komparator inverting dengan vref = -

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

    a) Prosedur

    b) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja

    c) Video simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan [kembali]

 Komparator inverting adalah sirkuit yang menggunakan operasional amplifier (op-amp) untuk membandingkan dua tegangan, dengan hasil perbandingan ini diwakili sebagai output tegangan tinggi atau rendah. Dalam konfigurasi inverting, tegangan referensi diaplikasikan ke pin non-inverting (positif) dan tegangan input (yang ingin dibandingkan dengan referensi) diaplikasikan ke pin inverting (negatif) dari op-amp. Output dari komparator akan berubah tergantung pada apakah tegangan input lebih rendah atau lebih tinggi daripada tegangan referensi

    Tegangan Referensi: Tegangan ini diaplikasikan ke terminal non-inverting (+) op-amp. Ini adalah nilai tetap yang digunakan sebagai acuan dalam perbandingan. 

    Tegangan Input: Ini adalah tegangan yang dibandingkan dengan tegangan referensi, dan diaplikasikan ke terminal inverting (-) op-amp.

    Output: Keluaran komparator akan berada pada salah satu dari dua level tegangan yang mungkin, tergantung pada perbandingan antara tegangan input dan referensi. Dalam komparator inverting, jika tegangan input lebih rendah dari tegangan referensi, output akan berada pada level tegangan tinggi (misalnya, tegangan supply positif). Jika tegangan input lebih tinggi dari tegangan referensi, output akan berada pada level tegangan rendah (misalnya, ground atau tegangan supply negatif) 

2. Tujuan [kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja dari sensor yang digunakan
2.       Mampu membuat rangkaian dengan mengaplikasikan sensor
3.       Mampu mengaplikasikan sensor pada rangkaian

3. Alat dan Bahan [kembali]

ALAT

- Batrai

 


Baterai digunakan pada rangkaian ini berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menjalankan rangkaian.

-DC Voltmeter




 

 untuk mengetahui beda potensial tegangan DC

BAHAN 

-Sensor Hujan













Raindrop Sensor adalah alat yang digunakan untuk merasakan hujan. Ini terdiri dari dua modul, papan hujan yang mendeteksi hujan dan modul kontrol , yang membandingkan nilai analog, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

-sensor touch










Sensor merupakan sebuah modul sensor yang berfungsi seperti tombol/saklar, namun cara penggunaanya hanya perlu dengan menyentuhnya menggunakan jari kita.

-sensor sound







sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran listrik yang akan dioleh mikrokontroler

-Resistor

 

sebagai tahanan dan komponen pasif  

 

- LED 

 

 LED suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju.

-Motor DC






 

Komponen tersebut berfungsi mengubah arus listrik searah yang masuk menjadi gerak kinetik.

 

- Suply  15V 

 

Sumber masukan daya rangkaian (bisa juga memakai adaptor)

-Dioda

                                    


untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

- Transistor NPN 2N2222A




 


 Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya

- Relay




 

Memiliki fungsi sebagai kontrol saklar (pemutus atau penghubung arus

4. Dasar Teori [kembali]

    

Komparator Inverting Voltage reference Negatif 

Rangkaian komparator inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref ≠ 0 Volt adalah seperti gambar 93.

Misalkan tegangan output Vo = -Vsat seperti gambar 95 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah VLT:

Bentuk gelombang tegangan output Vo adalah seperti pada gambar 96 dan gambar 97 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 98 dan gambar 99.

Vref ≠ 0 Saat Vo bernilai negatif

Vsine akan mengeluarkan gelombang input yang kemudian diteruskan ke kaki inverting op-amp dan terus ke tegangan referensi yang bernilai negatif. jika Vi > VLT maka Vo bernilai - dan jika Vi ≤ VLT maka Vo bernilai +

Sensor Sentuh 



Digital Touch Sensor inilah salah satu saklar modern. Digital Touch Sensor merupakan sebuah modul sensor yang berfungsi seperti tombol/saklar, namun cara penggunaanya hanya perlu dengan menyentuhnya menggunakan jari kita. Pada saat disentuh oleh jari, sensor akan mendeteksi aliran arus listrik pada tubuh manusia karena tubuh manusia dapat mengalirkan listrik. Data akan berlogika 1 (HIGH) saat disentuh oleh jari dan akan berlogika 0 (LOW) saat tidak disentuh.




Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.





 Grafik Respon Sensor Sentuh




Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.

 


Sensor Suara

  









Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.

Intensitas suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.




Prinsip kerja : 

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen.

Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler. Jika sinyal tersebut diterima oleh mikro kontroler maka akan diolah sesuai dengan program yang dibuat, apakah robot akan berjalan atau berhenti.

Suara yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan disimpan oleh memory. Sebagai contoh jika kita bertepuk tangan 1 kali maka akan dikenali sebagai kondisi 1 atau on sehingga robot dapat berjalan. Jika bertepuk tangan 2 kali maka robot akan mati atau mendapat sinyal kondisi 0. Penggunaan sinyal tergantung dari user bagaimana dia menggunakannya.

Kesensitifan  sensor suara dapat diatur, semakin banyak condensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat menjalankan program.

Grafik Sensor


 







Sensor Hujan FC-37






Sensor Hujan FC-37 ini bilamana terkena hujan maka akan meningkatkan resistansinya sehingga tegangan output yang dikeluarkan oleh sensor ini akan semakin kecil bila tingkat intensitas hujan semakin tinggi.


Rain Sensor ini memiliki teori mendasar yang diambil dari Resistive Humadity Sensor, dimana sensor ini tersusun secara paralel dari konduktor-konduktor yang diletakan pada sebuah papan film pada jarak tertentu, dengan kata lain dengan tersusunnya konduktor-konduktor tersebut pada jarak yang telah ditentukan maka seolah-olah kita memberikan resistansi yang besar bagi arus listrik yang mengalir pada konduktor-konduktor tersebut, berdasarkan rumus V = IR,kita dapat memainkan tegangan dengan resistasi yang berubah-ubah tersebut. Bentuk gambar papan film seperti berikut :















Prinsip kerja dari Film board ini

• Ketika konduktor-konduktor yang tersusun secara paralel tersebut terkena mengenai air, maka arus listrik yang mengalir akan lebih mudah dibandingkan tidak ada air, karena celah-celah yang diberikan kepada konduktor-konduktor tersebut berkurang sehingga resistanis yang awalnya cukup besar menjadi berkurang sesuai dengan kadar air yang tersentuh konduktor-konduktor papan film tersebut

• Semakin banyak air yang tersentuh oleh konduktor-konduktor papan film tersebut, maka semakin kecil pula resistansinya, sehingga berdasarkan Hukum Khirchoff :

V = I . R
           Tegangan yang dihasilkan semakin kecil, dan begitu sebaliknya.
 

Grafik Sensor
























Grafik diatas merupakan invers output dari sensor hujan sebelum masuk ke converter digital


















Grafik diatas menunjukkan bahwa Output dari sensor yang telah dikonversikan ke sinyal digital, pada hujan ringan dengan 400cc/menit dan untuk hujan biasa berupa 900cc/menit.










Apabila tingkat intensitas tegangan hujan semakin kecil, maka resistansinya meningkat dan tegangan ouput semakin besar. Sensitivas pada sensor ini dapat diatur dengan mengubah potensiometer yang terdapat pada modul LM393.


LM393 adalah Komparator yang di dalamnya terdapat dua Komparator tegangan yang independent. Komparator ini didesain dapat beroperasi pada single power supply dengan tegangan dari 2 sampai 36 volt.







Adapun spesifikasi untuk LM393




Wide Single-Supply Range	2-36 V
Split-Supply Range	±1.0 V to ± 18V
Very Low Current Drain Independent of Supply Voltage	0.4 mA
Low Input Bias Current	25nA
Low Input Offset Current	5.0 nA
Low Input Offset Voltage	5.0 mV
Input Common Mode Range to Ground Level
Differential Input Voltage Range Equal to Power Supply Voltage


Alasan menggunakan komparator ini karena komparator ini dapat beroperasi tanpa catu daya negatif. Selain itu komparator ini dapat bekerja hanya dengan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt merupakan catu daya yang biasa digunakan mikrokontroler sehingga catu daya dapat diambilkan dari catu daya mikrokontroler apabila sistem yang dibuat menggunakan mikrokontroler.

