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]
2.1 Dapat memahami apa yang dimaksud dengan Komparator Inverting
2.2 Dapat memahami rangkaian Komparator Inverting dan pengaplikasian sensor
2.3 Dapat mensimulasikan rangkaian Komparator Inverting dengan sensor
3.Alat dan Bahan [kembali]
a.Alat:
3.1 Baterai
Baterai adalah alat yang digunakan untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk kimia kemudian diubah menjadi energi listrik untuk memperoleh arus listrik yang diperlukan.
3.2 Supply15V
Sumber masukan daya rangkaian (bisa juga memakai adaptor)
3.3 Motor DC
Komponen yang berfungsi mengubah arus listrik searah yang masuk menjadi gerak kinetik.
3.4 DC Voltmeter
untuk mengetahui beda potensial tegangan DC
b. Bahan:
3.5 Operational Amplifier
Operational Amplifier atau yang lebih sering disebut op amp merupakan suatu komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai penguat atau amplifier multiguna yang diwujudkan dalam sebuah IC op-amp.
3.6 LED
LED merupakan perangkat semi-konduktor yang mampu mengubah energi listrik menjadi cahaya
3.7 Dioda
Dioda berguna untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
3.8 Transistor
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
3.9 Relay
Memiliki fungsi sebagai kontrol saklar (pemutus atau penghubung arus
3.11 Resistor
.png)
Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir.
3.12 Sensor
- 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 Sentuhan
Sensor merupakan sebuah modul sensor yang berfungsi seperti tombol/saklar, namun cara penggunaanya hanya perlu dengan menyentuhnya menggunakan jari kita.
- Sensor Suara
Sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran listrik yang akan dioleh mikrokontroler
4.Dasar Teori [kembali]
Komprator Inverting merujuk pada konfigurasi khusus dari sirkuit komparator yang mengacu pada konfigurasi dimana input yang terhubung ke terminal inverting (negatif) dari op-amp (penguat operasional) adalah input sinyal. Ketika tegangan input lebih rendah dari tegangan referensi, keluaran komparator akan berada pada level tinggi (misalnya, tegangan supply positif). Sebaliknya, jika tegangan input lebih tinggi dari tegangan referensi, keluaran akan berada pada level rendah (misalnya, ground atau tegangan supply negatif).
Pada Inverting Comparator tegangan input (Vin) dihubungkan pada saluran inverting(-) dan tegangan referensi (Vref) pada saluran non-inverting (+). Tegangan referensi dapatmenggunakan sumber catu daya tegangan konstan atau rangkaian pembagi tegangan.Pada saat Vin lebih kecil dari Vref, tegangan output Vo adalah +Vsat (≈ +VCC). jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (≈ +VEE).
Vref ≠ 0Volt
Rangkaian komparator inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref ≠ 0 Volt adalah seperti gambar berikut:
Jika tegangan output Vo = +Vsat seperti gambar dibawah maka dapat dihitung tegangan ambang atas VUT:
Jika tegangan output Vo = -Vsat seperti gambar dibawah maka dapat dihitung tegangan ambang bawah VLT:Dari dua data Vo diatas maka didapat bentuk gelombang dan bentuk kurva sebagai berikut:
Sensor Hujan
Sensor Hujan FC-37 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.
Prinsip Kerja dari Film Board sensor hujan ini adalah sebagai berikut:
- 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
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.
Komparator ini digunakan karena 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 mikrokontrol
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 dapat dijelaskan sebagai berikut:
- 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 suara
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.
5.Percobaan [kembali]
-Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus-Rangkai semua alat dan bahan pada proteus seperti pada gambar-Lalu tekan tombol jalankan-Simulasikan semua sensor yang ada-Revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian-Lakukan simulasi kembali
Pada simulasi ini digunakan 4 buah sensor yaitu sensor hujan,sensor sound,sensor uv, dan sensor touch
1)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
2)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
3)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.
• Video
6.File [kembali]
[menuju awal]
No comments:
Post a Comment