Tugas 3

APLIKASI SENSOR SENTUH SEDERHANA

SEBAGAI PENGHANTAR LISTRIK

 

 

 

......................................................................................

Daftar Isi

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar teori

4. Percobaan

5. Simulasi 

6. Link Download

.......................................................................................

 

 

1. Tujuan

- Mengimplementasikan sistem sensor sentuh dengan indikator LED.

- Mengaplikasikan sensor untuk membuat suatu produk yang dapat digunakan yang   berhubungan dengan jurusan teknik elektro.

- Merancang rangkaian suatu sensor dengan menggunakan proteus.

2. Komponen

- Resistor  40K 1/4 W: 

Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya  Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor yang digunakan pada praktek ini adalah Resistor 40K 1/4 W.

Spesifikasi :

- Resistansi : 40K ohm

- Toleransi : +/- 5%

 

 

- Lampu LED 3mm : 

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. 

Spesifikasi :

- Tegangan : ±2 - 3V

- Arus : ±20 mA

 

- Transistor  BC547: 

Transistor adalah sebuah komponen elektronika yang digunakan untuk penguat, sebagai sirkuit pemutus, sebagai penyambung, sebagai stabilitas tegangan, modulasi sinyal dan lain-lain. Fungsi transistor juga sebagai kran listrik yang dimana berdasarkan tegangan inputnya, memungkinkan pengalihat listrik yang akurat yang berasal dari sumber listrik.

Spesifikasi :

- Jenis : NPN

- Arus kolektor kontinyu maks (Ic) : 100 mA

- Tegangan maksimal collector-emitter (Vce) 45 V

- Tegangan minimal basis-collector on-state (Vbe)sat : 700 mV (TYP)

- Tegangan saturasi maksimal collector-emitter (Vce)sat : 250 mV

- Hfe : 800

- Bandwidth : 300 MHz

- Dioda  1N4007: 

dioda (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor  dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat  arus listrik dari arah  sebaliknya 

Spesifikasi :

- arus searah jangka panjang maksimum pada 75 ° C - 1.0 A;

- arus pulsa maksimum dengan durasi pulsa 3,8 ms - 30 A;

- drop tegangan melintasi dioda pada arus 1,0A - 1,1 V;

- kisaran suhu operasi - -65 ... + 175 ° С;

- frekuensi kerja maksimum - 1 MHz;

                                 

 

- Kapasitor 10nF: 

Kapasitor adalah sebuah benda yang dapat menyimpan muatan listrik. Benda ini terdiri dari dua pelat konduktor yang dipasang berdekatan satu sama lain tapi tidak sampai bersentuhan. Benda ini dapat menyimpan tenaga listrik dan dapat menyalurkannya  kembali, kegunaannya dapat kamu temukan seperti pada lampu flash pada kamera, juga banyak dipakai pada papan sirkuit elektrik pada komputer yang kamu pakai maupun pada berbagai peralatan elektronik.

Spesifikasi :

- Voltase maks : 100v

- 10nf/103

 

- Optokopler :  

adalah sebuah komponen semi konduktor atau alat yang terdiri dari LED ( Ligh Emitting Diode ) dan Komponen yang sensitif terhadapat cahaya. Biasa nya digunakan untuk isolasi rangkaian satu ke rangkaian yang lain nya. Optokopler juga sering di kenal dengan nama Optical coupler dan optoisolator. 

 

 

   

 

 

3. Dasar Teori

- Sensor

    Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk mengubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu. Pada pengaplikasian kali ini,sensor yang digunakan adalah sensor sentuh. Cara penggunaannya adalah dengan disentuh menggunakan jari. Ketika sensor ini disentuh maka sensor akan bernilai HIGH, mengapa? karena tubuh manusia terdapat aliran listrik sehingga sensor ini dapat bekerja.

Gambar sensor sentuh

- Resistor 

    merupakan komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya, berdasarkan hukum Ohm:   

                                      Rumus                                                                         Simbol Resistor

- Lampu LED

    LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

 

Cara kerja LED

 

- Transistor

 

Prinsip kerja transistor PNP adalah arus mengalir dari emitor menuju kolektor. Dibandingkan NPN, pada PNP terjadi hal sebaliknya ketika arus mengalir pada kaki basis, maka transistor tidak bekerja. Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke kolektor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari emitor ke kolektor.

Prinsip kerja transistor NPN adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor.

