Tugas Besar

BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2022

Oleh :

Farid Fakhriansyah Bahar

2210952025 

Dosen Pengampu :

Darwison, M.T.

Rizki Wahyu Pratama, M.T

Referensi:

a. Darwison, 2010, ” Teori, Simulasi, dan Aplikasi Elektronika ” ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang. 

b. Darwison, 2010, ” Teori, Simulasi, dan Aplikasi Elektronika ””,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang.
c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013 d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.

e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005.
f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.
g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016. 

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Padang 2022

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Link Download

1. Tujuan [back]

• untuk mengetahui apa fungsi dari transistor uni bipolar transistor bipolar dan op amp
• untuk mengetahui prinsip kerja transistor uni bipolar , transistor bipolar dan op amp
• untuk mengetahui bagaimana kerja rangkaian sistem penerangan ruangan

2. Alat dan Bahan [back]

2.1 Alat

voltmeter

DC Voltemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan DC. 

Baterai

Digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.

konfigurasi pin

spesfikasi

2.2 Bahan

Mosfet IRF520

konfigurasi  Pin

Pin Number	Pin Name	Description
1	Source	Arus mengalir keluar melalui Sumber
2	Gate	Mengontrol bias MOSFET
3	Drain	Arus mengalir masuk melalui Drain

    SPESIFIKASI :  

·         N-Channel Power MOSFET

·         Continuous Drain Current (ID): 9.2A

·         Drain to Source Breakdown Voltage: 100V

·         Drain Source Resistance (RDS) is 0.27 Ohms

·         Gate threshold voltage (VGS-th) is 4V (max)

·         Rise time and fall time is 30nS and 20nS

·         It is commonly used with Arduino, due to its low threshold voltage.

·         Available in To-220 package

Resistor

Spesifikasi resistor yang digunakan:

a. Resistor 10 ohm

b. Resistor 220 ohm

c. Resistor 10k ohm

datasheet resistor

Sensor Phototransistor

Transistor NPN

Transistor NPN merupakan jenis transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor. Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, dan lain lain. 

spesifikasi

Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. 

konfigurasi pin

datasheet relay

Dioda

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).

Lampu

Lampu adalah sebuah piranti yang memproduksi cahaya.

OP AMP

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.

Touch Sensor

Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.

Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Capacitive Sensor bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.

Pin out

Spesifikasi

PIR Sensor

Sensor pir adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor pir ini bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar

Pin out

 Spesifikasi:

• Vin : dc 5v 9v.
• Radius : 180 derajat.
• Jarak deteksi : 5 7 meter.
• Output : digital ttl.
• Memiliki setting sensitivitas.
• Memiliki setting time delay.
• Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.
• Berat : 10 gr.

 UV Sensor

Sensor Ultraviolet (APDS – 9002)

Sensor yang mendeteksi adanya cahaya terang dan gelap.

Pinout

Spesifikasi

3. Dasar Teori [back]

a. resistor

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. satuan resistor Ohm yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir. berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R)

b. Transistor NPN

transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutusan atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor 2SC1162 bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kai basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut kondisi ON. sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2-0,3V), maka transisitor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).

transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. masing masing kaki disebut basis, kolektor, dan emitor.

Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

Kolektro (C) ber[eran sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

c. Relay

Relay merupakan  komponen elektronika berupa skalar atau swirch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnetik (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil  (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. berikut adalah simbol dari komponen relay.

pada dasarnya , Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu:

1. Electrimagnet (coil)

2. Armature

3. Switch Contact Point (Saklar)

4. Spring

kontak poin (contact point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu:

-Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)

-Normally Open (NO) yaitu kondis awal sebelum diaktifkan akan sellau berada di posisi OPEN (terbuka)

d. Dioda

Diode adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. berikut ini adalah fungsi dari dioda antara lain:

-untuk alat sensor panas, misalnya dalam amplifier

-sebagai sekering (saklar) atau pengaman

-untuk rangkaian clamper dapat memberikan tambahan  partikel DC untuk sinyal AC.

-untuk menstabilkan tegangan pada voltage regulator

-untuk penyearah

-untuk indikator

-untuk alat menggandakan tegangan

-untuk alat sensor cahaya, biasanya menggunakan dioda photo

simbol dioda adalah:

untuk menentukan arus zener berlaku persamaan:

pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. kondidi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cutoff. pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalir arus listrik.

e. Lampu

lampu listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik. arus lampu yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh baterai dan aki

jenis jenis lampu listrik

seiring dengan perkembangan teknologi, lampu listrik juga telah mengalami berbagai perbaikan dan kemajuan. teknologi lampu listrik bukan saja lampu pijar yang ditemukan oleh Thomas Alva Edison saja namun sudah terdiri dari berbagai jenis dan teknologi. pada dasarnya, lampu listrik dapat dikategorikan dalam tiga jenis yaitu Incandescent Lamp (lampu pijar), Gas-discharge Lamp (lampu lucutan gas) dan Light Emitting Diode (lampu LED)

Lampu pijar (Incandescent Lamp)

Incandescent Lamp adalah jenis lampu listrik yang menghasilkan cahaya dengan cara memanaskan kawat filamen di dalam bola kaca yang diisi dengan gas tertentu seperti nitrogen, argon, kripton atau hidrogen. kita dapat menemukan lampu pijar dalam berbagai pilihan tegangan listrik yaitu tegangan listrik yang berkisar dari 1,5 V hingga 300V.

