ALAT PENGERING TANGAN OTOMATIS DENGAN
MENGGUNAKAN LDR
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya
ADE MIRZA 042408007
DEPARTEMEN FISIKA INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ii
PERSETUJUAN
JuduI : ALAT PENGERING TANGAN OTOMATIS
DENGAN MENGGUNAKAN LDR
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : ADE MIRZA
Nomor Induk Mahasiswa : 042408007
Program Studi : D3 FISIKA INSTRUMENTASI
Departemen : FISIKA INSTRUMENTASI
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di
Medan, 19 September 2007
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua Pembimbing
PERNYATAAN
ALAT PENGERING TANGAN OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN LDR
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri,kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, September 2007
iv
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala anugerah dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
ABSTRAK
2.6 Light Emitting Diode 20
2.6.1 Bentuk dan Ukuran 21
2.7 Penguat Sinyal 22
BAB 3 PERANCANGAN ALAT
3.1 Blok Diagram 23
3.2 Perancangan Rangkaian Power Supply 24 3.3 Perancangan Rangkaian Sensor Cahaya 25
3.4 Perancangan Rangkain Relay 26
BAB 4 PENGUJIAN ALAT
4.1 Pengujian Rangkaian Power Suplly ( PSA ) 29
4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya 29
4.3 Pengujian Rangkaian Relay 30
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 31
5.2 Saran 31
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Gelang Resistor 8
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Karakteristik LDR dan Simbol LDR 6
Gambar 2.2 Resistor Karbon 7
Gambar 2.3 Potensiometer 9
Gambar 2.4 Grafik perubahan nilai potensiometer 10
Gambar 2.5 Skema Kapasitor 11
Gambar 2.6 Electrolytic Capacitor 12
Gambar 2.7 Ceramic Capacitor 13
Gambar 2.8 Simbol Tipe Transistor 15
Gambar 2.9 Transistor Sebagai Saklar ON 16
Gambar 2.10 Karakteristikdaerah saturasi pada tansistor 17
Gambar 2.11 Transistor Sebagai Saklar OFF 18
Gambar 2.12 Simbol relay dan rangkaian driver 20
Gambar 2.13 Simbol LED 21
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 24
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply 25
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Cahaya 26
ALAT PENGERING TANGAN OTOMATIS DENGAN
MENGGUNAKAN LDR
TUGAS AKHIR
ADE MIRZA 042408007
DEPARTEMEN FISIKA INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Dalam kurun waktu singkat perkembangan teknologi melaju dengan sangat pesat. Perkembangan teknologi ini merupakan hasil kerja keras dari rasa ingin tahu manusia terhadap suatu hal yang pada akhirnya diharapkan akan mempermudah manusia. Dengan pesatnya laju perkembangan teknologi tersebut banyak bermunculan alat-alat yang canggih yang dapat bekerja secara otomatis. Salah satu alat yang dapat bekerja secara otomatis tersebut adalah alat pengering tangan.
Pada restoran-restoran tertentu, khususnya yang menyediakan makanan cepat saji, biasanya disediakan alat pengering tangan. Alat pengering tangan ini secara otomatis akan menghembuskan udara/angin hangat jika tangan kita diletakkan di bawahnya.
2
Berdasarkan pemikiran-pemikiran diatas, maka penulis tertarik untuk merancang alat pengering tangan otomatis tersebut dan mengangkatnya sebagai sebagai tugas akhir.
1.2 Rumusan Masalah
Mengacu pada hal diatas, pada tugas akhir ini saya akan merancang alat pengering tangan otomatis dengan menggunakan LDR yang dibuat dalam suatu bentuk sensor. Jika ada benda yang mendekati sensor tersebut, maka sensor akan mengirimkan sinyal tertentu ke penguat sinyal.
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan dilakukannya penulisan Tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program Diploma III Fisika Instrumentasi.
