Perancangan Alat Pengering Tangan Otomatis Dengan Menggunakan Inframerah

(1)

DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

TUGAS AKHIR

SUPARMAN L HUTAHAEAN

042408029

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya

Fisika instrumentasi

SUPARMAN L HUTAHAEAN

042408029

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

JuduI : PERANCANGAN ALAT PENGERING TANGAN

OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : SUPARMAN L HUTAHAEAN

Nomor Induk Mahasiswa : 042408029

Program Studi : D3 FISIKA INSTRUMENTASI

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, Agustus 2007

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua Pembimbing

(DR.Marhaposan Situmorang) (Drs.Luhut Sihombing,MS.)

(4)

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT PENGERING TANGAN OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

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, Agustus 2007

SUPARMAN L HUTAHAEAN

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala anugerah dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

(6)

DAFTAR ISI

1.5 Sistematika Penulisan 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penguat Operasional 4

2.1.1 Karakteristik Ideal Penguat Operasional 5

2.1.2 Tegangan Offset Keluaran 6

2.1.3 Hambatan Masukan 6

2.3.2 Variable Resistor 12

2.4 Kapasitor 14

2.4.1 Electrytic Capasitor 15

(7)

2.4.3 Nilai Kapasitor 16

2.5 Transistor 17

2.6 Relay 22

2.7 Penguatan Sinyal 23

2.8 LED 25

BAB 3 PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blok Rangkaian 27

3.2 Prinsip Kerja Alat 28

3.3 Perancangan Rangkaian PSA 28

3.4 Perancangan Rangkaian Sensor Kedekatan 29

3.5 Perancangan Rangkaian Relay 32

BAB 4 PENGUJIAN ALAT

4.1 Pengujian Rangkaian PSA 34

4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Kedekatan 34

4.3 Pengujian Rangkaian Relay 35

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 36

5.2 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

(8)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Gelang Resistor 11

(9)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Penguat Operasional 4

Gambar 2.2 Fotodioda 9

Gambar 2.3. Resitor Karbon 10

Gambar 2.4 Potensiometer 12

Gambar 2.5 Grafik Perubahan Nilai Potensiometer 13

Gambar 2.6 Skema Kapasitor 14

Gambar 2.7 Electrolytic Capasitor 15

Gambar 2.8 Ceramic Capasitor 16

Gambar 2.9 Simbol Tipe Transistor 18

Gambar 2.10 Transistor sebagai saklar ON 19

Gambar 2.11 Karakteristik daerah saturasi pada

Transistor 20

Gambar 2.12 Transistor sebagai Saklar OFF 21

Gambar 2.13 Simbol Relay dan Rangkaian Driver 23

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 27

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply 28

Gambar 3.3 Rangkaian Pemancar Inframerah 29

Gambar 3.4 Rangakain Penerima Inframerah 30

Gambar 3.5 Gambar Rangkaian Relay 32

(10)

EKSPEDISI PERBAIKAN LAPORAN TUGAS AKHIR

Nama : Suparman L Hutahaean

Nim : 042408029

Program studi : D3 Fisika Instrumentasi

Judul Tugas Akhir : PERANCANGAN ALAT PENGERING TANGAN

OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

Laporan Tugas akhir dengan judul diatas dinyatakan telah diperbaiki sesuai dengan anjuran Dosen penguji.

No Nama Pembimbing/Penguji Tanggal Tandatangan

1 Drs.Luhut Sihombing,MS

(11)

EKSPEDISI PENYERAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR

Nama : Suparman L Hutahaean

Nim : 042408029

Program studi : D3 Fisika Instrumentasi

Judul Tugas Akhir : PERANCANGAN ALAT PENGERING TANGAN

OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

No Nama Pembimbing/Penguji Tanggal Tandatangan

1 Drs.Luhut Sihombing,MS

2 Drs.Oloan Harahap,MS

(12)

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, seperti KFC biasanya disediakan alat pengering tangan. Alat pengering tangan ini

secara otomatis akan menghembuskan udara/angin hangat jika tangan kita diletakkan

di bawahnya.

Sangat menarik cara kerja dari alat ini. Bangaimana alat tersebut dapat

mengetahui ketika ada tangan yang diletakkan dibawahnya. Tentunya ada sensor yang

diletakkan pada alat tersebut yang dapat mengetahui jika ada tangan yang diletakkan

di dekatnya. Sensor ini akan mengirimkan sinyal tertentu ke alat agar alat dapat

mengeluarkan angin hangat ke luar.

