aplikasi op amp

[menuju akhir]

APLIKASI PENYELAMATAN PESAWAT KETIKA KECELAKAAN

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Rangkaian Simulasi

5. Video

6. Link Download 

A. Tujuan [kembali]

• Mengetahui komponen-komponen dalam rangkaian
• Mengetahui cara kerja komponen dalam rangkaian
• Dapat membuat rangkaian simulasi

B. Alat dan Bahan [kembali]

• Sound Sensor

Sensor suara merupakan module sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran listrik yang akan dioleh mikrokontroler.

• Flame Sensor

Flame sensor merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api yang dimana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm. Sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mensensing kondisi nyala api.

• Touch Sensor

Touch sensor merupakan sebuah monitor yang sensitif terhadap sentuhan dan tekanan (resistif), sehingga perangkat ini memiliki dua fungsi yaitu, sebagai perangkat output karena menampilkan informasi dan input karena menerima informasi.

• Relay

Relay merupakan komponen listrik yang mempunyai 2 bagian yaitu, kumparan dan poin. Secara garis besar relay berfungsi untuk mengendalikan dan mengalirkan listrik.

• Op-Amp 741

Op-Amp (Operational Amplifier) adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai penguat sinyal listrik.

• Transistor Bipolar

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

• Dc Voltmeter
  

Voltmeter Dc adalah alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

• Generator DC

Sebagat generator DC fungsinya mengubah energi mekanik menjadi energi lisrtik.

• LED-RED

Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut.

• Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

• Resistor

Spesifikasi:

Resistance (Ohms)          : 220 V

Power (Watts)                  : 0,25 W, ¼ W

Tolerance                         : ± 5%

Packaging                        : Bulk

Composition                    : Carbon Film

Temperature Coefficient : 350ppm/°C

Lead Free Status             : Lead Free

RoHS Status                   : RoHs Complient

• Motor DC

Motor DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat difungsikan sebagai motor DC.

• Baterai

Baterai merupakan perangkat otomotif yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik dan mempunyai arus searah (DC).

• Dioda

Dioda (Diode) adalah Komponen terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya

C. Dasar Teori [kembali]

• 
  

• Sound Sensor

Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Salah satu komponen yang termasuk dalam sensor ini adalah Microphone atau Mic. Mic adalah komponen eletronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.

Mic dapat diklarifikasikan menjadi beberapa jenis dasar antara lain; dinamis, piezoelektrik, dan elektrostatik. Mic dinamis adalah contoh alat yang memiliki sensor suara dengan peran yang besar dalam dunia industri musik. Sedangkan untuk Mic piezoelektrik digunakan secara luas untuk mic dengan meter rendah tingkat frekuensi suara. Untuk masalah pengukuran, mic elektrostatik adalah yang paling populer karena mereka dapat dirampingkan, memiliki ffrekuensi respon konsekuensi rata selama rentang frekuensi yang luas, dan menyediakan nyata stabilitas yang tinggi dibandingkan dengan mic jenis lain. Intensitas suara mic ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Bila dilihat dari intensitas bunyi, mic dibagi menjadi dua jenis, yaitu arang dan capasitor.

Diperlukan bebrapa komponen dalam pembuatan sensor suara. Komponen yang diperlukan sangat mudah ditemukan dan memiliki harga yang terjangkau. Komponen-komponen yang dibutuhkan antara lain; resistor memiliki dua saluran yang fungsinya untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara dua salurannya sesuai dengan arus, kondensator, trimpot memiliki hambatan listrik yang dapat diubah-diubah dengan cara memutar porosnya, dioda adalah bahan semikonduktor yang dapat menghantar arus listrik pada satu arah saja, IC (Intergrated Circuit) atau sirkuit, kondensator mic, LED untuk mengeluarkan emisi cahaya, timah, solder, kabel secukupnya dan lain-lain.

• Flame Sensor

Flame sensor merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api dimana api memiliki panjang gelombang antara 760nm-1100nm. sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mensensing kondisi nyala api. Suhu normal pembacaan sensor yaitu pada 25°-85°C dengan sudut pembacaan pada 60°. 

Cara kerja flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi  nyala apiyang dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optic kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke Microprosessor yang ada pada unit flame detector akan bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.

Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi.

Adapun spesifikasi dari flame detector ini adalah sebagai berikut:

Output= Digital (D0)
Working voltage: 3.3V to 5V
Output format: Digital output (HIGH/LOW)\
Wavelength detection range: 760nm to 1100nm
Using LM393 comparator
Detection angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum
Lighter flame detect distance 80cm

The comparator output, the signal is clean, great driving ability, more than 15Ma.

• Touch Sensor

Touch sensor merupakan sebuah lapisan penerima input dari luar monitor. Input dari touchscreen adalah sebuah sentuhan, maka dari itu sensornya juga merupakan sensor sentuh. Biasanya sensor sentuh berupa sebuah panel terbuat dari kaca yang permukaannya sangat responsif jika disentuh. Touch sensor ini diletakkan di permukaan paling depan dari sebuah layar touchscreen, dengan demikian area responsif terhadap sentuhan menutupi area pandang dari layar monitor. Maka dari itu ketika kita menyentuh permukaan layar monitornya, inout juga telah diberikan oleh kita. Teknologi touch sensor yang kini banyak digunakan terdiri dari tiga macam, seperti yang telah dijelaskan di atas, yaitu Resistive touchscreen, Capasitive touchscreen, dan Surface wace touchscreen. Semua jenis sensor ini memiliki cara kerja yang sama, yaitu menangkap perubahan arus dan sinyal sinyal listrik yang ada pada sensor tersebut, merekamnya dan mengubahnya menjadi titik-titik koordinat yang berada di atas layar, sehingga posisi tepat dari sebuah sentuhan dapat langsung diketahui dengan benar.

Cara kerja

Mengatahui keberadaan dan lokasi suatu "sentuhan" di dalam area dengan membaca titik-titik koordinat dari sumber sentuhan yang menempel pada layar dengan menggunakan jari atau tangan. Teknologi ini juga bisa mengetahui sentuhan dari objek pasif seperti stylus dan sejenisnya. Touch sensor merupakan sebuah monitor yang sensitif terhadap sentuhan dan tekanan (resitif), sehingga perangkat ini memiliki dua fungsi yaitu, sebagai perangkat output karena menampilkan informasi dan input karena menerima informasi. Data yang dihasilkan dari sentuhan ini tentunya adalah data mengenai posisi tangan kita yang menyentuh sinyal ultrasonic tersebut. Jika ini dilakukan secara kontinyu dan terdapat banyak sekali sensor gelomang ultarsonic pada media yang disentuhnya, maka jadilah sebuah perangkat touch sensor yang dapat digunakan.

• 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. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Dibawah ini adalah gambar bentuk Relay dan Simbol Relay yang sering ditemukan di Rangkaian Elektronika.

Prinsip kerja Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

1.    Electromagnet (Coil)

2.    Armature

3.    Switch Contact Point (Saklar)

4.    Spring

Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay:

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 kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

• Op-Amp

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi  dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :

Simbol Operasional Amplifier (Op-Amp)

Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input. Sebagai penguat operasional  ideal , operasional amplifier (Op-Amp) memiliki karakteristik sebagai berikut : 

- Impedansi Input (Zi) besar = ∞ 

- Impedansi Output (Z0) kecil= 0 

- Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞ 

- Band Width respon frekuensi lebar = ∞ 

- V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1. 

- Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.

• Transistor

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebu sebagai basis, kolektor, dan emitor.

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

- Kolektor (C) berperan 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.

Fungsi dari transistor sendiri adalah memperkuat arus listrik yang masuk ke dalam rangkaian. Fungsi ini berkebalikan dengan resistor yang berperan meredam arus listrik.

Seperti yang telah disebutkan, transistor terdiri dari dua jenis yaitu NPN dan PNP. NPN merupakan singkatan dari Negatif Positif Negatif. Sedangkan PNP adalah kependekan dari Positif Negatif Positif. Transistor NPN akan aktif ketika kaki basis diberi arus listrik bermuatan negatif. Sebaliknya, transistor PNP akan aktif apabila kaki basis mendapatkan tegangan listrik positif.

• Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.

Berikut adalah simbol resistor dalam bentukgambar ynag sering digunakan dalam suatu desain rangkaian elektronika.