Resistor

Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom.

Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.

Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor.

Namun meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan berarti tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor pasti memiliki nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam perhitungan matematis, biasanya kita abaikan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita anggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah nol.

Simbol dari resistor merupakan sebagai berikut :

                                                  


 

MOTOR LISTRIK      


          Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.




Bentuk dan Simbol Motor DC :






Prinsip Kerja Motor DC

        Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

        Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti

 

Baterai

        Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti handphone, laptop, dan maianan remote control menggunakan baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya baterai, sehingga tidak perlu menyambungkan kabel listrik ke terimanal untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Setiap baterai terdiri dari terminal positif (Katoda) dan terminal negatif (Anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Pada umumnya, baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery). Baterai yang dibahas pada proposal ini yang dapat diisi ulang dan biasa digunakan pada kendaraan listrik yaitu baterai Lithium ion dan Lithium Polymer.








 

5. Percobaan [kembali]

   Rangkaian 1

Prosedur dan Prinsip Kerja

1. Buka Proteus > Component Mode > Amplifier, resistor, dioda, sensor(3 buah), transistor, motor, logicstate,  Led, Battery, Buzzer, dan relay.
2. Buatlah rangkaian dan susunlah seperti pada gambar.
3. Terminal Mode > Power dan Ground > Tambahkan Power dan Ground pada posisi seperti di gambar.
4. Untuk mengetahui nilainya tekan Virtual Instruments Mode > DC Voltmeter (Volt) dan AC Voltmeter > Tambahkan DC Voltmeter dan AC Voltmeter seperti pada gambar.

PRINSIP KERJA RANGKAIAN

Pada simulasi ini digunakan 3 buah sensor yaitu sensor hujan,sensor sound,dan sensor touch

gambar rangkaian sound  sensor

 prinsip kerja sensor sound

pada saat test pin berlogika 1,yaitu pada saat mendeteksi adanya suara, maka arus mengalir melalui resistor dan terbaca sebesar 5 volt lalu di perbesar di non inverting dengan rumus voutput=R/R.v input. lalu diteruskan ke resistor dan terbaca sebesar 10 voilt lalu ke kaki base transistor,Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply sebesar 15 volt menuju relaydan terbaca sebesar 0,88 diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif.

gambar rangkaian  rain sensor

prinsip kerja sensor hujan.

Pada saat test pin berlogika 1, yaitu pada saat mendeteksi adanya genangan, maka arus mengalir melalui resistor dan terbaca sebesar 5 volt lalu di perbesar di non inverting dengan rumus voutput=R/R.v input. lalu diteruskan ke resistor dan terbaca sebesar 10 voilt lalu ke kaki base transistor,Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply sebesar 15 volt menuju relaydan terbaca sebesar 0,88 diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif

gambar rangkaian touch sensor

 prinsip kerja sensor touch.

apabila mendeteksi ada sentuhan maka logicstate berlogika 1 maka arus mengalir melalui resistor dan terbaca sebesar 5 volt lalu di perbesar di non inverting dengan rumus voutput=R/R.v input. lalu diteruskan ke resistor dan terbaca sebesar 10 voilt lalu ke kaki base transistor,Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply sebesar 15 volt menuju relaydan terbaca sebesar 0,88 diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif

c. videov rangkaian  dan video penjelasan

6. Download File [kembali]

• Download File Rangkaian klik disini
• Download Video Rangkaian klik disini 
• Download video penjelasan aplikasi klik disini
• Download File Capacitive Touch Sensor klik disini
• Download File Rain Sensor klik disini
• Download File Sound Sensor klik disini
• Download Library Rain Sensor klik disini
• Download Library Sound Sensor klik disini
• Download Datasheet Relay klik disini
• Download Datasheet Motor DC klik disini 
• Download Datasheet Transistor NPN klik disini
• Download Datasheet Touch Sensor klik disini
• Download Datasheet Sound Sensor klik disini 
• Download Datasheet Rain Sensor klik disini
• Download Library Touch Sensor klik disini

[menuju awal]