modul.mercubuana.ac.id ELEKTRO/Laporan... · Web viewBAB II. L. AN. D. A. S. A. N. TE. OR. I....
-
Upload
trannguyet -
Category
Documents
-
view
228 -
download
0
Transcript of modul.mercubuana.ac.id ELEKTRO/Laporan... · Web viewBAB II. L. AN. D. A. S. A. N. TE. OR. I....
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. SENSORPengertian sensor secara umum adalah alat yang digunakan untuk
mendeteksi dan mengukur magnitudo sesuatu. Dapat didefinisikan sensor
merupakan jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah variasi
mekanis, magnetis, panas, cahaya dan kimia menjadi tegangan dan arus
listrik. (Agung P. Nitiando. 1991 : 18)
Sensor dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu :
a. Sensor Fisika
Sensor fisika mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum-
hukum fisika. Contoh sensor fisika adalah sensor cahaya, sensor suara,
sensor kecepatan, sensor percepatan, dan sensor suhu.
b. Sensor Kimia
Sensor kimia mendeteksi jumlah suatu zat kimia
dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik.
Biasanya melibatkan beberapa reaksi kimia. Contoh sensor kimia
adalah sensor pH dan sensor gas.
2.1.1 Sensor Suhu LM35
Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal
Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek
atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan
sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan
temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu
IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan
tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan
sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam
beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM35 merupakan chip IC dengan
5
kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35
adalah kemasan TO-92 seperti terlihat pada gambar dibawah.
Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada
dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5
volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC
pada Vout dan pin untuk Ground.
2.1.1.1 Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :
Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara
tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi
langsung dalam celcius.
Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25
ºC seperti terlihat pada gambar.
Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai
+150 ºC.
Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. Memiliki
pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1
ºC pada udara diam.
Gambar 2.1. Contoh sensor suhu
6
Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban
1 mA.
Memiliki ketidak linieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam
perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu
LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang
tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol
khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor
suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor
suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan
akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan
sebagai berikut : Vout LM35 = Temperature º x 10 mV
Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut:
LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature -55ºC
hingga +150ºC.
LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC
hingga +110ºC.
LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga
+100ºC. LM35
2.1.1.2 Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :
Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
2.1.2 Sensor Cahaya LDR
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis
resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami
perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya
LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang
7
diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang
berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium
sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah
menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada
tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR
mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor
konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti
pemasangan resistor biasa. Simbol LDR dapat dilihat seperti pada gambar berikut.
2.1.2.1 Aplikasi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai :
Sensor pada rangkaian saklar cahaya Sensor pada lampu otomatis
Sensor pada alarm brankas Sensor pada tracker cahaya matahari
Sensor pada kontrol arah solar cell
Sensor pada robot line follower
Dan masih banyak lagi aplikasi rangkaian elektronika yang menggunakan
LDR (Light Dependent Resistor) sebagai sensor cahaya.
2.1.2.2 Karakteristik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)
Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah suatu bentuk
komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya
tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu
Laju Recovery dan Respon Spektral sebagai berikut :
Gambar 2.2. Simbol Dan Fisik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)
8
a. Laju Recovery Sensor Cahaya LDR (Light Dependent
Resistor)
Bila sebuah “Sensor Cahaya LDR (Light Dependent
Resistor)” dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya
tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati
bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah
resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Na-mun LDR
tersebut hanya akan bisa menca-pai harga di kegelapan setelah
mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery meru-pakan suatu
ukuran praktis dan suatu ke-naikan nilai resistansi dalam waktu
tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus
harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama
mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih
tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke
tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk
mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.
b. Respon Spektral Sensor Cahaya LDR (Light Dependent
Resistor)
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak
mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang
cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa
digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga,
aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut
tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan
karena mempunyai daya hantaryang baik (TEDC,1998)
2.1.1.3 Prinsip Kerja Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)
Resistansi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) akan
berubah seiring den-gan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya
atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR seki-tar
10MΩ dan dalam keadaan terang sebe-sar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat
9
dari ba-han semikonduktor seperti kadmium sul-fida. Dengan bahan ini
energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak mua-tan yang
dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah men-
galami penurunan.
2.1.3 Sensor Air
Sensor yang digunakan pada yang rangkaian ini merupakan sensor
yang dibuat dari potongan PCB yang disolder sedemikian rupa eperti pada
gambar diatas dimana terdapat dua buah jalur tembaga. Jalur yang satu
merupakan jalur yang berhubungan dengan kaki port IC ATMEGA 8.