Berdasarkan pemikiran-pemikiran diatas, maka penulis tertarik untuk

merancang alat pengering tangan otomatis tersebut dan mengangkatnya sebagai

(13)

1.2 Rumusan Masalah

Mengacu pada hal diatas, pada tugas akhir ini saya akan merancang alat

pengering tangan otomatis dengan menggunakan inframerah yang dibuat dalam suatu

bentuk sensor. Jika ada benda yang mendekati sensor tersebut, maka sensor akan

mengirimkan sinyal tertentu ke penguat sinyal.

Pada sensor kedekatan ini juga terdapat beberapa inframerah yang digunakan

untuk memancarkan cahaya dan fotodioda sebagai penerimanya.

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 LED infra merah dan potodioda 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 inframerah ini mempunyai batasan-batasan sebagai berikut :

1. Heater (pemanas) yang digunakan adalah hand dryer

2. Sensor kedekatan yang digunakan adalah LED infra merah dan potodioda.

3. Sensor hanya mengetahui bahwa ada benda atau tangan di depannya, tidak

mengetahui jarak tangan atau benda.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat

(14)

otomatis dengan menggunakan inframerah, 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 2 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 3 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 4 PENGUJIAN ALAT

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa atau pengujian dari rangkaian

yang telah dirancang.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari

pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran, apakah

rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan

perakitannya pada suatu metode lain dan mempunyai sistem kerja yang

(15)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penguat Operasional(Op-Amp)

Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi

beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial yang telah dijelaskan di atas.

Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki

penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional

memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V)

dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground). Berikut ini adalah

simbol dari penguat operasional:

(16)

2.1.1 Karakteristik Ideal Penguat Operasional

Penguat operasional banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena

beberapa keunggulan yang dimilikinya, seperti penguatan yang tinggi, impedansi

masukan yang tinggi, impedansi keluaran yang rendah dan lain sebagainya. Berikut

ini adalah karakteristik dari Op Amp ideal:

a. Penguatan tegangan lingkar terbuka (open-loop voltage gain) AVOL = 

b. Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) VOO = 0

c. Hambatan masukan (input resistance) RI = 

d. Hambatan keluaran (output resistance) RO = 0

e. Lebar pita (band width) BW = 

f. Waktu tanggapan (respon time) = 0 detik

g. Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Kondisi ideal tersebut hanya merupakan kondisi teoritis tidak mungkin dapat

dicapai dalam kondisi praktis. Tetapi para pembuat Op Amp berusaha untuk membuat

Op Amp yang memiliki karakteristik mendekati kondisi-kondisi di atas. Karena itu

sebuah Op Amp yang baik harus memiliki karakteristik yang mendekati kondisi ideal.

(17)

2.1.2 Tegangan Offset Keluaran

Tegangan offset keluaran (output offset voltage) VOO adalah harga tegangan

keluaran dari Op Amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan Vid =

0. Secara ideal, harga VOO = 0 V. Tetapi dalam kondisi praktis, akibat adanya

ketidakseimbangan dan ketidakidentikan dalam penguat diferensial dalam Op Amp

tersebut, maka tegangan ofset VOO biasanya berharga sedikit di atas 0 V. Apalagi

apabila tidak digunakan umpan balik maka harga VOO akan menjadi cukup besar

untuk menimbulkan saturasi pada keluaran. Untuk mengatasi hal ini, maka perlu

diterapakan tegangan koreksi pada Op Amp. Hal ini dilakukan agar pada saat

tegangan masukan Vid = 0, tegangan keluaran VO juga = 0. Apabila hal ini tercapai,

2.1.3 Hambatan masukan

Hambatan masukan (input resistance) Ri dari Op Amp adalah besar hambatan

di antara kedua masukan Op Amp. Secara ideal hambatan masukan Op Amp adalah

tak berhingga. Tetapi dalam kondisi praktis, harga hambatan masukan Op Amp adalah

antara 5 k hingga 20 M, tergantung pada tipe Op Amp. Harga ini biasanya diukur

pada kondisi Op Amp tanpa umpan balik. Apabila suatu umpan balik negatif (negative

feedback) diterapkan pada Op Amp, maka hambatan masukan Op Amp akan

meningkat.

