Mesin Sortir Panjang Benda Berbasis Rangkaian Digital

  Mesin Sortir Panjang Benda Berbasis Rangkaian Digital TUGAS AKHIR

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  Program Studi Teknik Elektro Disusun oleh:

AMBROSIUS HANS GIGIH KURNIADI NIM: 035114024 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

  

Object Length Sorting Machine

Based on Digital Circuit

FINAL PROJECT

  Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  In Electrical Engineering Study Program By:

  

AMBROSIUS HANS GIGIH KURNIADI

Student Number: 035114024

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  MOTTO DAN PERSEMBAHAN “ TIADA KEBAHAGIAAN TANPA PERJUANGAN DAN KERJA KERAS ” Kupersembhkan tugas ahkir ini kepada kedua orangtua ku (JB. Heru.N dan M.Respita Murti), kedua adik ku, dan semua keluarga yang telah memberi doa dan dukungan semangat

  

MESIN SORTIR PANJANG BENDA

BERBASIS RANGKAIAN DIGITAL

Ambrosius Hans Gigih Kurniadi

035114024

  

INTISARI

  Proses sortir adalah kegiatan mengelompokkan benda berdasarkan spesifikasi tertentu. Untuk memberi kemudahan dalam menyortir benda maka dibuat suatu model peralatan yang dapat menyortir panjang benda dengan rentang tertentu secara otomatis. Unit pengendali yang digunakan adalah rangkaian digital.

  Mesin sortir ini terdiri dari konveyor, sensor identifikasi, dan mekanik pendorong benda. Mesin sortir ini memiliki empat pemilihan panjang benda yang sudah ditentukan. Benda yang akan disortir diletakkan di atas konveyor yang berjalan melewati sensor identifikasi. Setelah benda melewati sensor identifikasi maka benda tersebut akan dimasukkan ke kotak oleh mekanik pendorong benda sesuai dengan kelompoknya secara otomatis.

  Mesin sortir ini sudah dicoba dan terbukti dapat bekerja dengan baik. Hasil benda yang disortir oleh mesin ini telah sesuai dengan kelompoknya, kecuali pada daerah perbatasan tingkat keberhasilannya 71,65 %.

  Kata kunci: Mesin sortir, implementasi rangkaian digital, konveyor.

  

Object Length Sorting Machine

Based on Digital Circuit

Ambrosius Hans Gigih Kurniadi

035114024

  

ABSTRACT

  Sorting processing is an object selection process based on certain

  

specification. To make sorting to be easy so the automatically instrument object length

sorting model are make. Unit control are use is digital circuit.

  This sorting machine consist of conveyor, identification sensor, and object

impeller mechanic. This sorting machine has a four object length selection. The object

must be set up at the movement conveyor that pass an identification censor. After the

object are detected by the cencor, the object are be entered in the box by the object

impeller mechanic.

  This sorter machine has been tested and is proved that it works well. The object sorted results has been appropriate the category, except at boundary area have

  71,65 % level of efficacy.

  Key word : sorter machine, implementation digital circuit, conveyor.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Allah Bapa atas segala kurnianya sehingga tugas ahkir dengan judul “ Mesin Sortir Panjang Benda Berbsis Rangkaian Digital” ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas ahkir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana pada program studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

  Pada proses pembuatan tugas ahkir ini penulis menyadari bahwa banyak pihak yang ikut membantu sehingga tugas ahkir ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Tuhan Yesus Kristus yang telah memberi kekuatan dan sebagai segala sumber inspirasiku.

  2. Bapak Martanto, S.T., M.T. sebagai dosen pembimbing I yang telah bersedia memberikan bimbingan, ide, saran, dan waktu dalam menyelesaikan tugas ahkir ini.

  3. Bapak Ir.Tjendro sebagai dosen pembimbing II yang telah bersedia memberikan bimbingan dan pengarahan dalam menyelesaikan tugas ahkir ini.

  4. Mas mardi, mas Sur, mas ucup, mas broto yang telah ikut menghibur dalam menyelesaikan tugas ahkir ini.

  5. Semua teman-teman teknik elektro yang sudah membantu dan memberi semangat dan inspirasi khususnya : Jacob (yang selalu setia selalu ngecek), Denis, Winarto, Angga, Joe, Inggit, Alex, Yosep, Didit, Boy, Ronny.

