BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. PIR ( pasif Infrared ) - Perancangan Pembuatan Sensor Pir untuk Mendeteksi atau Menghitung Obyek sebagai Pengendali/Pengatur Level Kecepatan Putar Kipas Berbasis Atmega 8535 secara Hardware
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1. PIR ( pasif Infrared )
Sebuah sensor infra merah pasif (PIR sensor) adalah perangkat elektronik yang mengukur inframerah (IR) cahaya memancar dari objek dalam lapangan pandang.
Sensor PIR yang sering digunakan dalam pembangunan PIR berbasis detektor gerakan (lihat di bawah). Gerakan jelas terdeteksi jika sebuah sumber inframerah dengan satu suhu , seperti manusia , lewat di depan sumber inframerah dengan yang lain suhu, seperti dinding . Ini bukan untuk mengatakan bahwa sensor mendeteksi panas dari objek lewat di depannya tetapi bahwa objek istirahat bidang sensor yang telah ditentukan sebagai negara normal. Objek apapun, bahkan satu persis suhu yang sama dengan objek sekitarnya akan menyebabkan PIR untuk mengaktifkan jika bergerak di bidang sensor.
Semua benda di atas nol absolut memancarkan energi dalam bentuk radiasi. Biasanya radiasi inframerah tidak terlihat dengan mata manusia tetapi dapat dideteksi oleh perangkat elektronik yang dirancang untuk tujuan semacam itu.
Pasif istilah dalam hal ini berarti bahwa perangkat PIR tidak memancarkan sinar
inframerah tetapi hanya pasif menerima radiasi inframerah masuk. "Infra" yang berarti di bawah kemampuan kita untuk mendeteksi secara visual, dan "Merah" karena warna ini merupakan tingkat energi terendah yang mata kita dapat merasakan sebelum menjadi tak terlihat. Dengan demikian, inframerah cara di bawah tingkat energi warna merah, dan berlaku untuk banyak sumber energi tak terlihat.
2.2. Desain PIR
Radiasi inframerah masuk melalui bagian depan sensor, dikenal sebagai wajah sensor. Pada inti dari sensor PIR adalah solid state sensor atau seperangkat sensor, dibuat dari persegi sekitar 1/4 inci dari alam atau buatan bahan piroelektrik , biasanya dalam bentuk film tipis , dari galium nitrida (GaN), nitrat cesium (CsNO polivinil fluorida , turunan dari phenylpyrazine , dan kobalt ftalosianin .
3),
(Lihat kristal piroelektrik .) Lithium tantalit (LiTaO adalah kristal menunjukkan
3) kedua piezoelektrik properti dan piroelektrik.
Sensor ini sering diproduksi sebagai bagian dari sirkuit terintegrasi dan dapat terdiri dari satu (1), dua (2) atau empat (4) 'pixel' dari daerah yang sama dari bahan piroelektrik. Pasangan dari pixel sensor dapat ditransfer sebagai masukan berlawanan dengan sebuah penguat diferensial . Dalam konfigurasi seperti, pengukuran PIR membatalkan satu sama lain sehingga suhu rata-rata bidang pandang akan dihapus dari sinyal listrik; peningkatan energi IR sensor di seluruh diri membatalkan dan tidak akan memicu perangkat. Hal ini memungkinkan perangkat untuk menolak indikasi palsu perubahan dalam hal terkena kilatan cahaya atau iluminasi lapangan luas. (Cahaya terang terus menerus masih bisa menjenuhkan bahan sensor dan membuat sensor tidak dapat mendaftarkan informasi lebih lanjut.) Pada saat yang sama, ini pengaturan diferensial meminimalkan gangguan yang umum, yang memungkinkan perangkat untuk melawan memicu akibat medan listrik di dekatnya seperti gambar 2.1 dibawah ini. Namun,dari gambar sepasang diferensial sensor tidak dapat mengukur suhu dalam konfigurasi dan karenanya konfigurasi ini adalah khusus untuk detektor gerak,
(a) (b)
Gambar 2.1. (a) PIR bagian dalam dan (b) PIR tampak luarDari gambar 2.1 (a) tampak bagian dalam dari sensor PIR dan hubungan dari Port pada sensor PIR ke mikrokontroler Atmega 8535.