Dalam suatu penguat, hambatan masukan yang besar adalah suatu hal yang

diharapkan. Semakin besar hambatan masukan suatu penguat, semakin baik penguat

tersebut dalam menguatkan sinyal yang amplitudonya sangat kecil. Dengan hambatan

(18)

2.1.4 Hambatan keluaran

Hambatan Keluaran (output resistance) RO dari Op Amp adalah besarnya

hambatan dalam yang timbul pada saat Op Amp bekerja sebagai pembangkit sinyal.

Secara ideal harga hambatan keluaran RO Op Amp adalah = 0. Apabula hal ini

tercapai, maka seluruh tegangan keluaran Op Amp akan timbul pada beban keluaran

(RL), sehingga dalam suatu penguat, hambatan keluaran yang kecil sangat diharapkan.

Dalam kondisi praktis harga hambatan keluaran Op Amp adalah antara

beberapa ohm hingga ratusan ohm pada kondisi tanpa umpan balik. Dengan

diterapkannya umpan balik, maka harga hambatan keluaran akan menurun hingga

mendekati kondisi ideal.

2.1.5 Lebar Pita

Lebar pita (band width) BW dari Op Amp adalah lebar frekuensi tertentu

dimana tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari 0,707 dari harga tegangan maksimum

pada saat amplitudo tegangan masukan konstan. Secara ideal, Op Amp memiliki lebar

pita yang tak terhingga. Tetapi dalam penerapannya, hal ini jauh dari kenyataan.

Sebagian besar Op Amp serba guan memiliki lebar pita hingga 1 MHz dan

biasanya diterapkan pada sinyal dengan frekuensi beberapa kiloHertz. Tetapi ada juga

Op Amp yang khusus dirancang untuk bekerja pada frekuensi beberapa MegaHertz.

Op Amp jenis ini juga harus didukung komponen eksternal yang dapat

(19)

2.2 Fotodioda

Fotodioda merupakan suatu piranti semikonduktor dengan struktur p-n atau

p-i-n up-i-ntuk mep-i-ndeteksi cahaya.Fotodioda biasap-i-nya digup-i-nakap-i-n up-i-ntuk mep-i-ndeteksi cahaya.

Fotodioda adalah piranti semikonduktor yang mengandung sambungan p-n, dan

biasanya terdapat lapisan intrinsik antara lapisan n dan p. Piranti yang memiliki

lapisan intrinsik disebut p-i-n atau PIN fotodioda. Cahaya diserap di daerah

penggambungan atau daerah intrinsik menimbulkan pasangan elektron-hole,

kebanyakan pasangan tersebut menghasilkan arus yang berasal dari cahaya.

Fotodioda dapat dioperasikan dalam 2 mode yang berbeda:

1. Mode fotovoltaik: seperti solar sel, penyerapan pada fotodioda menghasilkan

tegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun, tegangan yang dihasilkan dari

tenaga cahaya ini sedikit tidak linier, dan range perubahannya sangat kecil.

2. mode fotokonduktivitas : disini, fotodioda diaplikasikan sebagai tegangan

revers (tegangan balik) dari sebuah dioda (yaitu tegangan pada arah tersebut

pada dioda tidak akan menhantarkan tanpa terkena cahaya) dan pengukuran

menghasilkan arus foto. ( hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan tegangan

mendekati nol). Ketergantungan arus foto pada kekuatan cahaya dapat sangat

linier .

Karakteristik bahan fotodioda:

1. silikon (Si) : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagus

antara 400 nm sampai 1000 nm ( terbaik antara 800 sampai 900 nm).

2. Germanium (Ge): arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baik

(20)

3. Indium Gallium Arsenida (InGaAs): mahal, arus kecil saat gelap, kecepatan

tinggi sensitivitas baik pada jarak 800 sampai 1700nm (terbaik antara 1300

sampai 1600nm).

Gambar fotodioda ditunjukkan sebagai berikut:

Gambar 2.2 Fotodioda

2.3 Resistor

Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus

listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed

Resistor dan Variable R esistor 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

(21)

2.3.1 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).

(22)

Tabel 2.1 Gelang Resistor

pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda

(23)

telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai

resistansinya.

2.3.2 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”.

(24)

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 dpotentiometers. Ada 3 tipe didalam

perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar

dibawah ini:

Gambar 2.5 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 circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan

(25)

2.4 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 2.6 Skema kapasitor.

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam

merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan

penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan

dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai

insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi

(26)

mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang

membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis

kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.

2.4.1 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 dayadengan tegangan 5 Volt, berarti

kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.

(27)

2.4.2 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

tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua

kapasitor diatas.