  6. Semua penghuni kost Thung212 yang selalu menemani dalam suka dan duka khususnya Veda (yang selalu membantu membuat mekanik dan merelakan kamarnya menjadi bengkel), Gugun (yang telah mengantar ke pasar loak), Antok CB (yang telah membantu dalam

  ngeprin naskah), Hendry, Agung, Bowo.

  7. Semua orang yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas ahkir ini.

  Penulis menyadari bahwa tugas ahkir ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu semua kritik dan saran yang besifat membangun akan penulis terima dengan senang hati.

  Yogyakarta, 24 Oktober 2007 Penulis

  Ambrosius Hans Gigih Kurniadi

  DAFTAR ISI Halaman judul .........................................................................................................

  6

  2

  2

  3

  4

  4

  6

  7

  1

  8

  10

  11

  13

  13

  14

  15

  1

  2.8 Transistor Sebagai Saklar ………………………………………..…… i iii iv v vi vii viii x xiii xviii

  Lembar pengesahan oleh pembimbing ................................................................... Lembar pernyataan keaslian karya .......................................................................... Halaman persembahan dan moto hidup .................................................................. Intisari ..................................................................................................................... Abstract.................................................................................................................... Kata pengantar ........................................................................................................ Daftar Isi ................................................................................................................. Daftar Gambar......................................................................................................... Daftar Tabel ............................................................................................................

  1.6 Sistematika Penulisan ...........................................................................

  BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................

  1.1 Latar Belakang Masalah ........................................................................

  1.2 Perumusan Masalah...............................................................................

  1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian..............................................................

  1.4 Batasan Masalah ...................................................................................

  1.5 Metodologi Penulisan………………………………………………....

  BAB II DASAR TEORI .........................................................................................

  2.7 Pembanding …………………………………………………………...

  2.1 Inverter ..................................................................................................

  2.2 Gerbang AND ………………………………………………………...

  2.3 Penggrendel D (D Latch) ……………………………………………..

  2.4 Laser pointer ………………………………………………………….

  2.5 Fototransistor ………………………………………………………… 2.6 Opto Coupler..........................................................................................

  2.6.1 Opto Coupler Terhalang ON ...............................................

  2.6.2 Opto Coupler Terhalang OFF .............................................

  16

  2.10 Diagram Ladder .............................................................................

  20 2.11 Motor DC ........................................................................................

  22 BAB III PERANCANGAN ....................................................................................

  24 3.1 Perancanan Mekanik ………………………………………………….

  24 3.2 Diagram Blok.........................................................................................

  27 3.3 Perancangan Sistem Elektronis………………………………………..

  29 3.3.1 Sensor Identifikasi ………………………………………...

  29

  3.3.2 Rangkaian Pusat Kendali …………………………………

  31

  3.3.2.1 Urutan Logika Identifikasi Benda…………………

  32 3.3.2.2 Rangkaian Penyimpan Data……………………….

  32 3.3.2.3 Rangkaian Dekoder………………………………..

  35

  3.3.2.4 Rangkaian Kontrol Dekoder………………………

  37

  a) Rangkaian Kontrol Dekoder Benda 1…………

  37

  b) Rangkaian Kontrol Dekoder Benda 2…………

  40

  c) Rangkaian Kontrol Dekoder Benda 3…………

  41

  d) Rangkaian Kontrol Dekoder Benda 4…………

  43 3.3.3 Pengendali Motor………………………………………….

  45 3.3.3.1 Penggerak Motor…………………………………..

  47 3.3.4 Rangkaian opto coupler…………………………………...

  49 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………………...

  51 4.1 Bentuk Fisik…………………………………………………………...

  51 4.1.1 Sensor Identifikasi…..……………………………………..

  51

  4.1.2 Mekanik Pendorong Benda …………………..……………

  52

  4.1.3 Konveyor …………..………………………………………

  53 4.1.4 Kotak Benda ……………………………………………...

  53 4.1.5 Tombol Reset dan Saklar Power …………………………..

  54 4.2 Cara Kerja Alat ……………………………………………………….

  54 4.3 Pengamatan Sistem …………………………………………………...