Sedangkan jalur yang satu lagi dihubungkan dengan ground. Ketika ada
hujan maka sensor hujan ini akan basah sehingga menyebabkan antara
jalur yang ke ground dengan jalur yang kekaki port akan terhubung
singkat sehingga ketika sensor hujan basah maka kaki port mendapatkan
logika 0.
2.2.Integrated Circuit (IC)IC sebenarnya adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas
menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat
diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu
IC yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen. (Sumber:
Sunarto. 1998).
Gambar 2.3. Rangkaian Sensor Hujan
Gambar 2.4. Rangkaian Elektrik Sensor Hujan
10
2.2.1. IC LM7805
IC LM7805 merupakan komponen yang digunakan untuk
meregulasi tegangan untuk memperoleh keluaran sebesar ± 5 volt. IC
ini memiliki 3 buah kaki yaitu kaki input, common, dan output.
Dalam alat pendeteksi kebocoran elpiji dalam ruangan, IC
LM7805 ini akan dipasang pada rangkaian catu daya. Keluaran
tegangan dari IC ini akan digunakan untuk suplai rangkaian sensor dan
rangkaian pembanding.
2.2.2. IC ATmega 8535
Mikrokontroller merupakan contoh suatu sistem komputer
sederhana yang masuk dalam kategori embedded komputer. Di dalam
sebuah mikrokontroller terdapat komponen-komponen seperti:
processor, memory, clock, peripheral I/O, dll. Mikrokontroller memiliki
kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan
instruksi (program) yang dibuat oleh programmer. Mikrokontroller
adalah piranti elektronik yang dikemas dalam bentuk sebuah IC
(Integrated Circuit) tunggal, sebagai bagian utama dan beberapa
peripheral lain yang harus ditambahkan, seperti kristal dan kapasitor.
Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga
semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian
besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus instruksi clock. Bandingkan
dengan instruksi keluarga MCS-51 (arsitektur CISC) yang
membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set
Computing sedangkan CISC adalah Complex Instruction Set
Computing.
Gambar 2.5. IC LM7805
11
AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga
AT90Sxx, keluarga ATmega, dan keluarga AT86RFxx. Dari kesemua
kelas yang membedakan satu sama lain adalah ukuran onboard memori,
on-board peripheral dan fungsinya. Dipilih Atmega8535 karena populasi
yang banyak, sehingga ketersediaan komponen dan referensi penunjang
lebih terjamin.
Tabel 2.1 Perbandingan Spesifikasi dan Fitur keluarga AVR
Keterangan:
• Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program
hasil perencanaan, yang harus dijalankan oleh mikrokontroler
• RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk
penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah
memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang
running
• Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran
ataupun masukan bagi program
• Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung
waktu/pulsa
12
• UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi
data khusus secara serial asynchronous
• PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa
• ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal
analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital
dalam range tertentu
• SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara
serial secara serial synchronous
• ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk
dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan
jumlah pin yang minimal.
2.2.2.1. Arsitektur ATmega8535
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan
Port D
ADC 10 bit sebanyak 8 Channel
Tiga buah timer / counter
32 register
Watchdog Timer dengan oscilator internal
SRAM sebanyak 512 byte
Memori Flash sebesar 8 kb
Sumber Interrupt internal dan eksternal
Port SPI (Serial Peripheral Interface)
EEPROM on board sebanyak 512 byte
Komparator analog
Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver
Transmitter)
13
2.2.2.2. Fitur ATmega8535
Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal
16 MHz.
Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM
sebesar 512 byte.
ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel
Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2.5
Mbps
Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik
2.2.2.3. Konfigurasi pin ATmega8535
VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan
catudaya
GND merupakan pin Ground
Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC
Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai
fungsi khusus yaitu Timer/Counter, komparator Analog dan SPI
Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai
fungsi khusus, yaitu komparator analog dan Timer Oscillator
Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus
yaitu komparator analog dan interrupt eksternal serta komunikasi
serial
RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset
mikrokontroler
XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal
AVCC merupakan pin masukan untuk suplai tegangan ADC
AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC
14
2.2.2.4. Peta Memory ATmega8535
ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan
memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian
yaitu : 32 buah register umum, 64 buah register I.O, dan 512 byte SRAM
internal. Register untuk keperluan umum menempati space data pada
alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus
untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64
alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut
merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi
terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register,
timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat
memori secara lengkap dapat dilihat pada tabel dibawah. Alamat memori
berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60
sampai dengan $25F.