Gambar 2.8 Ceramic Capacitor

2.4.3 Nilai Kapasitor

Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat

angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit

memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya.

Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan.

Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka

dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama

angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel

(28)

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).

2.5 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 :

1. Transistor germanium PNP

2. Transistor silikon NPN

(29)

4. Transistor germanium NPN

Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah

yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.

Gambar 2.9 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 kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor

(30)

Gambar 2.10 Transistor sebagai Saklar ON

Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum

dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :

Rc

Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :

B

saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.

(31)

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 (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.

Gambar 2.11 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).

Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) 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.

(32)

Gambar 2.12 Transistor Sebagai Saklar OFF

Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan

Hal ini menyebabkan VCE sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus :

(33)

2.6 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.

Analogi rangkaian relay yang digunakan pada tugas akhir ini adalah saat basis

transistor ini dialiri arus, maka transistor dalam keadaan tertutup yang dapat

(34)

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 gulungaBentuk relay yang digunakan dan bentuk relay dengan

rangkaian driver dapat dilihat pada gambar:

Gambar 2.13 Simbol Relay dan Rangkaian Driver

2.7 Penguatan Sinyal

Sebuah komparator nemiliki kinerja pensaklaran yang mirip dengan rangkaian

saklar transistor. Dalam semua aplikasi semacam ini, transistor yang bersangkutan

digunakan dengan cara “semua atau tidak semua-sama-sekali”. Transistor hanya akan

berada dalam keadaan tidak-aktif (off 0 atau saturasi (jenuh), dan tidak dalam keadaan

lainnya. Semua rangkaian semacam ini memiliki fungsi sebagai rangkaian penguat,

karena suatu perubahan kecil pada input akan menghasilkan perubahan yang relatif

besar pada output.

Vcc

Tr VB

Dioda

(35)

Rangkaian-rangkaian penguat seperti di atas tidak dapat digunakan dalam

aplikasi-aplikasi di mana kita hendak menguatkan sebuah sinyal audio. Bentuk

gelombang audio terlalu kompleks. Ketika kita menguatkan sinyal-sinyal audio, kita

harus mempertahankan bentuknya semirip mungkin dengan aslinya. Dengan

demikian, salah satu sasaran dari rangkaian penguat audio adalah menghasilkan sinyal

tegangan output yang merupakan salinan persis dan sinyal tegangan inputnya, kecuali

bahwa amplitudo output jauh lebih besar dari amplitudo input. Kita mengubah sinyal

V

In menjadi sinyal Vout.

Terdapat sinyal-sinyal lain yang juga membutuhkan teknik pemrosesan

semacam ini. Ketika seorang dokter melakukan pencatatan electroencephalogram

(EEP), sinyal-sinyal listrik yang ditangkap dari otot-otot jantung sang pasien

dikuatkan sebelum kemudian diumpankan ke alat 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

frekuensi tinggi, kita harus dapat menguatkan sinyal-sinyal berfrekuensi ultra-tinggi

yang digunakan di dalam system pemancar gelombang mikro.

Gain tegangan sebuah rangkaian penguat dirumuskan sebagai :

GV = Vout /V In

Dimana GV = VOut danV

Inadalah nilai-nilai tegangan output dan tegangan input pada

satu titik waktu tertentu. Sebuah rangkaian penguatt juga dapat memiliki gain arus,

yang didefenisikan dengan cara yang sama. Menggabungkan kedua gain ini, dan

merujuk ke persamaan P = IV, kita dapat mengetahui bahwa sebuah rangkaian

penguat akan meningkatkan daya dari sebuah sinyal. Gain tegangan tidak bersifat

tetap. Besaran ini bergantung pada frekuensi sinyal yang bersangkutan. Hal ini

(36)

2.8 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-led hanya dibuat dengan warna merah, namun sekarang

warna-warna jingga, kuning, hijau, biru dan putih juga tersedia di pasaran. Terdapat pula

Led-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 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.

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.

Led digunakan sebagai lampu-lampu indicator, misalnya, untuk

mengindikasikan bahwa daya listrik ke sebuah perangkat berada dalam keadaan

tersambung. Led juga digunakan untuk tampilan-tampilan informative dan dekoratif.

Led dibuat dalam beragam bentuk, beberapa di antaranya bulat, persegi, dan segitiga.