  58

  4.3.1 Pengamatan Kerja Alat Keseluruhan ………………………

  58 1. Tingkat keberhasilan benda 1 ………………………….

  63

  4. Tingkat keberhasilan benda 4 ………………………….

  66

  4.3.2 Pengamatan Pada Bagian Pusat Kendali……………………

  69 4.3.2.1 Pengamatan Sistem Untuk Benda 1……………….

  69 4.3.2.2 Pengamatan Sistem Untuk Benda 2……………….

  70 4.3.2.3 Pengamatan Sistem Untuk Benda 3……………….

  72 4.3.2.4 Pengamatan Sistem Untuk Benda 4……………….

  74

  4.3.3 Analisis Kejadian-kejadian Diluar Aturan Pemasukan Benda .....................................................................................

  76 4.3.3.1 Urutan Pemasukan Benda.......................................

  76 4.3.3.2 Spesifikasi Benda.....................................................

  81 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………………..

  83 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................

  84 LAMPIRAN ............................................................................................................

  85

  DAFTAR GAMBAR Gambar 2-1. Simbol inverter ……………………………………………………..

  13

  23

  22

  22

  21

  20

  19

  17

  17

  15

  14

  14

  12

  Gambar 2-2. Simbol Gerbang AND……………………………………………… Gambar 2-3. Gambar Rangkaian Flip-flop D……………………………………..

  11

  10

  10

  9

  9

  8

  7

  Gambar 2-15 Simbol Relay...................................................................................... Gambar 2-16 Rangkaian transistor sebagai penggerak.relay.................................. Gambar 2-17 Simbol-simbol dalam diagram ladder............................................... Gambar 2-18 Rangkaian pengunci (latch)............................................................... Gambar 2-19. Skema motor DC………………………………………………….. Gambar 2-20 Simbol Motor DC………………………………………………….. Gambar 3-1. Mekanik Mesin Sortir Panjang Benda………………………………

  Gambar 2-10. Rangkaian Opto kopel terhalang OFF............................................. Gambar 2-11 Pemasangan Resistor Opto Couple.................................................... Gambar 2-12. Rangkaian Pembanding…………………………………………… Gambar 2-13. Transistor Sebagai Saklar………………………………………… Gambar 2-14. Karakteristik transistor sebagai saklar……………………………..

  Gambar 2-6. Rangkaian Laser pointer……………………………………………. Gambar 2-7. Cara Kerja Laser pointer…………………………………………… Gambar 2-8. Rangkaian Fototransistor…………………………………………… Gambar 2-9. Rangkaian Opto kopel terhalang ON.................................................

  Gambar 2-4. Simbol logika flip-flop D…………………………………………… Gambar 2-5. Laser pointer………………………………………………………...

  24

  Gambar 3-3 Bentuk mekanik konveyor…………………………………………... Gambar 3-4. Diagram Blok Perancangan………………………………………… Gambar 3-5. Pemasangan Sensor Laser pointer…………………………………..

  36

  43

  43

  42

  42

  41

  41

  40

  39

  39

  38

  38

  37

  35

  Gambar 3-6. Rangkaian Sensor Identifikasi……………………………………… Gambar 3-7. Bentuk gelombang rangkaian penyimpan data untuk Benda 4……………………………………………………………..

  34

  33

  30

  29

  27

  26

  Gambar 3-22. Gelombang rangkaian pusat kendali pada saat benda 4…………… Gambar 3-23. Rangkain pengunci untuk benda 4…………………………………

  Gambar 3-19. Gelombang rangkaian pusat kendali pada saat benda 3…………… Gambar 3-20. Rangkain pengunci untuk benda 3………………………………… Gambar 3-21. Rangkaian kontrol dekoder untuk benda 3………………………...

  Gambar 3-16. Gelombang rangkaian pusat kendali pada saat benda 2…………… Gambar 3-17. Rangkain pengunci untuk benda 2………………………………… Gambar 3-18. Rangkaian kontrol dekoder untuk benda 2………………………...

  Gambar 3-14. Rangkain pengunci untuk benda 1………………………………… Gambar 3-15. Rangkaian kontrol dekoder untuk benda 1………………………...