Gambar 2.6. Pin-out ATmega8535
15
Peta Memori Data ATmega8535
Memori program yang terletak pada Flash Perom tersusun dalam word
atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR
ATmega8535 memiliki 4KByte x 16 Bit Flash Perom dengan alamat mulai dari
$000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter (PC) sehingga
mampu mengalamati isi Flash.
Gambar 2.6 Pin-out ATmega8535
Gambar 2.7. Peta memory ATmega8535
Gambar 2.8. Memory Program ATmega8535
16
Memori Program AVR ATmega8535
Selain itu AVR ATmega8535 juga memilki memori data berupa EEPROM
8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.
Status Register
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi
yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari
inti CPU mikrokontroler.
Status Register ATmega8535
Penjelasan
• Bit7 >>> I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk mengenable semua
jenis interupsi.
• Bit6 >>> T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T
sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register
GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T
dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register GPR dengan menggunakan
instruksi BLD.
• Bi5 >>> H (Half Cary Flag)
• Bit4 >>> S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan
flag V (komplemen dua overflow).
• Bit3 >>> V (Two's Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk
mendukung operasi matematis.
• Bit2 >>> N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi
matematis menghasilkan bilangan negatif.
• Bit1 >>> Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi Set apabila hasil operasi matematis
menghasilkan bilangan 0.
• Bit0 >>> C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi
menghasilkan carry.
Gambar 2.9. Status Register ATmega8535
17
2.2.2.5. SISTEM MINIMUM ATmega8535
Sistem minimum (minsys) mikrokontroler adalah rangkaian
elektronik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC
mikrokontroler. Rangkaian ini kemudian bisa dihubungkan dengan
rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu.
Sistem Minimum Atmega8535
Untuk membuat rangkaian minimum ATmega8535 diperlukan beberapa
komponen yaitu:
• IC mikrokontroler ATmega8535
• 1 XTAL 4 MHz atau 8 MHz atau 11.0592 MHz (XTAL1)
• 3 kapasitor kertas yaitu dua 22 pF (C2 dan C3) serta 100 nF (C4)
• 1 kapasitor elektrolit 4.7 uF (C12) 2 resistor yaitu 100 ohm (R1) dan
10 Kohm (R3)
• 1 tombol reset pushbutton (PB1)
Selain itu tentunya diperlukan power suply yang bisa memberikan
tegangan 5V DC. Rangkaian sistem minimum ini sudah siap untuk
menerima sinyal analog (fasilitas ADC) di port A.
Gambar 2.9. Sistem Minimum ATmega8535
18
2.3. LCD (Liquid Crystal Display)Dislay LCD sebuah liquid crystal atau perangkat elektronik yang dapat
digunakan untuk menampikan angka atau teks. Ada dua jenis utama layar
LCD yang dapat menampilkan numerik (digunakan dalam jam tangan,
kalkulator,dan lain-lain) dan menampilkan teks alfanumerik (sering digunakan
dalam mesin fotokopi dan telepon genggam). Dalam menampilkan numerik
ini, kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam menampilkan alfanumerik
Kristal hanya diatur ke dalam pola titik. Setiap Kristal memiliki sambungan
listrik individu sehingga dapat dikontrol secara independen. Ketika Kristal off
yakni tidak ada arus yang melalui Kristal, cahaya Kristal terlihat sama dengan
bahan latar belakangnya, sehingga Kristal tidak dapat terlihat. Namun, ketika
arus listrik melalui Kristal, itu akan merubah bentuk dan menyerap lebih
banyak cahaya. Hal ini membuat Kristal lebih gelap dari pengihatan mata
manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari latar belakang.
2.4. RESISTORResistor adalah salah satu komponen elektronika yang dapat
menghasilkan hambatan. Resistor dapat digunakan sebagai pembatas arus,
pembagi arus maupun sebagai pembagi tegangan dalam sebuah rangkaian
elektronika.
Dalam suatu rangkaian elektronika, resistor sering ditulis dengan
kode “R”. Resistor mempunyai satuan Ohm ( Ω ) yang menunjukkan besar
kecilnya hambatan yang dihasilkan dan satuan watt untuk menunjukkan
rating daya maksimum yang boleh digunakan tanpa menimbulkan panas
yang berlebihan. (Faris. 2008: 10)
Resistor terdiri dari dua jenis, yaitu :
1. Resistor Tetap
Resistor tetap adalah resistor yang besar hambatannya
tidak dapat diatur. Resistor tetap sesuai dengan bahannya yaitu :
a. Resistor kawat logam, tahanan dari kawat logam yang
digulung pada permukaan pipa tabung kaca.
19
b. Resistor karbon / arang, resistor ini paling banyak
digunakan pada rangkaian elektronika.