2. Memanfaatkan LDR sebagai sensor kedekatan (proximity sensor). 3. Membuat alat pengering tangan otomatis.
1.4 Batasan Masalah
Mengacu pada hal diatas, perancangan alat pengering tangan otomatis menggunakan LDR ini mempunyai batasan-batasan sebagai berikut :
1. Heater (pemanas) yang digunakan adalah hair drayer 2. Sensor kedekatan yang digunakan adalah LDR
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja alat pengering tangan otomatis dengan menggunakan LDR, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah,metode pengumpulan data, serta sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk perancangan dan pembuatan alat, dan karekteristik dari komponen-komponen pendukung.
BAB III PERANCANGAN ALAT
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian,serta prinsip kerja alat yang dirancang.
BAB IV ANALISA RANGKAIAN
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa atau pengujian dari rangkaian yang telah dirancang.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 LDR ( Light Dependent Resistor )
LDR adalah singkatan dari Light Dependent Resistor adalah resistor yang nilai resistansinya berubah – ubah karena adanya intensitas cahaya yang diserap. LDR juga merupakan resistor yang mempunyai koefisien temperatur negative, dimana resistansinya dipengaruhi intensitas cahaya. LDR dibentuk dari Cadium Sulviet ( CDS ) yang mana CDS dihasilkan dari serbuk keramik. Secara umum, CDS disebut juga peralatan photo conductive, selama konduktivitas atau resistansi dari CDS berpariasi terhadap intensitas cahaya. Jika intensitas cahaya yang diterma tinggi maka hambatan yang diterima juga akan tinggi yang mengakibatkan tegangan yang keluar juga akan tinggi begitu juga sebaliknya disinilah mekanisme proses perubahan cahaya menjadi listrik terjadi.
CDS tidak mempunyai sensitivitas yang sama pada tiap panjang gelombang dari ultraviolet sampai dengan inframerah. Hal tersebut dinamakan karakteristik respon spectrum dan diberikan oleh pabrik. CDS banyak digunakan dalam perencanaan rangkaian bolak – balik ( AC ) dibandingkan dengan phototransistor dengan photodioda.
6
Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam keadaan tertentu. Harga ditulis dalam kilo ohm / detik. Untuk LDR harganya lebih besar dari 200k ohm/ detik ( selama 20 menit mulai dari level cahaya 1000 lux ).
Kecepatan ini akan lebih tinggi dari arah sebaliknya, yaitu pergi dari tempat gelap ketempat terang sekitar 30 lux, akan makan waktu kurangf dari 10 m / s untuk mencapai nilai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.
LDR tidak mempunyai sensitivitas yang untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya ( yaitu warna ).
Diantara seluruh sistem yang menggunakan “ photo electric “, sangatlah memungkinkan untuk membuka switch atau potensiometer tanpa menimbulkan loncatan bunga api, dengan menggunakan komponen LDR.
Sangatlah penting untuk diingat bahwa LDR relatif lambat dalam reaksinya, oleh karena itu pemakaian LDR diatas frekwensi tertentu bisa tidak memungkinkan.
2.2 Resistor
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.
2.2.1 Fixed Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh ELA (Electronic Industries Association ).
8
Resitansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.
Tabel 2.1 Gelang Resistor
Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor pengkalinya.
2.2.2 Variabel Resistor
Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai
Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300
derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.
10
Pada gambar di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 potentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.4
Gambar 2.4 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer
Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in
2.3 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. 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 kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan.
dielektrik
Elektroda Elektroda
Gambar 2.5 Skema kapasitor.
12
akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.
2.3.1 Electrolytic Capacitor (ELCO)
Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati– hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2.
Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.
2.3.2 Ceramic Capacitor
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya terse dia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.
Gambar 2.7 Ceramic Capacitor
2.3.3 Nilai Kapasitor
14
Tabel 2.2 Nilai Kapasitor
Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5%. Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico Farad).