  Gambar 3-10. Rangkaian Dekoder……………………………………………….. Gambar 3-11. Bentuk Gelombang Rangkaian Dekoder saat benda 1…………….. Gambar 3-12. Gelombang rangkaian pusat kendali pada saat benda 1…………… Gambar 3-13. Gelombang rangkaian pengunci…………………………………...

  Gambar 3-8 Rangkaian Penyimpan Data………………………………………… Gambar 3-9. Rangkaian untuk Clear.......................................................................

  44

  Gambar 3-26. Rangkaian Penggerak Motor DC…………………………………. Gambar 3-27. Rangkaian Sensor Posisi…………………………………………...

  54

  65

  64

  63

  58

  57

  56

  56

  55

  55

  53

Gambar 4.1. Bentuk fisik rangkaian mesin sortir panjang benda………………… Gambar 4-2. Bentuk fisik sensor identifikasi …………………………………….

  53

  52

  52

  51

  50

  48

  Gambar 4-14. Grafik hubungan antara panjang benda dengan tingkat keberhasilan keanggotaan benda 2……………………………… Gambar 4-15 Grafik hubungan antara panjang benda dengan tingkat keberhasilan keanggotaan benda 3………………………………… Gambar 4-16. Grafik hubungan antara panjang benda dengan tingkat keberhasilan keanggotaan benda 4………………………………

  Gambar 4-11. Lengan 2 mendorong benda……………………………………….. Gambar 4-12. Penyotiran benda X………………………………………………... Gambar 4-13 Grafik hubungan antara panjang benda dengan tingkat keberhasilan keanggotaan benda1………………………………….

  Gambar 4-8. Benda dideteksi panjangnya............................................................... Gambar 4-9. Panjang benda terdeteksi…………………………………………… Gambar 4.10. Benda menyentuh lengan 1………………………………………..

  Gambar 4-3. Bentuk fisik mekanik pendorong benda……………………………. Gambar 4-4. Bentuk fisik konveyor………………………………………………. Gambar 4-5. Bentuk fisik kotak benda…………………………………………… Gambar 4-6. Penempatan tombol reset dan saklar power………………………… Gambar 4-7. Benda diletakkan diatas konveyor......................................................

  66

  Gambar 4-19. Bentuk gelombang logika benda 2 pada percobaan.......................... Gambar 4-20. Bentuk gelombang logika benda 2 pada perancangan...................... Gambar 4-21. Bentuk gelombang logika benda 3 pada percobaan......................... Gambar 4-22. Bentuk gelombang logika benda 3 pada perancangan.................... Gambar 4-23. Bentuk gelombang logika benda 4 pada percobaan.......................... Gambar 4-24. Bentuk gelombang logika benda 4 pada perancangan.................... Gambar 4-25 Error penyortiran benda 4 dan benda 2……………………………. Gambar 4-26 Gelombang logika error penyortiran benda 4 dan benda 2 ……….. Gambar 4-27 Penyortiran berurutan.................................................................... Gambar 4-28 Gelombang logika penyortiran berurutan................................... Gambar 4-29 Error penyortiran benda 4 dan benda 2……………………………. Gambar 4-30 Gelombang logika penyortiran benda X............................................ Gambar 4-31 Konstruksi Sensor Identifikasi...........................................................

Gambar 4.32 Ketinggian pancaran sinar laser terhadap konveyor..........................

