- PROSEDUR PERANCANGAN
- Diagram
Gambar 1. Diagram langkah-langkah pembuatan alat
- Penjelasan
- Dalam studi literatur ini penulis mempelajari bagian-bagian penting dalam pembuatan alat tersebut. Mulai dari bagaimana alat itu bekerja sampai mendaftarkan kebutuhan alat dan bahan dalam pembuatan alat tersebut. Rancangan alat tersebut tidak penulis buat sendiri melainkan didapatkan dari sebuah majalah yang terbit di luar negeri yaitu everyday practical elektronics.
Pada tahap perancangan alat ini juga didapatkan bahwa project yang diberi nama automatic day indicator ini bekerja berdasarkan prinsip pergantian hari. Keluaran atau outputnya diindikasikan dengan 7 buah LED yang masing-masing LED mengindikasikan 1 hari, misalnya senin dengan LED 1 ( Q0 ). Rangkaian alat yang dibuat merupakan rangkaian elektronika digital yang bisa diketahui dengan penggunaan IC ( Integrated Circuits ) yaitu IC1 4017. Memiliki satu buah saklar yang berfungsi untuk mengeset hari yang sesuai.
- Pada tahap pembuatan modul ini penulis melakukan proses pengerjaan rangkaian dengan pembatasan waktu tertentu agar lebih bisa teratur dalam pengerjaannya.
- Proses pengerjaan yang dilakukan diawali dengan pengerjaan sebuah rangkaian pada protoboard sesuai dengan alur rangkaian. Kemudian setelah rangkaian pada project board berjalan sukses, maka alur rangkaiannya digambar ulang pada PCB etching dan pemasangan komponen pada PCB lalu penyelesaian rangkaian.
- Pada tahap ini adalah tahap penyelesaian untuk kemudian alat bisa digunakan untuk kepentingan sehari-hari. Sebelumnya hasil pembuatan alat diuji terlebih dahulu melalui beberapa analisa. Yang pertama fungsi dari block sumber tegangan, fungsi ic dan output yang dihasilkan.
- ANALISA KEBUTUHAN
- Komponen Rangkaian
|
NO |
Komponen |
Simbol |
Jumlah |
|
1 |
Kapasitor 470 µF |
C1 |
1 |
|
2 |
Kapasitor 22 µF |
C2 |
1 |
|
3 |
LDR (sensor cahaya) ORP12 |
R1 |
1 |
|
4 |
Resistor 1 kΩ |
R2 |
1 |
|
5 |
Resistor 10 kΩ |
R3 |
1 |
|
6 |
Resistor 470 Ω |
R4 |
1 |
|
7 |
Variabel Resistor 20 kΩ |
VR1 |
1 |
|
8 |
Transistor BFY51 NPN |
TR1 |
1 |
|
9 |
Integrated Circuit ( IC ) 4017 |
IC1 |
1 |
|
10 |
Saklar Tekan |
S1 |
1 |
|
11 |
LED |
D1-D7 |
7 |
- Alat Ukur, Peralatan dan Bahan
|
NO |
Nama Alat |
Jumlah |
Keterangan |
|
1 |
Multimeter |
1 |
|
|
2 |
Oschiloscope |
1 |
|
|
3 |
Tang jepit |
1 |
|
|
4 |
Tang potong |
1 |
|
|
5 |
Wadah kecil |
1 |
Untuk ecing PCB |
|
6 |
Obeng |
1 |
|
|
7 |
Solder |
1 |
|
|
8 |
Bor PCB |
1 |
|
|
9 |
Timah |
Sckpny |
|
|
10 |
H2SO4 |
Sckpny |
|
|
11 |
Spidol Marker |
3 |
Warna berbeda, untuk PCB |
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
- Teori Singkat
Orang-orang yang kurang yakin bahwa akhir minggu telah tiba, hanya untuk menyadari kekecewaan mereka bahwa itu adalah hari kerja akan butuh alat ini yang rangkaiannya pada Fig. 1. Alat ini menggunakan light-dependent Resistor ( LDR ) R1 yang diletakkan pada sebuah frame jendela. Pada saat matahari terbit, resistansi pada R1 secara bertahap jatuh sampai transistor TR1 ( yang mampu pada beberapa tujuan umum dari NPN Transistor) terhubung. Ini mengirim sebuah inputan tinggi lewat rangkaian shaping pada resistor R2 dan kapasitor C2 untuk inputan ke clock pada IC1, yang dikerjakan pada 0V dengan resistor R3 pada waktu malam.