2.4 Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.
Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
Gambar 2.8 simbol tipe transistor
Keterangan : C = kolektor E = emiter B = basis
Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada
C
B
E
C B
E
16
kenyataannya VCE
Gambar 2.9 Transistor sebagai Saklar ON
Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :
bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar dibawah ini:
BE
telah mencapai , maka transistor akan
saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.
Gambar dibawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat) adalah
harga VCE pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada
lembar data. Biasanya VCE
Gambar 2.10 Karakteristik daerah saturasi pada transistor
Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open).
(sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar dibawah ini dikenal sebagai daerah saturasi.
18
Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB
Gambar 2.11 Transistor Sebagai Saklar OFF Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (V
) sama dengan tegangan sumber (Vcc). Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.
B) sama dengan
tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB
2.5 Relay
Relay adalah suatu rangkaian switch magnetik yang bekerja bila mendapat catu dan suatu rangkaian trigger. Relay memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi output rangkaian pendriver atau pengemudinya. Arus yang digunakan pada rangkaian adalah arus DC.
Konstruksi dalam suatu relay terdiri dari lilitan kawat (coil) yang dililitkan pada inti besi lunak. Jika lilitan kawat mendapatkan aliran arus, inti besi lunak kontak menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami gaya listrik magnet sehingga berpidah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub asalnya. Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan relay akan kembali keposisi semula yaitu normaly ON atau Normaly OFF, bila tidak ada lagi arus yang mengalir padanya, posisi normal relay tergantung pada jenis relay yang digunakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada kadaan yang diinginkan dalam suatu rangkaian.
Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi : a. Normaly Open (NO), saklar akan tertutup bila dialiri arus b. Normaly Close (OFF), saklar akan tertutup bila dialiri arus
c. Change Over (CO), relay ini mempunyai saklar tunggal yang nomalnya tertutup yang lama, bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal A, sebaliknya bula kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal B.
20
menghubungkan arus dari kolektor ke emiter yang mengakibatkan relay terhubung. Sedangkan fungsi dioda disini adalah untuk melindungi transistor dari tegangan induksi berlebih, dimana tegangan ini dapat merusak transistor.
Jika transistor pada basis tidak ada arus maju, transistor terbuka sehingga arus tidak mengalir dari kolektor ke emiter, relay tidak bekerja karena tidak ada arus yang mengalir pada gulungan bentuk relay yang digunakan dan bentuk relay dengan rangkaian driver dapat dilihat pada gambar:
Gambar 2.12 Simbol Relay dan Rangkaian Driver
2.6 Ligt Emitting Diode
Light Emitting Diode ( dioda pemancar cahaya ), yang lebih dikenal dengan kependekannya yaitu LED, menghasilkan cahaya ketika arus mengalir melewatinya. Pada awalnya LED hanya dibuat dengan warna merah, namun sekarang warna-warna jingga, kuning, hijau, biru dan putih juga tersedia di pasaran. Terdapat pula LED inframerah, yang menghasilkan cahaya inframerah, alih-alih cahaya tampak. Sebuah LED yang tipikal memiliki kemasan berbentuk kubah yang terbuat dari bahan plastik, dengan pinggiran yang menonjol ( rim ) pada bagian bawah kubah, terdapat dua kubah kaki terminal dibagian bawah kubah. Biasanya, meskipun tidak selalu demikian, kaki katoda
Vcc
Tr VB
Dioda
lebih pendek dari kaki anoda. Cara lain untuk membedakan kaki katoda dengan kaki anoda adalah dengan memperhatikan bagian rim ( apabila LED yang bersangkutan memang memilikinya ). Rim dibuat berbentuk datar pada sisi yang berdekatan dengan kaki katoda.
