BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang masalah
Dunia elektronika semakin maju sejalan perkembangan zaman. Hal ini merupakan tuntutan yang harus terpenuhi bersamaan dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat. Dan teknologi telah banyak memudahkan pekerjaan manusia dalam berbagai bidang. Salah satunya adalah dengan adanya teknologi otomatisasi.
Otomatisasi diawali dengan berkembangnya elektronika digital. Dalam elektronika digital hanya mengenal istilah I dan 0, atau dengan kata lain ya atau tidak. Hal inilah yang menjadi pembeda antara elektronika digital dengan elektronika analog.
Berawal dari hal tersebut penulis mencoba untuk mebuat miniatur portal otomatis dengan aplikasi transistor 2N3904 yang dipadu dengan LDR. Perpaduan antara dua komponen tersebut akan menggerakan motor setelah LDR tersinari cahaya lampu yang juga akan diintegrasikan ke dalam rangkaian tersebut.
1.2. Identifikasi masalah
Dalam penelitian ini penulis akan menekankan penggunaan transistor 2N3904. Kemungkinan besar portal otomatis telah ada yang menciptakan, namun pada tulisan kali ini pembuatan akan lebih sederhana, karena pada dasarnya penulis hanya mengaplikasikan pengguanan transistor dalam proses otomatisasi.
1.3. Rumusan masalah
Apakah transistor dapat berfungsi sebagai saklar otomatis?
Bagaimanakah cara pengaplikasian transistor dalam rangkaian listrik sebagai saklar otomatis?
1.4. Batasan masalah
Penelitian ini akan menaggunakan transistor 2N3904 yang merupakan transistor tipe NPN dan memiliki 3 kaki, basis, emiter dan collector.
1.5. Manfaat penelitian
Dengan penelitian ini diharapkan dapat memudahkan penggunaan portal tanpa harus membukanya secara manual. Selain itu produk ini juga dapat dikomersilkan dengan harga yang cukup terjangkau dikarenakan biaya produksinya yang cukup murah juga. 1.6. Tujuan penelitian
Tujuan dilakukanya penelitian ini adalah untuk membuktikan apakah transistor dapat digunakan sebagai saklar otomatis yang nantinya akan mengendalikan palang portal.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Transistor
Transistor merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk keluarga semikonduktor. Transistor, khususnya transistor bipolar atau biasa di sebut BJT (bipolar junction transistor) adalah komponen yang memilki tiga terminal yang terbuat dari semikonduktor (Boyco H. Dwiggins, Edward F, Mahonay, 1995). Transistor memilki banyak jenis, namun yang paling sering digunakan adalah transistor bipolar. Terdapat dua tipe transistor bipolar, NPN dan PNP. Kedua transistor ini mirip satu sama lainya, perbedaan utamanya adalah bahwa mereka membutuhkan power supplay dengan polaritas yang berbeda (rangkaian NPN umumnya bermassa negatif sedangkan PNP bermassa positif).
Transistor dibungkus dengan berbagai jenis logam dan plastik. Terminal dari transistor bipolar disebut base, emitor dan collector. Setiap jenis transistor memilki karakteristik tersendiri tergantung tipenya. Adapun detail dari susunan dan database setiap transistor biasanya diberikan pada lembaran-lembaran dari pabrik, atau bisa juga di download dari internet.
2.2. Resistor
Hampir semua proyek elektronika menggunakan komponen yang satu ini. Resistor atau tahanan mungkin digunakan lebih banyak daripada komponen-komponen yang lain. Sebuah tahanan biasanya terlihat seperti silinder kecil dengan kawat di tengah-tengah kedua ujungnya. Harga tahananya dinyatakan dalam suatu sistem kode warna. Resistor berbentuk tabung kecil ini memilki empat pita warna yang melingkarinya.
Harga tahanan dinyataan dalam satuan ohm. Tetapi satuan ohm ini terlalu kecil sehungga harga tahanan sering dinyatakan dalam kiloohm (K) atau mega ohm (M). Kata ohm bisa juga ditulis atau dilambangkan dengan huruf yunani, omega. Satuan tahanan diberi nama ohm menurut nama seorang ahli fisika jerman uang bernama George Simon Ohm (1787-1854).
2.3. LDR (light Depending Resistor)
LDR adalah salah satu resistor yang memiliki sifat khusus. Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR Sekitar 10 mega Ohm dan dalam keadaan terang sebesar 1 Kilo Ohm atau kurang. LDR terbuat dari bahan semi konduktor 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 sebuah contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi di mana cahaya berubah secara drastis.
2.4. Resistor Variabel
Nilai Resistansi Resistor jenis ini dapat diatur oleh tangan, bila pengaturan dapat dilakukan setiap saat oleh opertaor (ada tombol pengatur) dinamakan potensiometer dan apabila dilakukan dnegan obeng dinamakan trimmer potensiometer (trimpot).
