Tugas besar

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Prosedur Percobaan

5. Gambar Rangkaian

6. Video Rangkaian 

7. Link Download

 Kontrol Kebun

1. Tujuan[Kembali]

  - Untuk mengetahui prinsip kerja sensor LDR dan water

  - Dapat mensimulasikan rangkaian pada pompa air saat pengisian air dan ketika penuh 

2. Alat dan Bahan[Kembali]

Alat

a. batterai

 

        Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

        b. Volmeter

        Volmeter merupakan suatu alat yang dimanfaatkan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya bentuk penyusunan paralel berdasarkan pada tempat komponen listrik hendak diukur.

        c. Power

    Power Supply merupakan suatu perangkat keras (hardware) pada komponen elektronika yang mempunyai fungsi sebagai supplier arus listrik dengan terlebih dahulu merubah tegangannya dari AC jadi DC yang kemudian diubah menjadi daya atau energi yang dibutuhkan komponen-komponen pada komputer seperti motherboard, CD Room, Hardisk, dan komponen lainnya.

        d. Ground

    Grounding atau pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.

     Bahan

a. Resistor

    stor

 

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

        b. 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.

karakteristik ransistor:

1. DC current gain maksimal 800

2. Arus colector continu (Ic) 100 mA

3. Tegangan base emitter (Vbe) 6V

4. Arus base maksimal 5mA

        c. Motor DC

                                                                 

                                            

 Motor DC adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC idisebut sebagai Motor Arus Searah.

                                                    

d. Relay

 

Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan   menggunakan listrik. Relay disebut sebagai komponen electromechanical karena terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak saklar atau mekanikal.

    e. Sensor LDR

 LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF).

f. Speaker

Loudspeaker yang dalam bahasa Indonesia disebut dengan Pengeras Suara. Loudspeaker atau lebih sering disingkat dengan Speaker adalah Transduser yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi Frekuensi Audio (sinyal suara) yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan cara mengetarkan komponen membran pada Speaker tersebut sehingga terjadilah gelombang suara.

Speaker yang digunakan untuk Sound System Entertainment pada umumnya dapat dibedakan menjadi 2 kategori, yaitu Speaker Pasif dan Speaker Aktif. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai kedua jenis Speaker ini.

Grafik respon 

Respon frekuensi (frequency response) microphone didefinisikan sebagai rentang suara (dari frekuensi terendah hingga tertinggi) yang dapat dihasilkan dan variasinya di antara rentang tersebut.

Pada grafik diatas dapat disimpulkan bahwa makin tinggi frekuensi maka semakin tinggi tingkat sensitivitasnya, atau bisa dikatakan berbanding lurus

g. Sensor Water

Water level meter controller yang bisa mendeteksi volume air, tinggi air, serta kualitas air di dalam tangki, sungai, danau, dan sejenisnya dengan akurat dan mudah.

karakteristiknya perangkat ini dipakai pada tangki air guna memberitahu suasana air pada tangki dan bakal secara otomatis mematikan ataumengobarkan pompa air andai keadaan air nyaris penuh atau nyaris habis.Dan juga, dipakai sebagai unsur dari sistem peringatan dini (early warning system) pada sebuah danau, sungai, waduk, dan sebagainya.Bagi mendeteksi arus, ketinggian, dan debit air andai mengalamipenambahan ataupun penurunan yang langsung diantarkan ke operator pemantau guna di analisa dan dilaporkan.

h. LED

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

i. Gerbang NAND

 Gerbang logika NAND

Gerbang NAND adalah kombinasi dari gerbang AND serta gerbang NOT. Yang mana telah menghasilkan kebalikan dari input atau keluaran gerbang AND.

        Gerbang NAND tersebut akan menghasilkan keluaran atau output logika nol ketika semua input atau masukkan pada logika satu. Selain itu, jika terdapat sebuah input atau masukkan yang memiliki nilai logika nol maka akan menghasilkan keluaran atau output logika satu. Contoh simbol, Z = XY (variabel input XY diberi lambang minus di atasnya).

       Karakteristik Gerbang NAND 

        

    Gerbang NAND memiliki karakteristik yaitu memiliki dua atau lebih sinyal masukkan namun hanya memiliki satu sinyal keluaran. Sifat gerbang NAND ini adalah apabila memiliki sinyal keluaran rendah (0), maka semua sinyal masukkan harus dalam keadaan lebih tinggi (1). 

J. Gerbang AND 

AND adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0 apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya output berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1.

simbol gerbang and pada proteus:

  

karakteristik gerbang and:

Gerbang AND memiliki karakteristik logika di mana jika input yang masuk adalah bernilai 0, maka hasil outputnya pasti akan bernilai 0. Jika kedua input diberi nilai 1, maka hasil output akan bernilai 1 pula.