  71

  71

  73

  74

  75

  75

  77

  78

  79

  79

  80

  80

  81

  82

  DAFTAR TABEL

  Tabel 2-1. Tabel kebenaran inverter………………………………………………

  6 Tabel 2-2. Tabel kebenaran inverter dalam bentuk biner…………………………

  6 Tabel 2-3. Tabel Kebenaran Gerbang AND………………………………………

  8 Tabel 2-4. Tabel Kebenaran D Flip-flop…………………………………………..

  9 Tabel 3-1. Urutan Logika Identifikasi Benda……………………………………

  32 Tabel 3-2. Tabel kebenaran rangkaian dekoder…………………………………...

  35 Tabel 4.1. Hasil pendeteksian benda dengan panjang antara 4,5 cm – 9,5 cm……

  59 Tabel 4.2. Jumlah pendeteksian benda pada daerah perbatasan keanggotaan dalam 30 kali percobaan……………………………………………….

  61 Tabel 4.3 Tingkat keberhasilan benda 1…………………………………………..

  62 Tabel 4.4 Tingkat keberhasilan benda 2…………………………………………..

  64 Tabel 4.5 Tingkat keberhasilan benda 3…………………………………………..

  65 Tabel 4.6 Tingkat keberhasilan benda 4…………………………………………..

  66 Tabel 4.7 Pengujian sistem untuk benda 1………………………………………...

  68 Tabel 4.8 Pengujian sistem untuk benda 2………………………………………...

  69 Tabel 4.9 Pengujian sistem untuk benda 3………………………………………...

  70 Tabel 4.10 Pengujian sistem untuk benda 4……………………………………….

  72

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

  Dalam dunia industri, misalnya dalam industri pemotongan kayu, terdapat suatu kegiatan menyortir benda berdasarkan suatu spesifikasi tertentu, salah satunya adalah menyortir benda berdasarkan panjangnya. Penyortiran benda tersebut pada umumnya dilakukan secara manual dengan tenaga manusia.

  Penyortiran benda secara manual menjadi sangat merepotkan apabila benda yang disortir banyak dan panjangnya berbeda-beda. Selain itu, tingkat ketelitian dan efisiensi waktu juga menjadi masalah.

  Untuk mengatasi permasalahan-permasalah tersebut, penelitian ini berupaya membuat suatu model peralatan yang dapat menyortir panjang benda secara otomatis berdasarkan rentang tertentu.

  Dalam membantu sistem sortir panjang benda secara otomatis dibutuhkan sebuah pengendali yaitu suatu piranti yang digunakan untuk mengendalikan semua proses dalam perangkat elektonika yang akan dibuat. Implementasi pengendali yang digunakan yaitu rangkaian digital.

  1.2. Perumusan Masalah

  Mesin sortir panjang benda ini menggunakan rangkaian digital sebagai kendali dan menggunakan konveyor dan mekanik pendorong benda sebagai penggerak benda.

  Dari uraian tersebut, masalah yang didapat adalah : 1. Bagaimana membuat rangkaian digital sebagai kendali.

  2. Bagaimana cara membuat rangkaian pengendali motor.

  3. Bagaimana cara memasang sensor agar mencapai ketelitian 1 mm

  4. Bagaimana cara membuat konveyor dan mekanik pendorong benda sebagai penggerak benda.

  1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian

  Tujuan dari penelitian ini adalah membuat suatu alat yang dapat bekerja secara otomatis untuk melakukan sortir berdasarkan panjang benda.

  Babarapa manfaat yang diharapkan bisa didapatkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Meringankan pekerjaan pemakai dalam proses menyortir panjang benda dengan rangkaian digital sebagai pengendali.

  b. Dapat dipakai sebagai referensi bagi mahasiswa yang melakukan tugas ahkir dalam memanfaatkan mesin sortir.

1.4. Batasan Masalah

  Untuk batasan masalah pada rangkaian “mesin sortir panjang benda berbasis rangkaian digital”, maka penulis akan menjelaskan spesifikasi alat yang digunakan pada rangkaian tersebut.

  Basis rangkaian yang digunakan adalah rangkaian digital, sedangkan benda yang dipisahkan mempunyai empat kelompok benda yang diharapkan yaitu:

  Benda 1: 5 cm s/d 6 cm Benda 2: 6,1 cm s/d 7 cm Benda 3: 7,1 cm s/d 8 cm Benda 4: 8,1 cm s/d 9 cm

  Kelompok benda yang tidak diharapkan diberi nama benda X. Yang termasuk kelompok benda X yaitu benda yang mempunyai panjang kurang dari 5 cm dan benda yang mempunyai panjang lebih dari 9cm.

  Dalam prosesnya alat ini dirancang untuk menyortir panjang benda dengan kelompok panjang benda yang sudah ditentukan, kemudian mengarahkan benda satu-persatu ke tempat yang sudah ditentukan. Sekali proses hanya satu benda yang dideteksi, jadi benda selanjutnya menunggu benda sebelumnya selesai diproses. Penggerak benda mengunakan konveyor dan mekanik pendorong benda dengan logika relay, motor dc digunakan sebagai pengerak konveyor dan mekanik pendorong benda.