Gambar 2.10. Simbol resistor tetap
2. Resistor Variabel
Resistor variabel adalah resistor yang nilai hambatannya dapat
diatur.
Gambar 2.11. Simbol resistor variable
2.4.1. Gelang Warna Resistor
Nilai hambatan dari suatu resistor dapat diketahui dengan
membaca kode warna, yaitu nilai hambatan yang ditunjukkan oleh gelang
warna yang melingkar pada badan resistor.
20
Tabel 2.2. Kode warna gelang-gelang resistor
Gelang Pertama Kedua Ketiga Keempat
Warna Angka Angka Faktor Toleransi
Hitam
Cokelat
Merah
Jingga
Kuning
Hijau
Biru
Ungu
Abu-abu
Putih
Emas
Perak
Tanpa lingkaran
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
1
2
3
4
5
6
7
8
x 100
x 101
x 102
x 103
x 104
x 105
x 106
x 107
x 108
x 109
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Dalam pembacaan gelang-gelang tersebut dilakukan mulai dari ujung
menuju ke tengah-tengah resistor atau dari gelang petama menuju ke gelang
keempat.
21
Con
toh:
Gambar 2.13. Contoh perhitungan gelang resistor
2.4.2. Resistor dalam Hubungan Seri
Untuk memperbesar resistor yang dipergunakan, maka dua
22
buah resistor atau lebih disambung secara seri. Rangkaian resistor
yang dihubungkan secara seri dapat dilihat pada gambar 9.
Gambar 2.14. Resistor hubungan seri
Adapun rumus resistor yang dihubungkan seri adalah sebagai
berikut :
2.4.3. Resistor dalam Hubungan Paralel
Jika ingin memperkecil resistor yang dibutuhkan, maka
resistor itu dihubungkan secara paralel. Rangkaian resistor yang
terhubung secara paralel dapat dilihat pada gambar 10.
Gambar 2.15. Resistor hubungan paralel
Adapun rumus untuk resistor yang dihubungkan paralel adalah
sebagai berikut :
2.5. DIODADioda dibuat dari dua jenis bahan-bahan semikonduktor, bahan P
(positif) dan bahan N (negatif). Bahan P dinamakan anoda (A) dan bahan N
dinamakan katoda (K). (Daryanto. 2004: 70)
23
Gambar 2.16. Simbol dioda
Pada rangkaian elektronik dioda umumnya dipakai sebagai
penyearah gelombang yaitu, proses pengubahan arus bolak-balik menjadi
arus searah. (Frank D. Petruzella. 2001: 233). Penyearah dibagi dua yaitu
penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh.
2.5.1. Penyearah Setengah Gelombang
Penyearah setengah gelombang ini, selama setengah siklus
positif gelombang ac input, sisi anoda dari dioda adalah positif.
Dioda kemudian diberi bias maju,memungkinkan dioda
menghantarkan arus mengalir pada beban. Sebab dioda bertindak
sebagai saklar tertutup selama waktu tersebut, siklus setengah
positif dibangkitkan pada beban. Selama setengah siklus
negatif gelombang ac input, sisi anoda dari dioda adalah negatif.
Dioda kemudian diberi bias mundur, akibatnya tidak ada arus
yang mengalir melaluinya. Dioda bertindak sebagai saklar terbuka
selama waktu tersebut, sehingga tidak ada tegangan yang
dihasilkan pada beban. (Frank D. Petruzella. 2001: 233)
Gambar 2.17. Rangkaian penyearah setengah gelombang satu fase
2.5.2. Penyearah Gelombang Penuh (Model Jembatan)
Penyerah gelombang penuh ini, selama setengah siklus
positif, anoda D1 dan D2 adalah positif (bias maju). Sedangkan
anoda D3 dan D4 adalah negatif (bias mundur). Elektron mengalir
dari sisi negatif dari lin, melalui D1 ke beban kemudian melalui D2
24
dan kembali pada sisi lin yang lain. Selama setengah siklus
berikutnya, polaritas tegangan lin ac berubah. Sebagai akibatnya
dioda D3 dan D4 diberikan bias maju. Elektron sekarang mengalir
dari sisi negatif lin melalui D3 ke beban dan melalui D4 dan
kembali ke sisi lin yang lain. (Frank D. Pretuzella. 2001: 235)
Gambar 2.18. Penyearah gelombang penuh (model jembatan)
2.6. TRANSISTORTransistor adalah komponen semi konduktor yang mempunyai tiga
kaki sehingga daya dapat diperkuat. Fungsi transistor sebagai penguat atau
amplifier dari sinyal listrik, tahanan variabel atau sebagai saklar. (Frank D.