(37)

Bentuk susunan yang paling umum adalah tampilan tujuh segmen, yang digunakan

untuk menampilkan angka-angka dan huruf-huruf secara digital.Satu atau beberapa

baris susunan semacam 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-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

(38)

BAB 3

PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Secara garis besar, perancangan alat pengering tangan terdiri dari: power

supply, sensor kedekatan, penguat sinyal, Relay dan hand dryer . Diagram blok dari

pembuatan alat pengering tangan otomatis ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

 Sensor kedekatan berfungsi untuk mengetahui ketika ada benda, dalam hal ini

tangan yang mendekat ke alat.

 Hand dryer berfungsi untuk menghembuskan udara hangat untuk

mengeringkan tangan.

 Relay berfungsi untuk memutuskan/menghubungkan tegangan ke pengering

tangan.

 Penguat sinyal berfungsi untuk untuk menguatkan tegangan agar tegangan

(39)

Vreg

Sensor terdiri dari fotodioda dan inframerah,hambatan fotodioda akan berubah

jika mendapat sinyal dari inframerah,hasil keluaran dari sensor dikuatkan beberapa

kali oleh penguat sinyal untuk mendapatkan tegangan yang cukup (cocok) supaya

dapat mengaktifkan relay.Dengan aktifnya relay,maka arus akan mengalir ke Hand

dryer dan menghidupkan hand dryer. Alat ini akan berhenti bekerja apabila inframerah

tidak terhalang oleh sesuatu benda atau tangan.

3.3 Perancangan Power Supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang

ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt,

keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian,

sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke relay. Rangkaian

power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan

tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan

(40)

diratakan oleh kapasitor 2200 µF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan

agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan

masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP

TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada

rangkaian, sehingga regulatortegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika

rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari

keluaran 2 buah dioda penyearah.

3.4 Perancangan Rangkaian Sensor Kedekatan

Ada dua jenis kedekatan(dinding) yang sering digunakan, yaitu sensor dinding

jarak dekat dan sensor dinding jarak jauh. Sensor dinding jarak dekat menggunakan 3

buah atau 4 buah pemancar infra merah dan sebuah fotodioda yang diletakkan di

tengah sebagai penerimanya. Sedangkan sensor dinding jarak jauh menggunakan 6

buah pemancar infra merah dan 3 buah fotodioda yang disusun secara paralel dan

diletakkan di tengah sebagai penerimanya. Sensor ini memanfaatkan pantulan dari

pemancar infra merah yang diterima oleh fotodioda. Digunakan 3 buah pemancar infra

merah pada masing-masing sensor bertujuan agar jarak pantulan semakin jauh,

sehingga posisi sensor tidak terlalu dekat dengan dinding. Rangkaian pemancar

dengan 3 buah infra merah ditunjukkan pada gambar berikut ini:

(41)

Pada rangkaian di atas digunakan 3 buah LED infra merah yang diparalelkan,

dengan demikian maka intensitas yang dipancarkan oleh infra merah semakin kuat,

karena merupakan gabungan dari 3 buah LED infra merah. Resistor yang digunakan

adalah 22ohm sehingga arus yang mengalir pada masing-masing LED infra merah

adalah sebesar:

i = Vcc – Vjatuh tegangan/R =5 – 1,7/22=0,15 A = 150 mA

Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED infra merah, maka intensitas pancaran

infra merah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin

jauh.

Pantulan dari sinar infra merah akan diterima oleh fotodioda, kemudian akan

diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan sinyal tertentu, dimana jika

fotodioda menerima pantulan sinar infra merah maka output dari rangkaian penerima

ini akan mengeluarkan logika low, namun jika fotodioda tidak menerima pantulan

sinar infra merah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika

high. Rangkaian penerima infra merah seperti gambar di bawah ini:

Gambar 3.4 Rangkaian penerima inframerah

Fotodioda dioperasikan pada bias balik, dimana fotodioda ini akan memiliki

(42)

hambatannya akan berubah menjadi sekitar 80 s/d 300 Kohm jika terkena sinar infra

merah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya. Semakin besar

intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil.Pada rangkaian di atas, output dari

fotodioda diumpankan ke basis transistor tipe NPN C945, ini berari untuk membuat

transistor tersebut saturasi maka tegangan yang keluar dari fotodioda harus lebih besar

dari 0,7 volt. Syarat ini akan terpenuhi jika fotodioda mendapatkan sinar infra merah.

Analisanya sebagai berikut:

Jika tidak ada sinar infra merah yang mengenai fotodioda, maka hambatan pada

fotodioda 15 Mohm, sehingga:

2 330.000

Vout akan diumpankan ke basis dari transistor C945, karena tegangannya hanya 0,107

Volt maka transistor tidak saturasi.