Yang pertama adalah 7 output pada IC1 berupa sebuah LED yang mengindikasikan hari pada setiap minggunya, contohnya Q0 = minggu dan lain-lain. Hanya 1 LED yang diiluminasikan pada waktu mereka membagi sebuah resistor umum R4 menghubungkan mereka pada jalur 0V. Preset potensiometer VR1 menyatakan sensitivitas dan kapasitor C1 berisi overall smoothing, yang esential jika bekerja pada sumber tegangan atau power supply.
Saklar S1 digunakan untuk mengeset hari secara manual ketika alat itu pertama dinyalakan, bagaimanapun ini hanya bisa dioperasikan ketika transistor TR1 dimatikan (i.e. ketika LDR tersebut gelap). Ini seharusnya berjalan dari sebuah 9V sampai 12V adaptor utama sebagai sumber tegangan arus searah.
Jika unit tersebut suffers dari multiple triggering disebabkan oleh sebuah regulator power supply yang buruk selama kritikal dusk/periode dawn ketika transistor TR1 hanya merubah state, kemudian meningkatkan kapasitansi pada C2 seharusnya mengatasi hal tersebut. Ini tentu saja esential untuk jumlah LDR dalam sebuah jalan yang bisa mendeteksi sinar hari, tanpa mengalami pemicu kesalahan selama malam hari dari e.g. cahaya pengamanan atau mobil yang melintas.
- Spesifikasi dan Design
- Penjelasan komponen dan Spesifikasinya
- Resistor
Resistor adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan pada saluran sesuai dengan arus yang mengalirinya, berdasarkan Hukum Ohm :
Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium). Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak menjadi terlalu panas saat memboroskan daya. Satuannya Ohm (simbol: Ω) adalah satuan SI untuk resistansi listrik.
Resistor yang digunakan adalah :
|
4 |
Resistor 1 kΩ |
R2 |
1 |
|
5 |
Resistor 10 kΩ |
R3 |
1 |
|
6 |
Resistor 470 Ω |
R4 |
1 |
Gambar 2. Resistor
- Kapasitor
Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.
Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.
Kapasitor yang digunakan adalah :
|
1 |
Kapasitor 470 µF |
C1 |
1 |
|
2 |
Kapasitor 22 µF |
C2 |
1 |
Gambar 3. Kapasitor
- LED
LED (light Emitting Dioda) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik (satu warna) ketika diberi tegangan. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai. Seperti halnya dengan dioda, LED hanya bisa dilewati arus searah yg maju (dari [+] ke [-]). LED tidak akan dapat menyala jika terbalik polaritasnya. LED memiliki kaki (+) dan (-). Kaki (+) atau Anoda (A) biasanya lebih panjang, dan sisinya bentuknya bulat. Sedang kaki (-) atau Katoda(C) biasanya lebih pendek dan sisinya agak pipih.
|
11 |
LED |
D1-D7 |
7 |
Gambar 4. LED
- Variable Resistor ( VR )
Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan pembagi tegangan dapat disetel, berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat.
|
7 |
Variabel Resistor 20 kΩ |
VR1 |
1 |
Gambar 5. Variable Resistor
- Transistor
Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai saklar elektronik dan penguat pada rangkaian elektronika digital. Transistor memiliki 3 terminal. Transistor biasanya dibuat dari bahan silikon atau germanium. Tiga kaki yang berlainan membentuk transistor bipolar adalah emitor, basis dan kolektor. Mereka dapat dikombinasikan menjadi jenis N-P-N atau P-N-P yang menjadi satu sebagai tiga kaki transistor. Gambar di bawah memperlihatkan bentuk dan simbol untuk jenis NPN. (Pada transistor PNP, panah emitor berlawanan arah).