Pretuzela, 2001:
Transistor yang akan digunakan dalam rangkaian pendeteksi
kebocoran gas elpiji adalah transistor sambungan bipolar atau bipolar-
junction transistor (BJT), transistor jenis ini memiliki dua variabel yaitu tipe
NPN dan PNP.
Transistor merupakan salah satu komponen aktif, yang dapat
difungsikan sebagai sistem digital yang bekerja dalam satu daerah keadaan,
yaitu on dan off. Syarat transistor dapat difungsikan sebagai saklar adalah
harus tegangan antara kolektor-emitor dapat mendekati nol saat transistor
dalam keadaan jenuh dan keadaan tersumbat.
Sebuah transistor dapat digunakan sebagai saklar yang dapat
mengontrol beban dengan kemampuan melewatkan arus cukup besar
tergantung pada jenis transistor yang digunakan. Prinsip pengoperasian
18
25
transistor sebagai saklar dengan mengoperasikan dalam 2 keadaan, yaitu pada
keadaan jenuh dan keadaan mati. (Ganti Depari. 2000).
2.7. TRANSFORMATORTransformator merupakan komponen yang dapat digunakan untuk
pemindah daya. Transformator mempunyai dua buah lilitan, yaitu lilitan
primer dan lilitan sekunder yang dililitkan pada suatu inti dan saling
terisolasi antara yang satu dengan yang lain. Besar tegangan yang muncul
pada lilitan sekunder dan lilitan primer ditentukan oleh jumlah lilitan
yang terdapat pada bagian sekunder maupun primer. Simbol transformator
diperlihatkan dalam gambar 16.
Gambar 2.19. Simbol transformator
Kapasitor (C) merupakan komponen elektronika yang berfungsi
menyimpan tegangan. Kapasitor terdiri dari dua plat logam yang
berhadapan satu sama lain yang dipisahkan olah bahan isolasi. (Taslim
Rudatin. 1990: 23)
Kapasitor memiliki kemampuan untuk menyimpan tenaga listrik
yang sering disebut kapasitas kapasitor. Besar nilai kapasitas kapasitor
mempengaruhi proses pengisian dan pengosongan. Semakin besar nilai
kapasitas kapasitor, semakin lama waktu pengosongan, jadi semakin rata
tegangan yang dihasilkan.
202
26
Gambar 2.20. Simbol kapasitor
2.8. MOTOR DC (FAN)Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan
medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Bagian utama motor DC adalah
statos dan rotor dimana kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian
yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang
berputar). Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang
bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.
Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang
menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan.
Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker
dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan
magnet.
2.8.1. Prinsip Dasar Cara Kerja Motor DC
Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di
sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus
pada konduktor. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi
konduktor dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.21. Bagian-bagian Motor DC
27
Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah
garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan
dengan jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan
menunjukkan arah garis fluks. Gambar diatas menunjukkan medan magnet yang
terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U. Medan magnet
hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor
tersebut.
Jika konduktor berbentuk U (angker dinamo) diletakkan di antara kutub
uatara dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan
medan magnet kutub. Gambar Reaksi Garis Fluks.
Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang dilengkungkan
(looped conductor). Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui
ujung B. Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah medan pada
kutub dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan
berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor B
yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan
menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha
Gambar 2.22. Gambar Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor
Gambar 2.23. Gambar Reaksi Garis Fluks
28
untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut. Gaya-gaya
tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum :
Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran /
loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan
mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutar
kumparan.
Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan
tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh
susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Pada motor dc, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan
menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah
tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun
sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan
magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi,
sekaligus sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan energi, daerah
tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini : Gambar Prinsip Kerja Motor
DC.
Gambar 2.24. Gambar Prinsip Kerja Motor DC
29
Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara
sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang
disebabkan reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang
dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran pada motor.
2.8.2. Prinsip Arah Putaran Motor
Untuk menentukan arah putaran motor digunakan kaedah
Flamming tangan kiri. Kutub-kutub magnet akan menghasilkan medan
magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan. Jika medan magnet
memotong sebuah kawat penghantar yang dialiri arus searah dengan empat
jari, maka akan timbul gerak searah ibu jari. Gaya ini disebut gaya
Lorentz, yang besarnya sama dengan F.
Prinsip motor : aliran arus di dalam penghantar yang berada di
dalam pengaruh medan magnet akan menghasilkan gerakan. Besarnya
gaya pada penghantar akan bertambah besar jika arus yang melalui
penghantar bertambah besar.