Gbr 2.13 Simbol LED
Sebuah LED membutuhkan arus sekitar 20 mA untuk memancarkan cahaya dengan kecerahan maksimum, meskipun arus sekecil 5 mA pun masih dapat menghasilkan cahaya yang jelas tampak. Jatuh tegangan maju. Sebuah LED rata-rata adalah 1,5 V, sehingga pasokan tegangan 2 V dapat menyalakan sebagian besar LED dengan kecerahan maksimum. Dengan level-level tegangan yang lebih tinggi, LED dapat terbakar apabila tegangan maju yang diberikan melebihi 2 V. Kita harus penting untuk menyambungkan resistor pembatas arus secara seri kesebuah LED.
2.6.1 Bentuk dan Ukuran
22
ini dapat digunakan untuk menampilkan sebuah pesan lengkap. LED dibuat dengan beberapa ukuran tertentu. Led terkecil memiliki ukuran diameter sekitar 1 mm, digunakan sebagai lampu-lampu indicator pada panel-panel dengan ruang yang relatif sempit. Sebaiknya LED terbesar ( jumbo ) memiliki ukuran diameter 10 mm dan digunakan dalam aplikasi-aplikasi yang membutuhkan lampu-lampu peringatan yang harus mudah terlihat.
LED sangat ideal untuk digunakan sebagai lampu indicator karena hanya membutuhkan arus listrik yang relatif sangat kecil dibandingkan dengan lampu-lampu filamen. Hal ini menjadikan LED sangat cocok untuk digunakan pada perangkat-perangkat yang digerakkan oleh baterai, dimana penggunaan lampu filamen akan segera menghabiskan daya yang tersedia. Juga terdapat fakta bahwa lampu-lampu filamen memiliki usia pemakaian yang terbatas. Cepat atau lambat, kawat filamen di dalam lampu akan terbakar. Di sisi lain, LED dapat bertahan untuk tetap digunakan praktis selamanya.
2.7 Penguat Sinyal
bentuknya semirip mungkin dengan aslinya. Dengan demikian, salah satu sasaran dari rangkaian penguat audio adalah menghasilkan sinyal tetgangan output yang merupakan salinan persis dan sinyal tegangan inputnya, kecuali bahwa amplitudo input. Kita mengubah sainyal V IN menjadi sinyal V OUT.
Terdapat sinyal – sinyal lain yang juga membutuhkan teknik pemrosesan semacam ini. Ketika seorang dokter melakukan pencatatan, sinyal – sinyal listrik yang ditangkap dari otot – otot jantung sang pasien dikuatkan sebelum kemudian diumpankan kealat pencatat. Seorang seismolog harus mampu menguatkan secara akurat sinyal – sinyal yang ditangkap dari kulit bumi, untuk dapat menganalisis getaran yang ditimbulkan oleh sebuah gempa. Pada tataran frekwensi tinggi kita haruis dapat menguatkan sinyal – sinyal berfrekwensi ultra tinggi yang digunakan didalam system pemancar gelombang mikro.
Gain Tegangan
Gain tegangan sebuah rangkaian penguat dirumuskan sebagai :
GV = V OUT dan V IN
Dimana GV = V OUT dan V IN adalah nilai – nilai tegangan output dan tegangan input pada titik waktu tertentu. Sebuah rangkaian penguat juga dapat memiliki gain arus, yang didefenisikan denganm cara yang sama. Menggabungkan kedua gain ini, dan merujuk kepersamaan P = IV, kita dapat mengetahui bahwa sebuah rangkaian penguat akan meningkatkan daya dari sebuah sinyal.
24
BAB III
PERANCANGAN ALAT
3.1.Blok diagram
Secara garis besar,perancangan alat pembersih terdiri dari: power supply, LDR, rangkaian sensor cahaya, penguat sinyal relay, hair dryer. Diagram blok dari pembuatan alat pembersih otomatis ditunjukkan pada gambar berikut:
Gbr 3.1 Blok Diagram Rangkaian
• Sumber cahaya berfungsi untuk memberi cahaya pada LDR. • Tangan berfungsi untuk penghalang cahaya keLDR.