Tahanan dalam potensiometer dapat dibuat dari bahan karbon dan ada juga dari gulungan kawat yang disebut dengan potensiometer wirewound. Untuk digunakan pada Voltage yang tinggi biasanya lebih disukai jenis wirewound.
2.5. LED (Light Emiting Code)
Doida semikonduktor dari tipe khusus yang bernama light emitting code (dioda memancarkan cahaya) ini semakin populer jenis lampu ini mempunyai keunggulan karena sangat irit dan memilki umur kerja yang sangat panjang. Harus diperhatikan bahwa, tidak seperti bola lampu biasa, LED hanya akan menyala jika sumber dihubungkan dengan kutub yang benar.
2.6. Baterai
Baterai atau bisa disebut dengan elemen kering elemen primer. Sebagai elemen kering masih mempunyai banyak keunggulan, seperti fisik yang kecil, mudah dibawa, aman dan praktis. Pada elemen ini, elektroda positif adalah batang karbon yang ditengah dan pembungkusnya yang terbuat daris eng merupakan elektroda negatif. Elektrolitnya adalah larutan Amonium Klorida (NH4Cl) dan depolarisasi yang menahan terbentuknya
hidrogen pada elektroda positif terbuat dari mangan dioksida (MnO2) bercampur serbuk
karbon. 2.7. Motor DC
Motor DC adalah motor penggerak yang dikendalikan dengan arus searah(DC). Bagian motor DC yang paling penting adalah rotor dan Stator, yang termasuk Stator adalah badan motor, sikat-sikat dan inti kutub magnet. Bagian rotor adalah bagian yang berputar dari motor DC, yang termasuk rotor adalah lilitan jangkar, jangkar komutator, tali, isolator, poros, bantalan dan kipas (Heryanto dan Adi, 2008).
2.8. Laser
Berdasarkan Kamus besar bahasa Indonesia, laser adalah penguatan cahaya oleh emisi radiasi yang terstimulasi atau alat untuk mengubah radiasi elektromagnetik yang terdiri atas beberapa frekuensi menjadi radiasi elektromagnetik yg diperkuat dan koheren serta bersifat monokromatik
2.9. Relay
Relay adalah saklar remote listrik yang dikendalikan oleh saklar atau switch, computer, atau modul kontrol yang lain. Fungsi Relay sangat memungkinkan pemakaian arus kecil buat mengontrol arus yang lebih besar untuk mengurangi beban kerja baterai atau accu pada kendaraan. Contoh penerapannya yaitu pada penyalaan sepasang lampu kabut yang masing-masing memerlukan arus 25 A 100 watt, klakson ganda, dan sebagainya.
Hal ini dimungkinkan lantaran relay mempunyai kumparan (coil) yang akan bersifat magnetik waktu diberi arus, sehingga menghasilkan arus yang lebih besar. Simpelnya fungsi relay mempunyai rangkaian yang mirip dengan coil (lilitan kawat pada inti besi) untuk pengapian pada busi. Sifat magnetik kumparan mempengaruhi serta memperbesar kontak di sebelahnya yang berfungsi sebagai kontinuitas suplai arus untuk beban ( lampu atau klakson ). sehingga relay mempunyai lebih dari 2 pin, dimana pin-pin tersebut terkoneksi jadi kumparan, serta kontinuitas arus listrik.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu penelitian
Penelitian dilaksanakan di MAN Insan Cendekia Serpong terhitung sejak Bulan Desember 2012 hingga bulan Juni 2013.
3.2. Desain Penelitian
Keterangan :
R1,2,3.4 = Resistor
C1 = Kapasitor
3.3. Langkah-langkah penelitian Menyiapkan alat dan bahan Menggambar desain rangkaian
Memasang dan menyolder komponen sesuai dengan desain rangkaian
Memasang power supplay, dan mengatur pemberian cahaya ke LDR dengan membuka dan menutup pemukaan LDR dengan jari atau kertas
Memasang komponen masing-masing. 1.4. Definisi Operasional
Transistor yang digunakan dalam penelitian ini adalah transistor bipolar dengan tipe 2N3904 dan 2N3907. Resistor tetap dengan hambatan sebesar 3,3 K dan 1 K, adapun resistor variable menggunakan hambatan sebesar 50 K. Motor DC bekas yang dimaksud adalah Motor DC bekas tamiya, dan Power supplay yang digunakan bervoltase 6 Volt. 1.5. Instrumen penelitian
Instrumen penelitian yang digunakan adalah : Solder Timah Alat tulis Multimeter Obeng Kabel
BAB IV
PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN 4.1. Pembuatan Alat
Pembuatan alat dimulai dengan membuat rancangan rangkaian. Setelah tersedia semua bahan pembuatan diawali dengan mecoba rancagan rangkaian pada project board. Setelah beberapa kali evaluasi dari percobaan yang di lakukan, hingga dihasilkan rangkaian jadi yang tergambar dalam desain penelitian
Rangkaian yang sudah jadi tersebut dapat langsung dirakit diatas papan PCB (printed circuit board) dengan menggunakan solder dan timah. Cek kembali rangkaian dengan menguji perputaran dinamo tanpa menggunakan palang terlebih dahulu.