Gambar Simbol Transistor NPN dan PNP
Pada rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai pada basis transistor, yang mana kolektor dan emitor sebagai penghubung untuk pemutus (short) atau sebagai pembuka rangkaian. Aturan/prosedur transistor sebagai berikut:
Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke emitor, menyebabkan hubungan kolektor ke emitter terhubung singkat, yang menyebabkan transistor aktif (on). Memberikan tegangan negatif atau 0 V dari basis ke emitor menyebabkan hubungan kolektor dan emitor terbuka, yang disebut transistor mati (off)
Pada PNP transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke emitor ini akan menyalakan transistor (on ). Dan memberikan tegangan positif atau 0 V dari basis ke emitor ini akan membuat transistor mati (off).
|
8 |
Transistor BFY51 NPN |
TR1 |
1 |
Gambar 6. Transistor
- Integrated Circuits
Gambar 7. IC
|
9 |
Integrated Circuit ( IC ) 4017 |
IC1 |
1 |
- Saklar
Saklar yang digunakan dalam rangkaian ini adalah saklar tekan.
Gambar 8. Saklar Tekan
- Sensor Cahaya
Resistor jenis lainnya adalah Light dependent resistor (LDR). Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.
LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responsnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dimana intesitas cahaya berubah secara drastis.
Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada di sekitar kita. Sensor yang terkenal untuk mendeteksi cahaya ialah LDR(Light Dependent Resistor). Sensor ini akan berubah nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan cahaya.
Prinsip inilah yang akan kita gunakan untuk mengaktifkan transistor untuk dapat menggerakkan motor DC (mirip dengan dinamo pada mainan mobil-mobilan anak-anak). Perubahan nilai hambatan pada LDR tersebut akan menyebabkan perubahan beda tegangan pada input basis transistor, sehingga akan mengaktif/nonaktifkan transistor. Penerapan lain dari sensor LDR ini ialah pada Alarm Pencuri.
|
8 |
Transistor BFY51 NPN |
TR1 |
1 |
Gambar 9. Sensor cahaya LDR
- Alat yang Dirancang
Gambar 10. Rangkaian Automatic Day Indicator
- Diagram Block
Block 1 : Power Supply
Gambar II. Rangkaian Power Supply
Block 2 : Sistem Kerja dan Decoder
Gambar 12. Sistem Kerja dan Decoder
- Cara Kerja
- Penjelasan Singkat
Alat ini menggunakan light-dependent Resistor ( LDR ) R1 yang diletakkan pada sebuah frame jendela. Pada saat matahari terbit, resistansi pada R1 secara bertahap jatuh sampai transistor TR1 ( yang mampu pada beberapa tujuan umum dari NPN Transistor) terhubung. Ini mengirim sebuah inputan tinggi lewat rangkaian shaping pada resistor R2 dan kapasitor C2 untuk inputan ke clock pada IC1, yang dikerjakan pada 0V dengan resistor R3 pada waktu malam.
Yang pertama adalah 7 output pada IC1 berupa sebuah LED yang mengindikasikan hari pada setiap minggunya, contohnya Q0 = minggu dan lain-lain. Hanya 1 LED yang diiluminasikan pada waktu mereka membagi sebuah resistor umum R4 menghubungkan mereka pada jalur 0V. Preset potensiometer VR1 menyatakan sensitivitas dan kapasitor C1 berisi overall smoothing, yang esential jika bekerja pada sumber tegangan atau power supply.
Saklar S1 digunakan untuk mengeset hari secara manual ketika alat itu pertama dinyalakan, bagaimanapun ini hanya bisa dioperasikan ketika transistor TR1 dimatikan (i.e. ketika LDR tersebut gelap). Ini seharusnya berjalan dari sebuah 9V sampai 12V adaptor utama sebagai sumber tegangan arus searah.
Jika unit tersebut suffers dari multiple triggering disebabkan oleh sebuah regulator power supply yang buruk selama kritikal dusk/periode dawn ketika transistor TR1 hanya merubah state, kemudian meningkatkan kapasitansi pada C2 seharusnya mengatasi hal tersebut.
- Flowchart
- Implementasi dan Verifikasi
- Garis Besar Langkah – langkah Pengujian
- Pengujian pada Block 1 yaitu sumber tegangan
- Menguji tegangan output pada sumber tegangan yang harus sesuai dengan permintaan yaitu sebesar 9 sampai dengan 12 volt dengan perhitungan maksimal dan minimalnya.
- Tegangan keluaran yang dihasilkan pada ic regulator.
- Pengujian tegangan melalui multimeter atau voltmeter.
- Pengujian pada Block 2 yaitu sistem kerja dan decoder
- Pada sistem kerja di cek fungsi dari LDR sebagai sensor cahaya.
- Pengujian pada kaki – kaki transistor mengenai keluaran tegangannya yang menjadi inputan untuk IC 4017.
- Alat Kerja