2.3. Cara Kerja Sensor PIR (Passive Infra Red)
1. Ketika obyek melewati sensor PIR maka sensor akan menangkap pancaran inframerah pasif yang dipancarkan oleh obyek (manusia).
2. Ketika tubuh manusia melewati sensor PIR maka sensor akan mendeteksi dengan jarak 5 meter dari sensor. Cara kerja dari sensor PIR ini ditunjukkan juga pada gambar berikut ini :
Gambar 2.2. Diagram Blok Sensor PIRDari gambar diatas bahwa PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.
Sensor gerak dengan modul pir sangat simpel dan mudah diaplikasikan karena Modul PIR membutuhkan tegangan input DC 5V cukup efektif untuk mendeteksi gerakan hingga jarak 5 meter. Ketika tidak mendeteksi gerakan, keluaran modul adalah LOW. Dan ketika mendeteksi adanya gerakan, maka keluaran akan berubah menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah ±0,5 detik. Sensitifitas Modul PIR yang mampu mendeteksi adanya gerakan pada jarak 5 meter memungkinkan kita membuat suatu alat pendeteksi gerak dengan keberhasilan lebih besar.
Dengan output yang hanya memberikan 2 logika High dan Low ini kita dapat membuat aplikasi sensor gerak yang berfariatif. Misal kita ingin langsung aplikasikan pada alarm, kita tinggal membuat rangkaian driver untuk mengaktifkan alarm tersebut. Atau misal ingin digunakan untuk mengaktifkan lampu, maka tinggal di buat driver untuk memberikan sumber tegangan ke lampu. Modul sensor gerak PIR memiliki output yang langsung bisa di hubungkan dengan komponen digital TTL atau CMOS dan juga dapat langsung dihubungkan ke mikrokontroler.
Di dalam sensor PIR ini terdapat bagian-bagian yang mempunyai perannya
masing-masing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan
comparator.Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas.
Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
Mengapa sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja? Hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor seperti gambar 2.3 dibawah ini:
Gambar 2.3 . main area of pir ( daerah jangkauan sensor PIRDari gambar 2.3 diatas konstruksinya adalah ketika seseorang berjalan melewati sensor, sensor akan menangkap pancaran sinar inframerah pasif yang dipancarkan oleh tubuh manusia yang memiliki suhu yang berbeda dari lingkungan sehingga menyebabkan material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh sinar inframerah pasif tersebut. Kemudian sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus tersebut yang kemudian dibandingkan oleh comparator sehingga menghasilkan output.
Ketika manusia berada di depan sensor PIR dengan kondisi diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan dapat digambarkan hampir sama pada kondisi lingkungan disekitarnya. Ketika manusia itu melakukan gerakan, maka tubuh manusia itu akan menghasilkan pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas berbeda yang menyebabkan sensor merespon dengan cara menghasilkan arus pada material Pyroelectricnya dengan besaran yang berbeda beda. Karena besaran yang berbeda inilah comparator menghasilkan output.
Jadi sensor PIR tidak akan menghasilkan output apabila sensor ini dihadapkan dengan benda panas yang tidak memiliki panjang gelombang inframerah antar 8 sampai 14 mikrometer dan benda yang diam seperti sinar lampu yang sangat terang yang mampu menghasilkan panas, pantulan objek benda dari cermin dan suhu panas ketika musim panas.
2.4. Mikrokontroller ATmega 8535
Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus. Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika. Beberapa tahun terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakan terutama dalam pengontrolan robot. Seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) ATmega8535 yang menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set
) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu
Computing
siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program. Secara umum, AVR
dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing- masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama.
2.4.1. Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.
2. ADC internal sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. SRAM sebesar 512 byte.
6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
7. Port antarmuka SPI 8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
9. Antarmuka komparator analog.
10. Port USART untuk komunikasi serial.
11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
2.4.2. Pin-pin pada Mikrokontroler Atmega
Port – port pada mikrokontroller ATmega 8535 dapat dilihat pada gambar 2.4 dibawah ini :
Gambar 2.4 Konfigurasi pin Atmega8535 (Data Sheet AVR)
Dari gambar 2.4. diatas, Konfigurasi pin Atmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP
(Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar 2.4. Dari gambar di atas dapat
dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut: 1.VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.