  Benda yang dipisahkan merupakan benda padat dan tidak transparan, yaitu dengan tinggi 3 cm dan lebar 3 cm, tetapi panjang benda berbeda-beda. Panjang benda yang dipisahkan memiliki panjang maksimal 20cm.

  1.5. Metodologi Penelitian

  Metode yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari : a. Perumusan masalah.

  b. Mengumpulkan referensi dan literatur.

  c. Perancangan dan pembuatan alat yang terkonsep meliputi perancangan elektronik dan mekanik d. Pengambilan data melalui percobaan dan pengukuran.

  e. Menganalisa data f. Penyusunan laporan.

  1.6. Sistematika Penulisan

  Sistematika penulisan ini terdiri dari 5 bab, yaitu :

  Bab I membahas tentang latar belakang, tujuan penelitian, pembatasan masalah, perumusan masalah, metodologi penelitian dan sistematika pemulisan.

  Bab II dasar teori berisi tentang teori-teori dasar yang digunakan oleh “mesin sortir panjang benda yang berbasis rangkaian digital”. Bab III menjelaskan tentang perancangan perangkat keras yang digunakan dalam perancangan “mesin sortir panjang benda berbasis rangkaian

  Bab IV menjelaskan tentang pengamatan kerja, pengambilan data, dan analisa data dari perangkat keras yang telah dibuat. Bab V berisi kesimpulan dan saran.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Inverter

  Sebuah inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran, dan keadaan keluarannya selalu berlawanan dengan keadaan masukan. Operasi ini dirangkumkan pada tabel 2-1. Masukan rendah menghasilkan keluaran tinggi, dan masukan tinggi akan menghasilkan keluaran rendah. Tabel 2-2 menyajikan informasi serupa dalam bentuk biner; biner 0 bersesuaian dengan tegangan rendah (0 V s/d 0,8V) dan biner 1 mewakili tegangan tinggi (2V s/d 5V).

  Tabel 2-1. Tabel kebenaran inverter Vin Vout

  Rendah Tinggi Tinggi Rendah

  Tabel 2-2. Tabel kebenaran inverter dalam bentuk biner A Y 0 1

  1 0

  Inverter disebut juga gerbang NOT (bukan), karena keluarannya tidak

  sama dengan masukan. Keluaran inverter kadang-kadang disebut komplemen (lawan) dari masukan. Simbol inverter dapat dilihat pada gambar 2-1.

  Gambar 2-1. Simbol inverter Untuk menunjukkan bagaimana gerbang logika NOT beroperasi maka diperlukan aturan aljabar boolean. Pernyataan Boolean untuk gerbang NOT adalah sebagai berikut : Y = A ................................................................................................................(2.1)

2.2 Gerbang AND

  Gerbang AND mempunyai dua atau lebih sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Semua masukan harus dalam keadaan tinggi untuk mendapatkan keluaran tinggi. Simbol dasar AND bisa dilihat pada gambar 2-2. Masukan pada gerbang AND ditunjukkan pada simbol A dan B sedangkan keluaran ditunjukkan pada simbol Y. Tabel kebenaran gerbang AND dapat dilihat pada tabel 2-3. Setiap masukan dilambangkan dengan digit bilangan biner 1 dan 0. Untuk nilai satu didefinisikan sebagai tegangan tinggi sedangkan untuk nilai 0 didefinisikan sebagai tegangan rendah.

  Gambar 2-2. Simbol Gerbang AND Tabel 2-3. Tabel Kebenaran Gerbang AND

  Masukan Keluaran A B Y 0 0 0

  0 1 0 1 0 0 1 1 1

  Untuk menunjukkan bagaimana gerbang logika AND beroperasi maka diperlukan aturan aljabar boolean. Pernyataan Boolean untuk gerbang AND dengan dua masukan adalah sebagai berikut :

  Y=A.B………………………………………………………..................2.2)

2.3 Penggrendel D (D Latch)

  Fungsi dari latch yaitu mempertahankan logika tombol yang telah diberikan setelah tombol dilepas. Penggrendel D merupakan D flip-flop yang nilai keluarannya (Q) dapat mengikuti nilai D pada saat clock adalah tinggi. Dengan kata lain , apabila bit data berubah pada saat clock adalah tinggi, nilai terakhir D

  Penggrendel D dapat dibangun dengan menggunakan SR flip-flop (Set dan Reset), yang pada masukannya ditambah dengan gerbang NAND dan NOT seperti gambar 2-3, sedangkan simbol D flip-flop diperlihatkan pada gambar 2-4.