Lampu Pijar yang dapat bekerja pada Arus DC maupun Arus AC ini banyak digunakan di Lampu Penerang Jalan, Lampu Rumah dan Kantor, Lampu Mobil, Lampu Flash dan juga Lampu Dekorasi.  Pada umumnya Lampu Pijar hanya dapat bertahan sekitar 1000 jam dan memerlukan Energi listrik yang lebih banyak dibandingkan dengan jenis-jenis lampu lainnya.

Lampu Lucutan Gas (Gas discharge Lamp)

Lampu lucutan gas menghasilkan cahaya dengan mengirimkan lucutan elektris melalui gas yang terionisasi, misalnya pada plasma. Sifat lucutan gas sangat tergantung pada frekuensi atau modulasi arus listriknya. Biasanya, lampu lampu ini menggunakan gas mulia (argon, neon, kripton, dan xenon) atau campuran dari gas-gas tersebut. Sebagian besar lampu-lampu ini juga mengandung bahan-bahan tambahan, seperti merkuri, natrium, dan/atau halida logam.

Lampu LED (Light Emitting Diode)

Lampu 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. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

f. OpAmp

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.

simbol

Karakteristik IC OpAmp

-Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)

-Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)

-Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)

-Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)

-Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)

-Karakteristik tidak berubah dengan suhu 

inverting amplifier

Rumus:

Non inverting

Rumus:

Komparator

Rumus:

Adder

Rumus:

Bentuk Gelombang

Grafik Respon Sensor Touch

Grafik Respons Sensor PIR

                                         

Grafik Respon UV Sensor

4. Percobaan [back]

A. Prosedur Percobaan

1. Touch sensor

hubungkan touch sensor dengan r1 seri dengan r2. kemudian hubungkan dengan q1, lalu q1 hubungkan dengan dioda dan relay. Relay dan dioda juga dihubungkan dengan r3.

2. Pir sensor

hubungkan sensor dengan r4 lalu dengan q2. pasang volt meter sebelum dan sesudah r4. q2 dihubungkan dengan dioda dan relay. dioda dan relay dihubungkan dengan r5 yang pararel dengan r4.

3. UV

hubungkan sensor dengan u1.A, kemudian hubungkan dengan r6, q3, dioda, relay secara seri. rangkaian juga menggunakan rheostat dan ground.

4. Rain sensor

sensor dihubungkan dengan r9, r12 dan q4. lalu dihubungkan ke dioda dan relay. relay tersambung ke buzzer, motor, dan baterai.

B. Gambar Rangkaian

C. Prinsip Kerja 

Prinsip kerja Sensor UV

Ketika pada siang hari UV memiliki sedikit hambatan sehingga arus dar vcc menuju phototransistor mengalir ke kaki positif mengakibatkan terjadi perbedaan tegangan dari kaki minus mengakibatkan terjadinya keluaran output sebesar 8,90 volt menuju r6 paralel dengan r8 kaki gate dengan tegangan 4,48 volt mengakibatkan mosfet aktif. terjadi arus vcc ke kaki relay dari kaki rrelay diumpankan ke drain kaki - kaki source menuju ground dan relay switch dan mengakibatkan lampu mati dan ketika di malam hari pak hambatan yang ada di sensor UV tinggi sehingga tidak terjadi arus yang mengakibatkan relay swicth ke kanan dan lampu pun hidup

Prinsip kerja sensor sentuh

Ketika touch sensor mendeteksi adanya sentuhan dari seseorang akan mengakibatkan sensor berlogika 1, itu dan menghasilkan output 5 volt menuju resistor dan paralel juga dengan resistor. dari vcc menuju R3 kaki relay lalu diumpankan ke kaki drin menuju kaki source dan diumpankan ke ground sehingga relay switch ke kiri dan lampu pun menyala

Prinsip kerja pir sensor

ketika sensor mendeteksi adanya gerakan dari seseorang akan mengakibatkan sensor berlogika 1 mengakibatkan sensor mengeluarkan output 5 volt menuju R4 dan diparalelkan dengan R14 di kaki gate dengan tegangan 0,74 volt sehingga transistor aktif. dari power menuju R5 ke kaki relay menuju kaki drain diumpankan ke kaki source dan diumpankan lagi ke ground sehingga relay switch ke kiri dan mengakibatkan lampu menyala

 Prinsip kerja rain sensor

ketika sensor mendeteksi adanya gerakan dari seseorang akan mengakibatkan sensor berlogika 1 mengakibatkan sensor mengeluarkan output 5 volt menuju R9 dan diparalelkan dengan R12 di kaki gate dengan tegangan 0,74 volt sehingga transistor aktif. dari power menuju R13 ke kaki relay menuju kaki drain diumpankan ke kaki source dan diumpankan lagi ke ground sehingga relay switch ke kiri dan mengakibatkan motor aktif dan menutup gorden.

D. Video

5. Link Download [back]

1. File HTML [klik disini]
2. Gambar Rangkaian [klik disini]
3. File Rangkaian [klik disini]
4. Video Rangkaian  [klik disini]
5. File PIR sensor [klik disini]
6. File Rain sensor [klik disini]
7. File Touch sensor [klik disini]
8. File Datasheet UV [klik disini]
9. Datasheet Touch sensor [klik disini]
10. Datasheet Rain sensor [klik disini]
11. Datasheet PIR sensor  [klik disini]
12. Datasheet Resistor [klik disini]
13. Datasheet Op-Amp [klik disini]
14. Datasheet Transistor NPN [klik disini]
15. Datasheet Dioda [klik disini]
16. Datasheet Relay [klik disini]
17. Datasheet Motor [klik disini]
18. Datasheet Lamp [klik disini]
19. Datasheet Baterai [klik disini]