Contoh transitor pnp dan npn

 

- Dioda : 

    Dioda digambarkan seperti sebuah switch/saklar dimana saklar tersebut hanya akan bekerja di beri tegangan atau arah arus sesuai dengan polaritas kaki ioda itu sendiri. Pada arah bias maju, bias kaki anoda diberikan tegangan (+)  dan tegangan (-) pada katoda maka dioda akan dapat mengalirkan arus pada satu arah. Sedangkan pada arah arus mundur bias dimana kaki anoda diberi tegangan (-) dan tegangan (+) pada katoda maka saklar menjadi terbuka atau saklar OFF.

 

 
 

                               Cara kerja arus                                                                    Simbol Dioda                                     

- Kapasitor 

    Bila kedua pelat dihubungkan ke sumber tegangan DC atau tegangan searah (misalnya Baterai), Elektron “didorong” ke satu pelat oleh terminal negatif baterai, sementara elektron “ditarik” dari pelat lain oleh terminal positif baterai. Jika perbedaan muatan antara kedua pelat tersebut terlalu besar, maka akan terjadi percikan (spark) yang melompati celah diantara kedua pelat tersebut dan membuang muatan yang tersimpan (discharge). Untuk meningkatkan jumlah muatan pada pelat, bahan dielektrik yang berupa non-konduktif (isolator) ditempatkan diantara kedua pelat tersebut. Fungsi dielektrik tersebut dalam kapasitor adalah sebagai “pemblokir percikan” atau “spark blocker” yang bermanfaat untuk dapat meningkatkan kapasitas muatan kapasitor.

 

     

                     Cara kerja Kapasitor                                                                                       Simbol kapasitor

 

- Optokopler

  Pada prinsipnya, Optocoupler dengan kombinasi LED-Phototransistor adalah Optocoupler yang terdiri dari sebuah komponen LED (Light Emitting Diode) yang memancarkan cahaya infra merah (IR LED) dan sebuah komponen semikonduktor yang peka terhadap cahaya (Phototransistor) sebagai bagian yang digunakan untuk mendeteksi cahaya infra merah yang dipancarkan oleh IR LED.

Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa Arus listrik yang mengalir melalui IR LED akan menyebabkan IR LED memancarkan sinyal cahaya Infra merahnya. Intensitas Cahaya tergantung pada jumlah arus listrik yang mengalir pada IR LED tersebut. Kelebihan Cahaya Infra Merah adalah pada ketahanannya yang lebih baik jika dibandingkan dengan Cahaya yang tampak.

4. Percobaan

    A.  Prosedur percobaan

Pertama,device yang dibutuhkan adalah 

• Touchpad
• LED
• Resistor
• Generator DC 
• Kapasitor
• Terminal ground
• Transistor                                                                                                                                 

    B. Langkah - langkah

1. Berikut adalah tampilan device setelah kita inputkan ke Device List Proteus. Untuk device Generator DC dan Terminal Ground bisa ditemukan di sub tab Generator dan Sub Terminal.

        2. Setelah itu atur posisi masing masing alat seperti gambar di langkah selanjutnya dibawah

 

      Gambah diatas adalah bentuk posisi semua device yang telah diletakkan ke dalam bakal rangkaian sensor sentuh tadi. Sebagai catatan, ubah teganggan generator DC menjadi 5 volt, dan besar hambatan resistor menjadi 220 ohm.

     

 

      3. Selanjutnya hubungkan tiap tiap device sehingga menjadi terhubung satu sama lain seperti gambar  dibawah

      4. Selanjutnya jalankan simulasi dengan meng-klik logo play di sudut kiri bawah dan klik tangan sehingga                   posisi logo tangan pada touchpad menyentuh bantalan merah.

            Apabila lampu menyala,tandanya simulasi berjalan dengan baik.

 

5. Simulasi

    Video Simulasi :

Cara kerja komponen ini dimulai pada saat mengalirnya arus listrik melalui koil,  lalu membuat medan magnet sekitarnya sehingga dapat merubah posisi saklar yang ada di dalam relay tersebut. sehingga menghasilkan arus listrik yang lebih besar. Disinilah keutamaan komponen sederhana ini yaitu dengan bentuknya yang minimal bisa menghasilkan arus yang lebih besar.

• Ketika ada sentuhan tangan manusia yang mengenai box plat besi, maka secara otomatis sensor akan bekerja dan transistor pada rangkaian sensor akan mendapat tegangan yang kemudian dilanjutkan ke relai yang menghubungka ke sirine dan kemudian kemudian alarm akan berbunyi.
• Dalam hal ini LED sebagai keluaran dari system.
• Sistem akan bekerja pada saat posisi standby (siap).

6. Link Download

- File sensor sentuh download di sini

- File video simulasi download di sini

- File html download di sini

- File datasheet download di sini