  U4 _{INV SRFF} ^S _R ^{Q U3} _NAND2 ^{U2 NAND2 Q D Clock}

  Gambar 2-3. Gambar Rangkaian Flip-flop D

  DFF ^{D CLK CL RN P RN Q}

  Gambar 2-4. Simbol logika flip-flop D Pada tabel 2-4 akan diperlihatkan tabel kebenaran D Flip-flop.

  Tabel 2-4. Tabel Kebenaran D Flip-flop Clk D Q

  X Keadaan

  terakhir

  0 0 1 1

2.4 Laser Pointer

  Laser pointer merupakan peralatan yang sering digunakan sebagai

  penunjuk dalam presentasi. Bentuk dari laser pointer ini ditunjukkan pada gambar 2-5.

  Gambar 2-5. Laser pointer Didalam laser pointer terdapat dua komponen semikonduktor yaitu laser

  (LD) dan photodiode (PD). Tegangan yang digunakan untuk

  diode

  mengoperasikan laser pointer ini adalah 4,5 Volt. Rangkaian dasar laser pointer ditunjukkan pada gambar 2-6.

  Gambar 2-6. Rangkaian Laser pointer

  Laser diode merupakan common katoda (LDC = Laser Diode Cathode)

  yang akan dibias maju. Laser diode driver akan mengatur besarnya arus yang mengalir pada laser diode berdasarkan arus yang dihasilkan oleh photodiode.

  Photodiode merupakan common anoda (PDA = Photodiode Anode) yang akan

  dibias balik. Besarnya arus yang dihasilkan pada photodiode berasal dari besarnya intensitas cahaya laser diode yang tersorot kebelakang (ke arah photodiode) seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-7.

  Gambar 2-7. Cara Kerja Laser pointer Pada gambar 2-9 ditunjukkan bahwa laser pointer mempunyai tiga pin, yaitu LDC, PDA, dan COM (Common Positive Terminal). Photodiode ini digunakan untuk mengatur arus laser diode dengan sebuah eksternal loop feedback .

2.5 Fototransistor

  Fototransistor merupakan transistor yang peka terhadap cahaya pada kaki basisnya. Transistor ini mempunyai kaki basis untuk menangkap sinar, sedangkan kaki yang tampak yaitu kaki kolektor dan kaki emiter.

  Sinar yang masuk ke basis akan memicu terjadinya arus basis. Ketika ada energi berupa cahaya yang masuk, maka elektron-elektron pada hold di daerah basis akan keluar sehingga menjadi elektron bebas yang akan mengalir menuju emiter, sehingga fototransistor menjadi aktif. Ketika fototransistor aktif, maka arus pada kolektor sebanding dengan intensitas cahaya. Semakin besar intensits cahaya yang masuk ke daerah basis, maka energi untuk membebaskan elektron dari dalam hold akan semakin besar sehingga terjadi aliran elektron dari basis menuju emiter. Semakin besar arus basis maka semakin besar pula arus kolektor yang mengalir. _{VCC Basis 2 1} R _{VO terbuka} fototransistor

  Gambar 2-8. Rangkaian Fototransistor Berdasarkan gambar 2-8, saat fototransistor aktif maka tegangan outputnya sebagai berikut :

  VO=Vcc-IcRc ……………………………………………………… (2.3) _B Ic= B ……………………………………………………………… (2.4) _B β I Dengan I B adalah arus yang dihasilkan oleh intensitas cahaya yang diterima basis.

  Sedangkan untuk menentukan nilai hambatan (R ) dapat menggunakan _C persamaan berikut :

  Vcc −

  V _CE

  R = …………………………………………………… .(2.5) _C

  I _C

2.6 Opto Coupler

  Opto coupler merupakan gabungan komponen dari laser pointer atau

  infra merah dengan fototransistor, laser pointer atau infra merah digunakan sebagai sumber cahaya untuk fototransistor. Sistem kinerja dasar dari opto

  

coupler yaitu saat sumber cahaya ke fototransistor tidak terhalang maka

  fototransistor aktif dan saat sumber cahaya ke fototransistor terhalang maka fototransistor tidak aktif. Dalam rangkaian perlu ditambahkan resistor yang berfungsi sebagai pengaman laser pointer dan fototransistor.