Cara Menghitung Nilai Resistor

Berdasarkan bentuknya dan proses pemasangannya pada PCB, Resistor terdiri 2 bentuk yaitu bentuk Komponen Axial/Radial dan Komponen Chip. Untuk bentuk Komponen Axial/Radial, nilai resistor diwakili oleh kode warna sehingga kita harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang terkandung dalam warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya diwakili oleh Kode tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya.

 - Berdasarkan Kode Warna

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :

• Dioda

Dioada adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.

Komponen Dioda

Struktur utama dioda adalah dua buah kutub elektroda berbahan konduktor yang masing-masing terhubung dengan semikonduktor silikon jenis p dan silikon jenis n. Anoda adalah elektroda yang terhubung dengan silikon jenis p dimana elektron yang terkandung lebih sedikit, dan katoda adalah elektroda yang terhubung dengan silikon jenis n dimana elektron yang terkandung lebih banyak. Pertemuan antara silikon n dan silikon p akan membentuk suatu perbatasan yang disebut P-N Junction.

Cara Kerja Dioda

Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reserve biased).

D. Rangkaian Simulasi [kembali]

1. Prosedur percobaan

- siapkan alat dan bahan yang akan digunakan

- susun alat dan bahan sesuai keinginan

- rangkai semua komponen alat dan bahan dengan benar dan tepat

- pada bagian sensor masukkan code hex, supaya sensor dapat berfungsi

- jalankan rangkaian dengan menekan tombol play

2. Gambar rangkaian

3. Prinsip kerja rangkaian

prinsip flame sensor

ketika sensor menditeksi adanya api, maka sensor berlogic 1 sehingga ada tegangan pada Vin sebesar Vin = 4V. kemudian arus mengalir menuju R2 kemudian terbagi menuju R1 dan Kaki non inverting Op-Amp.karena Vin >Vlt makan V0 = +Vsat. kemudian arus mengalir menuju R3. karena tegangan Vpt lebih besar dari 0.7 maka transistor akan aktif. karena transistor on, ada arus dari supply sebesar 15V mengalir melewati relay menuju kaki collector terus ke emittor terakhir menuju ground.karena relay mendapat arus, maka switch berpindah kekiri dan supply mengaktifka motor yang menyebabkan kabin penumpang pesawat terpisah dari badan pesawat

prinsip sound sensor

ketika sound sensor mendeteksi adanya suara dari buzzer, maka sound sensor berlogic 1 sehingga ada tegangan pada Vin sebesar Vin = 4V. kemudian arus mengalir menuju R2 kemudian terbagi menuju R1 dan Kaki non inverting Op-Amp.karena Vin >Vlt makan V0 = +Vsat. kemudian arus mengalir menuju R3. karena tegangan Vpt lebih besar dari 0.7 maka transistor akan aktif. karena transistor on, ada arus dari supply sebesar 15V mengalir melewati relay menuju kaki collector terus ke emittor terakhir menuju ground.karena relay mendapat arus, maka switch berpindah kekiri dan supply mengaktifkan Led-Red dan Buzzer

prinsip Touch sensor

apabila sound sensor tidak aktif, maka dapat dilakukan manual menggunakan touch sensor. ketika touch sensor mendapat sentuhan maka touch sensor berlogic 1 sehingga ada tegangan pada Vin sebesar Vin = 4V. kemudian arus mengalir menuju R2 kemudian terbagi menuju R1 dan Kaki non inverting Op-Amp.karena Vin >Vlt makan V0 = +Vsat. kemudian arus mengalir menuju R3. karena tegangan Vpt lebih besar dari 0.7 maka transistor akan aktif. karena transistor on, ada arus dari supply sebesar 15V mengalir melewati relay menuju kaki collector terus ke emittor terakhir menuju ground.karena relay mendapat arus, maka switch berpindah kekiri dan supply mengaktifkan Led-Red dan Buzzer

E. Video [kembali]

F. Link Download [kembali]

 file HTML [Klik]

 file rangkaian [klik]

 video [disini]

 datasheet buzzer [disini]

  datasheet transistor [disini]

 datasheet op amp 741 [disini]

 datasheet sound sensor [disini]

 datasheet flame sensor [disini]

 datasheet touch sensor [disini]

[menuju awal]