Jika ada sinar infra merah yang mengenai fotodioda, maka hambatan pada fotodioda

300 Kohm, sehingga:

2 330.000

Vout akan diumpankan ke basis transistor C945, karena tegangannya lebih besar dari

0,7 volt yaitu 2,619 Volt maka transistor akan saturasi.

Emiter transistor C945 diinputkan ke Op Amp LM 358 untuk diperkuat. Pada Op

Amp ini tegangan input akan diperkuat sampai maksimal 100 kali penguatan, dimana:



(43)

3.4 Perancangan Rangkaian Relay.

Rangkaian relay ini berfungsi untuk menghubungkan/ memutuskan hubungan

antara hand dryer ke sumber tegangan. Rangkaian relay ini ditunjukkan pada gambar

berikut ini:

Gambar 3.5 Rangkaian relay

Komponen utama dari rangkaian ini adalah relay. Relay ini memutuskan atau

menghubungkan tegangan tinggi ke elemen pemanas(hand dryer) yang dihubungkan

dengan sumber tegangan 220 volt PLN.

Relay merupakan salah satu komponen elektronik yang terdiri dari lempengan

logam sebagai saklar dan kumparan yang berfungsi untuk menghasilkan medan

magnet. Pada rangkaian ini digunakan relay 12 volt, ini berarti jika positip relay (kaki

1) dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan negatip relay (kaki 2) dihubungkan

ke ground, maka kumparan akan menghasilkan medan magnet, dimana medan magnet

ini akan menarik logam yang mengakibatkan saklar terhubung.

Pada rangkaian ini untuk mengaktipkan atau menon-aktipkan relay digunakan

transistor tipe NPN. Dari gambar dapat dilihat bahwa negatip relay dihubungkan ke

kolektor dari transistor NPN (2SC945), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktip

(44)

ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan

mengakibatkan relay aktip. Sebaliknya jika transistor tidak aktip, maka kolektor tidak

terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini

menyebabkan tidak aktip.

Kumparan pada relay akan menghasilkan tegangan singkat yang besar ketika

relay dinon-aktipkan dan ini dapat merusak transistor yang ada pada rangkaian ini.

Untuk mencegah 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 dinonaktipkan, pada

saat ini arus akan terus mengalir melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan ke

dioda. Tanpa adanya dioda arus sesaat yang besar itu akan mengalir ke transistor,

yang mengakibatkan kerusakan pada transistor. Input dari rangkaian ini dihubungkan

ke penguat sinyal, sehingga hubungan antara hand dryer dengan sumber tegangan

(45)

BAB 4

PENGUJIAN ALAT

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)

Pengujian pada bagian rangkaian power supplay ini dapat dilakukan dengan

mengukur tegangan keluaran dari rangkaian ini dengan menggunakan volt meter

digital. Pada power supplay ini terdapat dua keluaran. Dari hasil pengujian diperoleh

tegangan keluaran pertama sebesar + 4,85 volt. Tegangan ini dipergunakan untuk

mensupplay tegangan ke penguat sinyal. Penguat sinyal dapat bekerja pada tegangan

4,0 sampai dengan 5,5 volt, sehingga tegangan 4,85 volt ini cukup untuk mensupplay

tegangan ke penguat sinyal. Sedangkan tegangan keluaran kedua sebesar 12,3 volt.

Tegangan ini digunakan untuk mensupplay tegangan ke relay, dimana relay dapat

aktip pada tegangan 11 sampai 15 volt, sehingga tegangan ini sudah memenuhi syarat

untuk mengaktipkan relay.

4.2 Pengujian Rangkaian Sensor kedekatan

Pengujian pada rangkaian sensor kedekatan ini dapat dilakukan dengan cara

menghubungkan rangkaian ini dengan sumber tegangan 5 volt, kemudian meletakkan

potodioda dan infra merah secara bersebelahan. Ketika ada benda yang mendekat,

maka, maka pantulan sinar infra merah akan mengenai potodioda, sehingga

menyebabkan Led indikator pada rangkaian penerima akan menyala, dan tegangan

output rangkaian sebesar 0,2 volt. Namun ketika tidak ada benda/objek yang

(46)

Led indikator pada rangkaian penerima tidak menyala dan tegangan output dari

rangkaian ini sebesar 4,8 volt.