  2.6.1 . Opto Coupler Terhalang ON Opto coupler terhalang ON yaitu pada saat sumber cahaya ke

  fototransistor tehalang maka tegangan keluaran (V ) mendekati nilai

  O

  tegangan masukan (Vcc). Tegangan keluaran diambil di atas fototransistor. _VCC

R1 R2

  _{2 1 3}

₄

_VO

  Gambar 2-9. Rangkaian Opto coupler terhalang ON

2.6.2. Opto Coupler Terhalang OFF

  Opto coupler terhalang OFF yaitu pada saat sumber cahaya ke

  fototransistor tehalang maka tegangan keluaran (V O ) mendekati nilai nol, shingga tegangan keluaran diambil di bawah fototransistor. ₁

  2 ₃ ⁴ _{R2 VO R1} ^VCC

  Gambar 2-10. Rangkaian Opto coupler terhalang OFF

  Opto coupler digunakan sebagai pemutus atau penyambung tegangan

  dan arus dari rangkaian, dan yang mempengaruhi tegangan keluaran adalah letak resistor seperti pada gambar 2-11.

  R1 Vout Vin _{R1 Vout} ^Vin

  (a) (b) Gambar 2-11.Pemasangan ResistorOptoCoupler

  (a)Tegangan keluaran mendekati nol , (b) Tegangan keluaran mendekati

2.7 Pembanding

  Penguat operasional (Op-Amp) sebagai pembanding merupakan penguat DC yang digunakan dalam penerapan frekuensi rendah. Penguat opersional sebagai pembanding mempunyai dua terminal masukan (tak membalik dan membalik) dan satu tegangan keluaran. Bila tegangan tak membalik lebih besar daripada tegangan membalik, pembanding menghasilkan tegangan keluar yang tinggi. Bila masukan tak membalik lebih kecil daripada masukan membalik, keluarannya rendah.

  Rangkaian penguat opersional sebagai pembanding dapat digambarkan seperti pada gambar 2-12. _{Vin Vcc 4 LM324}

• _{+ 1 - Vref}
_{2 2}

  3 _{11 1 Keluaran}

  3 Gambar 2-12. Rangkaian Pembanding

  Tegangan keluaran akan sama dengan Vcc apabila tegangan masukan Vin lebih besar daripada tegangan referensi Vref. Sebaliknya apabila Vin lebih kecil dari Vref maka tegangan keluaran akan sama dengan ground.

2.8 Transistor Sebagai Saklar

  Transistor dua kutub (Bipolar Junction Transistor) adalah sebuah piranti dari bahan semikonduktor, yang terdiri dari dua jenis yaitu npn dan pnp, yang secara simbolik dapat dibedakan dengan memperhatikan arah anak panahnya. Ketiga daerah bahan semikonduktor tersebut masing-masing dihubungkan dengan terminal sebagi kolektor (c), basis (b), dan emitter (e). Transistor mempunyai tiga daerah kerja yaitu :

  1) Daerah jenuh (saturasi), adalah tegangan antara kaki kolektor dan emitter mendekati 0 Volt atau kurang dari 0,3 Volt, atau daerah jenuh terjadi bila kaki emitter dan kaki basis berprasikap maju. untuk transistor silikon adalah 0,2 Volt. _{) ( sat CE}

  V

  2) Daerah cut-off (putus), adalah kaki emitter dan kaki kolektor berprasikap balik atau arus basis dan arus kolektor sama dengan nol.

  3) Daerah aktif, adalah daerah diantara daerah jenuh dan daerah cut-off.

  Daerah aktif terjadi bila kaki emitter diberi prasikap maju dan kaki kolektor diberi prasikap balik. Pada derah aktif arus kolektor sebanding dengan arus basis. Untuk menggerakkan relay dapat digunakan transistor yang berfungsi sebagai saklar. Transistor yang digunakan sebagai saklar bekerja di daerah cut-off dan jenuh (saturasi). Rangkaian transistor sabagai saklar dapat dilihat pada gambar 2-13.