2. GND merukan pin Ground. \
3. A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
Port masukan ADC.
4. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan fungsi khusus, Timer/counter, komparator analog, dan SPI
pin
5. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus yaitu, TWI, komparator analog, dan Timer oscilat
6. D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
Port
fungsi khusus,yaitu,komparator analog, interupsi external, komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
Kapabiltas detail dari ATMega 8535 adalah sebagai berikut :
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
2. Kapabiltas memori flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
2.4.3. Peta Memori ATMega8535
ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Program Memory dan Data Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan data.
a. Program Memori ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot
Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program
yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.
Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang
dibuat user. AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada juga sudah aman seperti yang ditunjukkan pada gambar
Application Flash Section
2.5 dibawah ini :
Gambar 2.5 Peta Memori Programb. Data Memory Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memory sementara 512 lokasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register seperti yang ditunjukkan gambar 2.6 dibawah ini:
Peta Memori Data
Gambar 2.6 c. EEPROM Data Memory ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Loaksinya terpisah dengan system address register, data register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF seperti gambar yang ditunjukkan gambar dibawah ini :
EEPROM Data Memory
Gambar 2.7
d. Status Register (SREG) Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi seperti gambar 2.8 dibawah ini.
SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.
Status Register ATMega 8535
Gambar 2.8
- Bit 7 – I : Global Interrupt Enable
Jika bit Global Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan. Bit ini akan clear ketika ada interrupt yang dipicu dari hardware, setelah program interrupt dieksekusi, maka bit ini harus di set kembali dengan instruksi SEI.
- Bit 6 – T : Bit Copy Storage
Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit.
- Bit 5 – H: Half Carry Flag
- Bit 4 – S : Sign Bit
Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two’s Complement Overflow Flag V.
1. Bit 3 – V : Two’s Complement Overflow Flag Digunakan dalam operasi aritmatika 2.
Bit 2 – N : Negative Flag
Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan set.
3. Bit 1 – Z : Zero Flag Jika operasi aritmatika menghaslkan bilangan nol, maka bit ini akan set.
4. Bit 0 – C : Carry Flag Jika suatu operasi menghasilkan Carry, maka bit ini akan set.
2.5. Liquid Crystal Display (LCD) 2x16
Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu system dengan
menggunakan mikrokontroler. LCD (Liquid Crystal Display) dapat berfungsi untukmenampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada
aplikasi mikrokontroler Seperti gambar 2.9 dibawah ini :LCD 2 x 16
Gambar 2.9 Dari gambar 2.9 LCD yang digunakan adalah LCD 16 x 2 yang artinya lebar display 2 baris 16 kolom dengan 16 Pin konektor.
Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD antara lain: 5.
VCC (Pin 1) Merupakan sumber tegangan +5V.
6. GND 0V (Pin 2) Merupakan sambungan ground.
7. VEE (Pin 3) Merupakan input tegangan Kontras LCD.
8. RS Register Select (Pin 4) Merupakan Register pilihan 0 = Register Perintah, 1 = Register Data.
9. R/W (Pin 5) Merupakan read select, 1 = read, 0 = write.
10. Enable Clock LCD (Pin 6) Merupakan masukan logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data.
11. D0 – D7 (Pin 7 – Pin 14)
Merupakan Data Bus 1 -7
12. Anoda ( Pin 15)
Merupakan masukan tegangan positif backlight
13. Katoda (Pin 16)
Merupakan masukan tegangan negatif backlight Setiap memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri:
a. DDRAM DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan.
Contohnya karakter ‘A’ atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut di alamat 40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD. b. CGRAM CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola seluruh karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang.
c. CGROM CGROM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola tersebut ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola karakter tersebut akan hilang walaupun power supply tidak aktif.
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sebuah data sedang dikirimkan. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu dan berikutnya di set.
2.6 Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung switching, stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umumnya transistor memiliki tiga terminal. Tegangan atau arus yang dipasang diterminalnya mengatur arus yang lebih besar melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier (penguat).
Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitter,basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah diode. Dioda yang satu dengan yang lain saling digabungkan dengan menyambung salah satu sisi diode senama. Dengan cara penggabungan seperti itu dapat diperoleh dua buah diode sehingga menghasilkan transistor NPN. Bahan mentah digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silicon dan germanium. Oleh karena itu dikatakan:
1. Transistor germanium PNP
2. Transistor silicon NPN
3. Transistor silicon PNP
4. Transistor germanium NPN Semua komponen didalam rangakaian transistor dengan symbol. Anak panah yang terdapat di dalam symbol menunjukkan arah yang melalui transistor. Berikut ini adalah gambar simbol tipe dari transistor NPN dan PNP.
Simbol Tipe Transistor
Gambar 2.10
Keterangan: C = Kolektor E = Emiter B = Basis
Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor. Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor bipolar junction transistor (BJT) dan field effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan yaitu electron dan lubang untuk membawa arus listrik. Dalam BJT arus listrik utama harus melewati satu daerah atau lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (electron atau hole, tergantung dari tipe FET).
Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone dikedua sisinya ( dibandingnya dengan transistor bipolar dimana daerah basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah pembatas ini dapat berubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Secara umum transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori, yaitu: materi semikonduktor, Germanium, Silikon, Gallium Arsenide.
1. Kemasan fisik: Though Hole Metal, Though Hole Pasic, Surface Mount, IC, dan lain-lain.
2. Tipe: UJT, BJT, JFET, MOSFET,
IGBT, HBT, MISFET,
VMOSFET,MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC.
3. Polaritas : NPN atau N-Channel, PNP atau P-channel
4. Maximum kapasitas daya : Low Power, Medium Power, High Power
5. Maksimum frekwensi kerja : low, medium, atau high frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain.
6. Aplikasi : Amplifier, Saklar, General purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emitter terhubung langsung (short).
Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emitter (Vce)=0 Volt pada keadaan, tetapi pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataanya Vce bernilai 0 sampai 0,3 volt.
2.7.Relay
Relay adalah suatu rangkaian switch magnetic yang bekerja bila mendapatkan catu dan suatu rangkaian trigger. Relay memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi ouput rangkaian pendriver atau pengemudinya. Arus yang digunakan adalah arus DC (Direct Current).
Relay terdiri dari rangkaian kawat (coil) yang dililitkan pada inti besi lunak. Jika kawat mendapatkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami gaya listrik magnet sehingga berpindah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub asalnya. Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan relay akan kembali ke posisi semula yaitu normally ON atau normally OFF, bila tiada arus yang mengalir maka, posisi normal relay tergantung pada jenis relay yang termakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada keadaan yang diinginkan pada suatu rangkaian. Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi : 1. Normally Open (ON), saklar akan terbuka bila dialiri arus.
2. Normally Close (OFF), saklar akan tertutup bila dialiri arus listrik
3. Change over (CO), relay ini mempunyai saklar tunggal yang normalnya tertutup, bila kumparan satu dialiri arus maka saklar akan terhubung ke Terminal A, Sebaliknya bila kumparan dua dialiri arus maka saklar terhubung ke terminal B
2.8. Transformator
a. Komponen Transformator (trafo) Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua (skunder) yang bertindak sebagai output, dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan, Seperti gambar 2.11 dibawah ini :
Bagian-Bagian Transformator Contoh Transformator Lambang Transformator
Transformator Gambar 2.11. b. Prinsip Kerja Transformator Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai berikut. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance).
c. Penggunaan Transformator Transformator (trafo) digunakan pada peralatan listrik terutama yang memerlukan perubahan atau penyesuaian besarnya tegangan bolak-balik. Misal radio memerlukan tegangan 12 volt padahal listrik dari PLN 220 volt, maka diperlukan transformator untuk mengubah tegangan listrik bolak-balik 220 volt menjadi tegangan listrik bolak-balik 12 volt. Contoh alat listrik yang memerlukan transformator adalah: TV, komputer, mesin foto kopi, gardu listrik dan sebagainya.
2.9. Resistor
Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, berdasarkan hukum Ohm:
…………… ………………………………………………… ……. (2.1) Resistor digunakan se n sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sir sirkuit elektronik, dan merupakan salah ah satu komponen yang paling sering digunakan. an. Resistor dapat dibuat dari bermacam am-macam kompon dan film, bahkan kawat r t resistansi (kawat yang dibuat dari padu duan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium). ).