• LDR berfungsi untuk mengetahui ketika ada benda, dalam hal ini ketika LDR tertutup oleh tangan sehingga cahaya yang masuk tidak mengenai LDR.
• Relay berfungsi untuk memutuskan/menghubungkan tegangan ke Hair dryer • Rangkaian sensor cahaya berfungsi untuk menguatkan tegangan agar tegangan
dapat mengaktifkan relay
• Hair drayer berfungsi sebagai pengering tangan.
LDR
Sumber Cahaya Rangkaian Sensor Cahaya
3.2.Perancangan Power Supplay (PSA)
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangakaian PSA yang dibuat terdidi dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan iuntuk mensupply tegangan ke seluruh rangkaian.
Gbr 3.2 Rangkaian PSA
Trafo CT merupkan trafo Stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan diserahkan dengan mneggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 uF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indicator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensuplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangakian butuh arus yangcukup besar. Teganga 12 volt DC langsung dimbil dari kekurangan 2 buah dioda penyearah.
26
3.3.Rangkaian Sensor Cahaya
LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. LDR dibuat dari Cadmium Sulfida yang peka terhadap cahaya. Seperti yang telah diketahui bahwa cahaya memiliki dua sifat yang berbeda yaitu sebagai gelombang elektromagnetik dan foton/partikel energi (dualisme cahaya). Saat cahaya menerangi LDR, foton akan menabrak ikatan Cadmium Sulfida dan melepaskan elektron. Semakin besar intensitas cahaya yang dating, semakin banyak electron yang terlepas dari ikatan. Sehingga hambatan LDR akan turun saat cahaya meneranginya.
LDR akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tak ada cahaya yang mengenainya (gelap). Dalam kondisi ini hambatan LDR mampu mencapai 1 M Ohm. Akan tetapi saat terkena cahaya, hambatan LDR akan turun secara drastic, hingga kira-kira 250 Ohm.
Gbr.3.3. Rangkaian Sensor Cahaya
Tegangan tersebut akan mengkatifkan transistor C945. Pada saat aktif, kolektornya akan mendapatkan tegangan 0 Volt dari ground. Tegangan 0 volt inilah yang merupakan sinyal low (0) yang diumpankan ke relay.
Pada saat tidak ada cahaya yang mengenai LDR, tegangan yang diumpankan ke transistor adalah:
Tegangan tersebut belum dapat mengaktifkan transistor C945. Dengan demikian tegangan kolektor-emitornya berkisar antara 4,5 V – 5 V. Tegangan inilah yang
merupakan sinyal high (1) yang diumpankan pada relay.
3.3.Perancangan Rangakaian Relay
Rangkaian relay ini berfungsi untuk menghubungkan/memutuskan hubungan Hair drayer ke sumber tegangan. Rangkaian relay ini ditunjukan pada gambar berikut ini:
28
Komponen utama dari rangkaian ini adalah relay. Relay ini memutuskan/menghubungkan tegangan tinggi dari elemen pemanas yang dihubungakan dengan sumber tegangan 220 volt PLN.
Relay merupakan salah satu komponen elektronik yang terdiri dari lempengan logam sebagai saklar dan kumparan yang berfungsi untk menghasilkan medan magnet, dimana medan magnet ini akan menarik logam yang mengakibatkan saklar terhubung.
Pada rangkaian ini untuk mengaktipkan atau menon-aktipkan realay digunakan transistor tipe NPN. Dari gambar dapat dilihat bahwa negative relay dihubungkan kekolektor dari transistor NPN (2SC945), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktip maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke ground yang menyebabkan tegangamn di kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan tidak aktip.