4.3 Pengujian Rangkaian Relay

Pengujian rangkaian relay dapat dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt

dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor 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 hand drayer, dimana hubungan yang digunakan adalah normally

open (NO), dengan demikian jika relay tidak aktip maka hubungan tegangan ke hand

drayer akan terputus, sebaliknya jika relay aktip, maka tegangan dengan hand drayer

akan terhubung.

Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 12 volt pada basis

transistor, jika relay aktip maka tegangan terhubung ke hand drayer maka rangkaian

(47)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pelaksanaan perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan

sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain:

a. Sensor kedekatan yang digunakan dalam perancangan alat ini peka terhadap

sinar matahari, hal itu disebabkan karena potodioda sensitif terhadap sinar

matahari.

b. Penambahan Led infra merah dan potodioda pada sensor kedekatan akan

menambah jarak pantul dari sensor.

5.2 Saran

Setelah melakukan perancangan alat ini diperoleh beberapa hal yang dapat

dijadikan saran untuk dapat melakukan perancangan lebih lanjut, yaitu:

a. Agar sistem atau rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini

dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya

lebih efektif.

b. Untuk di masa yang akan datang, agar alat ini dapat lebih ditingkatkan dan

dikembangkan, seperti dilengkapinya dengan penggunaan Mikrokontroller.

c. Alangkah baiknya jika alat ini dimanfaatkan dan disosialisasikan kegunaannya

dikalangan mahasiswa, guna mengembangkan inovasi dan teknologi di kalangan

(48)

DAFTAR PUSTAKA

Andi. 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

AT89C51. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.

Malvino,Albert paul. 2003. Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2. Edisi Pertama.

Jakarta: Salemba Teknika.

Owen,Bishop. 2002. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Robert,Caughlin. Penguat Operasional Dan Rangkaian Terpadu Linear. Edisi Kedua.

Jakarta: Erlangga.

Robert,Shrader. 1991. Komunikasi Elektronika. Jilid 1. Edisi Kelima. Jakarta:

Erlangga.

http://www.google.com

(49)

(50)

(51)

Features

• Output Current up to 1A • Output Voltages of 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V • Thermal Overload Protection • Short Circuit Protection

• Output Transistor Safe Operating Area Protection

Description

The MC78XX/LM78XX/MC78XXA series of three terminal positive regulators are available in the TO-220/D-PAK package and with several fixed output voltages, making them useful in a wide range of

applications. Each type employs internal current limiting, thermal shut down and safe operating area protection, making it essentially indestructible. If adequate heat sinking is provided, they can deliver over 1A output current. Although designed primarily as fixed voltage regulators, these devices can be used with external components to obtain adjustable voltages and currents.

(52)

Absolute Maximum Ratings

Electrical Characteristics (MC7805/LM7805)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI = 10V, CI= 0.33µF, CO= 0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in Vo due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Value Unit

Input Voltage (for VO = 5V to 18V) (for VO = 24V)

Thermal Resistance Junction-Cases (TO-220) R_θJC 5 oC/W

Thermal Resistance Junction-Air (TO-220) RθJA 65 oC/W

Operating Temperature Range TOPR 0 ~ +125 oC

Storage Temperature Range TSTG -65 ~ +150 oC

Parameter Symbol Conditions MC7805/LM7805 Unit

Min. Typ. Max.

Load Regulation (Note1) Regload TJ=+25 oC

IO = 5.0mA to1.5A - 9 100

Ripple Rejection RR f = 120Hz

VO = 8V to 18V 62 73 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 15 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI = 35V, TA =+25 oC - 230 - mA

(53)

Electrical Characteristics (MC7806)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =11V, CI= 0.33µF, CO= 0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken

Parameter Symbol Conditions MC7806 Unit

Min. Typ. Max.

VI = 9V to 19V 59 75 - dB

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA=+25 oC - 250 - mA

(54)

Note:

(55)

Note:

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25°C 8.65 9 9.35

5.0mA≤ IO ≤1.0A, PO ≤15W

VI= 11.5V to 24V 8.6 9 9.4 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ=+25°C VI = 11.5V to 25V - 6 180 mV

VI = 12V to 17V - 2 90

Load Regulation (Note1) Regload TJ=+25°C IO = 5mA to 1.5A - 12 180 mV

(56)

(Refer to test circuit ,0°C< TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =16V, CI= 0.33µF, CO=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

Min. Typ. Max.

VI = 13V to 23V 56 71 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ=+25 °C - 2 - V

Short Circuit Current ISC VI = 35V, TA=+25°C - 250 - mA

(57)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =19V, CI= 0.33µF, CO=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

Min. Typ. Max.

