
- Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian
yang utuh
- Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka
LED atau buzzer akan hidup yang berarti rangkaian bekerja
1. Sound Sensor
.png)
2. Touch Sensor
.png)
3. Sensor PIR
.png)
- 1. Rangkaian Sensor PIR
Ketika sensor menedeteksi adanya gerakan
maka sensor akan aktif, dengan aktifnya sensor maka sensor akan mengeluarkan
output sebesar 5v, yang mana output dari sensor akan menjadi input dari non
inverting amplifier. dimana terjadi pembesaran denga rumus Vo=rf/ri + 1 *
vinput, dimana terjadi pembesaan 2 kali dan outpunya menjadi 10V. tegangang 10
V jadi input dari rangkaian non inverting detector Vref=0 dimana Vout nya
= AOL(V1-V2) Dan didapat nilai Vout sebesar 2M volt Karena kita mengunakan
supply +- 15 v makan output dr rangkaian yaitu sama dengan Vsat,setelah itu
tegangan di umpankan ke hambatan RE dan ke transistor. pada rangkaian terukur
Vbe sebesar 0.83 volt maka transistor akan on.transistor akan on jika
teganganya Vbe nya besar dari 0,60V.ketika transistor on maka ada arus lewat
vcc ,relay,lewat kaki kolector, ke emiter trus ke Re trus ke ground. karena ada
harus yang melewati kumparan relay maka swicth dari relay akan bergesar dari ke
kanan ke kiri atau akan on.sehingga terjadi loop yang terhubung dengan motor
sehingga ada supply dari batrai yang mengakibatkan motor hidup atau
menyala memanandakan sistem berjalan dan penutup tong sampah otomatis terbuka
2. Rangkaian Touch Sensor
Ketika kita menyentuh sensor maka sensor
akan aktif, dengan aktifnya sensor maka sensor akan mengeluarkan output sebesar
5v, yang mana output dari sensor akan menjadi input dari non inverting
amplifier. dimana terjadi pembesaran denga rumus Vo=rf/ri + 1 * vinput, dimana
terjadi pembesaan 2.5 kali dan outpunya menjadi 10V. tegangang 12 V jadi
input dari rangkaian non inverting detector Vref=0 dimana Vout nya =
AOL(V1-V2) Dan didapat nilai Vout sebesar 2M volt Karena kita mengunakan supply
+- 15 v makan output dr rangkaian yaitu sama dengan Vsat,setelah itu tegangan
di umpankan ke hambatan RE dan ke transistor. pada rangkaian terukur Vbe
sebesar 0.83 volt maka transistor akan on.transistor akan on jika teganganya
Vbe nya besar dari 0,60V.ketika transistor on maka ada arus lewat vcc
,relay,lewat kaki kolector, ke emiter trus ke Re trus ke ground. karena ada
harus yang melewati kumparan relay maka swicth dari relay akan bergesar dari ke
kanan ke kiri atau akan on.sehingga terjadi loop yang terhubung dengan motor sehingga
ada supply dari batrai yang mengakibatkan motor hidup atau menyala
memanandakan sistem berjalan dan penutup tong sampah otomatis terbuka
3. Rangkaian Sound Sensor
Ketika sensor menedeteksi adanya Suara
maka sensor akan aktif, dengan aktifnya sensor maka sensor akan mengeluarkan
output sebesar 5v, yang mana output dari sensor akan menjadi input dari non
inverting amplifier. dimana terjadi pembesaran denga rumus Vo=rf/ri + 1 *
vinput, dimana terjadi pembesaan 2.5 kali dan outpunya menjadi 10V. tegangang
12 V jadi input dari rangkaian non inverting detector Vref=0 dimana Vout
nya = AOL(V1-V2) Dan didapat nilai Vout sebesar 2M volt Karena kita mengunakan
supply +- 15 v makan output dr rangkaian yaitu sama dengan Vsat,setelah itu
tegangan di umpankan ke hambatan RE dan ke transistor. pada rangkaian terukur
Vbe sebesar 0.83 volt maka transistor akan on.transistor akan on jika
teganganya Vbe nya besar dari 0,60V.ketika transistor on maka ada arus lewat
vcc ,relay,lewat kaki kolector, ke emiter trus ke Re trus ke ground. karena ada
harus yang melewati kumparan relay maka swicth dari relay akan bergesar dari ke
kanan ke kiri atau akan on.sehingga terjadi loop yang terhubung dengan motor
sehingga ada supply dari batrai yang mengakibatkan motor hidup atau
menyala memanandakan sistem berjalan dan penutup tong sampah otomatis terbuka
6. Download File [kembali]
Download HTML silahkan klik Disini
Download Rangkaian Disini
Download Video Rangkaian Disini
Download Library Sound Sensor (download)
Download Library UV Sensor (download)
Download Data Sheet Baterai (download)
Download Data Sheet NPN (download)
Download Data Sheet Relay (download)
Download Data Sheet Diode (download)
Download Data Sheet Voltmeter (download)
Download Data Sheet LM 741 (download)
Download Data Sheet Resistor (download)
Download Data Sheet Kapasitor (download)
Download Data Sheet Op-Amp (download)
Komentar
Posting Komentar