Kumparan pada relay kan menghasilkan tegangan singkat yang besar ketika relay dinon-aktipkan dan ini dapat merusak transistor yang ada pada rangkaian ini. Untuk mencengah kerusakan pada transistor tersebut sebuah dioda harus dihubungkan ke relay tersebut. Dioda dihubungkan secara terbalik sehingga secara normal dioda ini tidak menghantarkan. Penghantaran hanya terjadi ketika relay dinon-aktipkan, pada saat ini arus akan terus mengalir melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan Input dari rangkaian ini dihubungkan kepenguat sinyal, sehingga hubungan antara Hair drayer dengan sumber tegangan dapat diputuskan.
BAB IV PENGUJIAN ALAT
4.1. Pengujian Rangkaian Power Supply ( PSA )
Pengujian pada rangkaian power supplay ini dapat dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari rangakaian ini dengan mengunakan volt meter digital. Pada power supllay ini dapat dua keluaran. Dari hasil pengujian diperoleh tegangan keluaran pertama sebesar + 4,85 volt. Tegangan ini dipergunakan untuk mensupplay tegangan keseluruh rangkaian. Penguat sinyal dapat bekerja pada tegangan 4,0 sampai 5,5 volt, sehingga tegangan 4,85,1 volt ini cukup untuk mensupplay tegangan penguat sinyal. Sedangkan tegangan keluaran kedua sebesar 12,3 volt. Tegangahn ini digunakan untuk mensupplay tegangan ke relay, dimana relay dapat aktip pada tegangan 11 sampai 15 volt, sehingga teganga ini sudah memenuhi syarat untuk mengaktipkan relay.
4.2.Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya
30
rangkaian penerima akan menyala , dan tegangan output pada rangakaian sebesar 0. Namun ketika tidak ada benda/objek yang mendekat, maka LDR dapat menerima sinar
dari laser pointer,hal ini menyebabkan Led indicator pada rangkaian penerima tidak menyala dan tegangan output dari rangkaian ini sebesar 4,6 volt.
4.3.Pengujian Rangkaian Relay
Pengujian rangkaian relay dapat dilkukan dengan menberikan tegangan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor merupakan jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip jika pada basis diberi tegangan >0,7 volt dan tidak aktip jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktipnya transistor akan mengaktipkan relay.
Pada alat ini relay digunakan untuk memutuskan hubungan tegangan dengan hair drayer, dimana hubungan yang digunakan adalah normall open (NO), Dengan demikian jika relay tidak aktip maka hubungan tegangan ke hair drayer akan terputus, sebaiknya jika relay aktip, maka tegangan dengan hair drayer akan terhubung.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pelaksanaan perencanaan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem, maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain:
a. Ketika sinyal dari laser pointer yang mengenai LDR terhalang, maka hair drayer akan menyala , keadaan tersebut menyatakan adanya halangan pada sensor, demikian sebaliknya
b. Bahwa sensor LDR yang digunakan sangat peka terhadap cahaya, disebabkan prisip kerja sensor LDR adalah suatu komponen yang dipengaruhi oleh cahaya atau sinar.
5.2 Saran
Setelah melakukan penelitian ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat melakukan penelitian lebih lanjut, yaitu:
32
b. LDR akan terganggu cahaya sekitar alat, sehingga disarankan untuk pengembangannya memakai sensor yang lain misalnya sensor kelembapan.
c. Untuk masa yang akan datang, agar alat ini dapat lebih ditingkatkan, dikembangkan dan dipergunakan pada setiap rumah dan rumah makan.
DAFTAR PUSTAKA
Albert Paul, Malvino. Prinsip-Prinsip Elektronika, Jilid 1 & 2, Edisi Pertama, Penerbit: Salemba teknika, Jakarta 2003
Clayton George, Winder Steve, Operational Amplifiers, Edisi Kelima, Penerbit Erlangga, Jakarta 2004
William, H., dan Ir. Jack, E. Kemmerly, Pantur Silaban. 1986. Rangkaian Listrik. Jilid Satu Edisi IV. Jakarta : Erlangga