Karakteristik utama da dari resistor adalah resistansinya dan daya lis listrik yang dapat dihantarkan. Karakte kteristik lain termasuk koefisien suhu, des desah listrik, dan induktansi. Resistor dapat diinte ntegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papa pan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu adu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada ada desain sirkuit, kebutuhan daya resis sistor harus cukup dan disesuaikan dengan n kebutuhan arus rangkaian agar tidak t k terbakar.
Penandaan resistor
Resistor aksial biasa asanya menggunakan pola pita warna untuk untuk menunjukkan resistansi. Resistor pa pasang-permukaan ditandas secara numerik ji k jika cukup besar untuk dapat ditandai, ndai, biasanya resistor ukuran kecil yang seka karang digunakan terlalu kecil untuk dapa dapat ditandai. Kemasan biasanya cokelat muda uda, cokelat, biru, atau hijau, walaupun upun begitu warna lain juga mungkin, seperti mera erah tua atau abu- abu.
Resistor awal abad ke-20 biasanya tidak diisolasi, dan dicelupkan ke cat untuk menutupi seluruh badan untuk pengkodean warna. Warna kedua diberikan pada salah satu ujung, dan sebuah titik (atau pita) warna di tengah memberikan digit ketiga. Aturannya adalah "badan, ujung, titik" memberikan urutan dua digit resistansi dan pengali desimal. Toleransi dasarnya adalah ±20%. Resistor dengan toleransi yang lebih rapat menggunakan warna perak (±10%) atau emas (±5%) pada ujung lainnya.
Identifikasi empat pita Identifikasi empat pita adalah skema kode warna yang paling sering digunakan.
Ini terdiri dari empat pita warna yang dicetak mengelilingi badan resistor. Dua pita pertama merupakan informasi dua digit harga resistansi, pita ketiga merupakan faktor pengali (jumlah nol yang ditambahkan setelah dua digit resistansi) dan pita keempat merupakan toleransi harga resistansi. Kadang-kadang terdapat pita kelima yang menunjukkan koefisien suhu, tetapi ini harus dibedakan dengan sistem lima warna sejati yang menggunakan tiga digit resistansi. 4 Sebagai contoh, hijau-biru-kuning-merah adalah 56 x 10 Ω = 560 kΩ ± 2%.
Deskripsi yang lebih mudah adalah: pita pertama, hijau, mempunyai harga 5 dan pita kedua, biru, mempunyai harga 6, dan keduanya dihitung sebagai 56. Pita
4
ketiga,kuning, mempunyai harga 10 , yang menambahkan empat nol di belakang 56, sedangkan pita keempat, merah, merupakan kode untuk toleransi ± 2%, memberikan nilai 560.000Ω pada keakuratan ± 2%. Supaya lebih mudah kita bisa lihat daftar tabel 2.1 dibawah ini :
± 20% (M)
5 5 × 10
± 10% (K) Kosong
± 5% (J) Perak × 10
9 Emas × 10
9 9 × 10
Putih
8 ± 0.05% (A)
8 8 × 10
7 ± 0.1% (B) Abu-abu
7 7 × 10
6 ± 0.25% (C) Ungu
6 6 × 10
5 ± 0.5% (D) Biru
Hijau
Tabel 2.1. Kode Warna Resistor Warna25 ppm
4
4 4 × 10
15 ppm Kuning
3
3 3 × 10
± 2% (G) 50 ppm Jingga (oranye)
2
2 2 × 10
Merah
1 ± 1% (F) 100 ppm
1 1 ×10
Pita pertama Pita kedua Pita ketiga (pengali) Pita keempat (toleransi) Pita kelima (koefisien suhu) Hitam × 10 Cokelat
- 1
- 2
Identifikasi lima pita
Identifikasi lima pita digunakan pada resistor presisi (toleransi 1%, 0.5%, 0.25%, 0.1%), untuk memberikan harga resistansi ketiga. Tiga pita pertama menunjukkan harga resistansi, pita keempat adalah pengali, dan yang kelima adalah toleransi.
Resistor lima pita dengan pita keempat berwarna emas atau perak kadang-kadang diabaikan, biasanya pada resistor lawas atau penggunaan khusus. Pita keempat adalah toleransi dan yang kelima adalah koefisien suhu.