VI = 15V to 25V 55 71 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ=+25 oC - 2 - V

Short Circuit Current ISC VI = 35V, TA=+25 oC - 230 - mA

(58)

Note:

Min. Typ. Max.

Load Regulation (Note1) Regload TJ =+25 oC

IO = 5mA to 1.5A - 12 300

VI = 18.5V to 28.5V 54 70 - dB

(59)

Note:

Min. Typ. Max.

VI = 22V to 32V 53 69 - dB

(60)

Note:

Min. Typ. Max.

VI = 28V to 38V 50 67 - dB

(61)

Electrical Characteristics (MC7805A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I = 10V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA =+25 oC - 10 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 8V to 18V - 68 - dB

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25 oC - 250 - mA

(62)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I =11V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

Output Voltage VO

Quiescent Current Change ∆IQ

IO = 5mA to 1A - - 0.5

mA

VI = 9V to 25V, IO = 500mA - - 0.8

VI= 8.5V to 21V, TJ =+25 oC - - 0.8

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -0.8 - mV/ oC

TA =+25 oC - 10 - µV/Vo

VI = 9V to 19V - 65 - dB

(63)

Note:

Output Voltage VO

IO = 5mA to 1A - - 0.5

mA

VI = 11V to 25V, IO = 500mA - - 0.8

VI= 10.6V to 23V, TJ =+25 oC - - 0.8

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -0.8 - mV/ oC

TA =+25 oC - 10 - µV/Vo

VI = 11.5V to 21.5V - 62 - dB

(64)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant, junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

Output Voltage VO

VI = 11.7V to 25V, TJ=+25°C - - 0.8

mA

VI = 12V to 25V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -1.0 - mV/°C

TA =+25°C - 10 - µV/Vo

VI = 12V to 22V - 62 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25°C - 2.0 - V

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25°C - 250 - mA

(65)

Note:

Output Voltage VO

VI = 13V to 26V, TJ=+25°C - - 0.5

mA

VI = 12.8V to 25V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

TA =+25°C - 10

-µV/Vo

VI = 14V to 24V - 62 - dB

(66)

Note:

Output Voltage VO

VI = 15V to 30V, TJ=+25°C - 0.8

mA

VI = 14V to 27V, IO = 500mA - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - 0.5

TA =+25°C - 10 - µV/Vo

VI = 14V to 24V - 60 - dB

(67)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I =23V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

Output Voltage VO

VI = 17.5V to 30V, TJ =+25°C - - 0.8

mA

VI = 17.5V to 30V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

TA =+25°C - 10 - µV/Vo

VI = 18.5V to 28.5V - 58 - dB

(68)

Note:

Output Voltage VO

VI = 21V to 33V, TJ=+25°C - - 0.8

mA

VI = 21V to 33V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

TA =+25°C - 10

-µV/Vo

VI = 22V to 32V - 57 - dB

(69)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Output Voltage VO

VI = 27.3V to 38V, TJ =+25°C - - 0.8

mA

VI = 27.3V to 38V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

TA = 25°C - 10 - µV/Vo

VI = 28V to 38V - 54 - dB

(70)

Typical Perfomance Characteristics

Figure 1. Quiescent Current

Figure 3. Output Voltage

Figure 2. Peak Output Current

Figure 4. Quiescent Current

(71)

Typical Applications

Figure 5. DC Parameters

Figure 6. Load Regulation

Figure 7. Ripple Rejection

Figure 8. Fixed Output Regulator

Input Output

MC78XX/LM78XX

Input MC78XX/LM78XX Output

Input Output

MC78XX/LM78XX

(72)

Figure 9. Constant Current Regulator

Notes:

(1) To specify an output voltage. substitute voltage value for "XX." A common ground is required between the input and the Output voltage. The input voltage must remain typically 2.0V above the output voltage even during the low point on the input ripple voltage.

(2) CI is required if regulator is located an appreciable distance from power Supply filter.

(3) CO improves stability and transient response.

VO = VXX(1+R2/R1)+IQR2

Figure 10. Circuit for Increasing Output Voltage

IRI ≥5 IQ

VO = VXX(1+R2/R1)+IQR2

Figure 11. Adjustable Output Regulator (7 to 30V)

(73)

Figure 12. High Current Voltage Regulator

Figure 13. High Output Current with Short Circuit Protection

Figure 14. Tracking Voltage Regulator

Input