Untuk sistem penggeraknya penulis menggunakan gir bekas mainan anak-anak. Tujuan dari penggunaan gir ini adalah untuk memperpelan laju tarikan tali portal sehingga tidak merusak dan juda untuk memperkuat torsi tarikan dinamo sehingga palang dapat tertarik dengan baik.
Pembuatan dilanjutkan dengan rancangan tata letak komponen pada papan triplek. Selain itu juga diperlukan pembuatan kerangka luar yang dalam penelitian ini dibuat dari bahan kardus. Setelah semua selesai tahap pemasangan komponen pada papa triplek bisa dilakukan, salah satunya dengan menggunakan lem.
4.2. Cara Kerja Alat
Ketika cahaya laser yang mengenai LDR terhalangi oleh kendaraan, maka hambatan LDR akan semakin besar. Hal ini akan mengakibatkan rangkaian transistor-LDR memutar dinamo dengan arah membuka palang portal. Setelah palang membuka maksimal, saklar NO yang diletakkan dibagian atas pangkal palang akan mengaktifkan relay. Proses selanjutnya yaitu berubahnya kontak-kontak pada relay sehingga arus yang mengalir pada rangkaian transistor-LDR akan terputus. Tugas rangkaian transistor-LDR akan tergantikan oleh rangkaian transistor-kapasitor sebagai rangkaian timer dengan polaritas dinamo berkebalikan dari sebelumnya sehingga palang portal akan bergerak menutup.
Namun rangkaian transistor-kapasitor tidak akan tersambung atau teraliri arus sebelum kapasitor mengisi sampai melewati 0,7 volt sebagai prasyarat supaya transistor dalam kondisi saturasi (on). Lama waktu yang dibutuhkan oleh kapasitor untuk mengisi muatan dapat diatur dengan mengatur hambatan potensiometer yang terdapat pada
rangkaian transistor-kapasitor. Dan setelah kapasitor terisi sesuai ketentuan maka palang akan bergerak menutup.
Selama proses penutupan inilah fungsi relay berperan, yaitu sebgai rangkaian pengunci diri. Relay akan tetap mengalirkan arus pada rangkaian transistor-kapasitor selama saklar NC masih dalam kondisi normalnya, yaitu tertutup (normally close) dengan polaritas suplay motor yang berbeda.
Proses penutupan palang akan berhenti jika saklar NC yang terletak pada bagian bawah pangkal palang tersentuh oleh palang portal dan keadaan relay akan kembali normal sehingga rangkaian akan kembali ke rangkaian transistor-LDR. Bersamaan dengan itu, muatan kapasitor akan kembali dikosongkan untuk dapat digunakan untuk dapat digunakan kembali dengan adanya kontak yang terdapat pada bagian bawah ujung palang portal. Dan sistem kerja akan kembali ke langkah pertama.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
Transistor dapat berfungsi sebagai saklar otomatis, dengan meggunakan LDR sebagai pengatur besar arus yang masuk ke transistor sesuai kapasitas cahaya yang diterimanya. Sedangkan kepekaan terhadap cahaya diatur oleh potensiometer.Adapun cara rangkaianya dapat dilihat padadesain penelitian.
5.2. Saran
5.2.1. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat dan dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, khususnya dalam bidang keamanan.
5.2.2. Agar penelitian ini dapat dikembangkan lebih lanjut, sehingga dapat meningkatkan penggunaan teknologi khususnya Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA
___________. 2010. Kamus Besar bahasa Indonesia. Jakarta : Balai Pustaka
__________. ”Fungsi Relay dan Cara
Pemasanganya.”,http://www.http://komponenelektronika.org/fungsi-relay-dan-cara-pemasangannya.htm (diakses tanggal 9 Juni 2013)
Budiharto, Widodo. 2008. 10 Proyek Robot Spekttakuler. Jakarta : Elex Media Computindo
Gussow, Milton.2004. Dasar-dasar teknik listrik. Jakarta : Erlangga
Hrynkiw, Dave and Mark W. Tilden.2002.junkbots, Bugbots, and Bots on wheel. Barkeley : Osborne.
Ibrahim, KF.1992.Prinsip dasar Elektornika. Jakarta : Elexmedia Komputindo Nahvi, Mahmood and Joseph Edminister .204 Rangkaian listrik. Jakarta : Erlangga Penfold, RA.2002.Dasar-dasar elektronika pemula . Bandung : -
Sinclair, Ian Robertson. 1993. Panduan Belajar Elektornika Digital. Jakarta : PT Elex Media Komputindo
LAMPIRAN
Gambar alat tampak samping Kotak komponen
Gambar alat tampak atas Sistem penggerak (gear)