K. D flip flop

D Flip Flop(D FF) adalah suatu perangkat FF yang memiliki satu input (D) seperti gambar

 

 

l. IC 4555

 

 

 Decoder Biner adalah jenis lain dari perangkat logika digital yang memiliki input kode 2-bit, 3-bit atau 4-bit tergantung pada jumlah jalur input data, sehingga decoder yang memiliki satu set dua atau lebih bit akan didefinisikan sebagai memiliki kode n-bit, dan oleh karena itu akan mungkin untuk mewakili 2ⁿ nilai yang mungkin.

3. Dasar Teori[Kembali]

• Transistor

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Fitur:
1. DC Current gain(hfe) maksimal 800
2. Arus Collector kontinu(Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6V
4. Arus Base(Ib) maksimal 5mA

 

Datasheet Transistor BC548 dan BC547

 

 

Grafik Respon :

Selain digunakan sebagai penguat, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. 

 

Rumus transistor NPN:

 

Relay

Relay bisa juga dijabarkan ѕеbаgаі ѕuаtu alat atau komponen elektro-mekanik уаng digunakan untuk mengoperasikan seperangkat kontak saklar, dеngаn memanfaatkan tenaga listrik ѕеbаgаі sumber energinya.

Dеngаn memanfaatkan lilitan atau coil (koil) berintikan besi уаng dialiri arus listrik, tentunya аkаn menghasilkan medan magnet pada ujung inti besi ара bіlа koil dialiri arus listrik.Medan magnet/energi magnet tersebutlah уаng digunakan untuk mengerjakan saklar nantinya.

Saklar уаng digerakkan (secara mekanis) оlеh daya/energi listrik.Jadi secara sederhana dараt disimpulkan bаhwа Relay аdаlаh Komponen Elektronika berupa Saklar Elektronik уаng digerakkan оlеh arus listrik.Adapun Pengertian dari Relay adalah Relay adalah Saklar (Switch) yang cara pengoperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).

 

simbol relay

Cara Kerja Relay

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

1. Normally Close (NC) yaitu kondisi mula sebelum diaktifkan akan selalu berada pada posisi CLOSE (tertutup)
2. Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada pada posisi OPEN (terbuka)
   

sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang memiliki fungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila suatu Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan muncul gaya Elektro-magnet yang lalu 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 pada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Ketika saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan balik 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.Arti Pole dan Throw pada RelayKarena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay.

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 adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor mempunyai nilai resistansi (tahanan) 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 ).

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:

1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua.

3. Masukkan angka langsung dari kode warna gleang ketiga.

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.

- Resistor dengan 4  cincin kode warna 

     Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

    - Resistor dengan 5 cincin kode warna 
    Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

    - Resistor dengan 6 cincin warna 
    Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.

    b. Dengan Kode Huruf Resistor 

 Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :

· R, berarti x1 (Ohm)

· K, berarti x1000 (KOhm)

· M, berarti x 1000000 (MOhm)

    Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :

· F, untuk toleransi 1%

· G, untuk toleransi 2%

· J, untuk toleransi 5%

· K, untuk toleransi 10%

· M, untuk toleransi 20%

Rumus Menentukan Nilai Resitor
- Resistor Seri R(total) = R1+R2+ R(selanjut nya).

- Resistor Paralel R(total) = 1/R(total) = 1/R1 + 1/R2 + 1/R(seterusnya).

 Batterai

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.

Baterai primer (sekali pakai) digunakan satu kali kemudian dibuang; bahan elektrode berubah secara ireversibel selama pelepasan. Contoh umum adalah baterai alkaline yang digunakan untuk senter dan banyak perangkat elektronik portabel. Baterai sekunder (dapat diisi ulang) dapat habis dan diisi ulang beberapa kali menggunakan arus listrik yang diterapkan; komposisi asli dari elektrode dapat dikembalikan dengan arus balik. Contohnya termasuk baterai asam timbal yang digunakan dalam kendaraan dan baterai ion-litium yang digunakan untuk elektronik portabel seperti laptop dan ponsel.

Kutub yang bertanda positif menandakan bahwa memiliki energi potensial yang lebih tinggi daripada kutub bertanda negatif. Kutub bertanda negatif adalah sumber elektron yang ketika disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi ke peralatan eksternal. Ketika baterai dihubungkan dengan rangkaian eksternal, elektrolit dapat berpindah sebagai ion didalamnya, sehingga terjadi reaksi kimia pada kedua kutubnya. Perpindahan ion dalam baterai akan mengalirkan arus listrik keluar dari baterai sehingga menghasilkan kerja. Meski sebutan baterai secara teknis adalah alat dengan beberapa sel, sel tunggal juga umumnya disebut baterai.

Baterai hadir dalam berbagai bentuk dan ukuran, dari sel miniatur yang digunakan untuk alat bantu dengar dan arloji hingga kecil, sel tipis yang digunakan dalam ponsel cerdas, hingga baterai asam timbal besar atau baterai litium-ion dalam kendaraan, dan pada ukuran paling besar, bank baterai besar seukuran ruangan yang menyediakan daya siaga atau darurat untuk pertukaran telepon dan pusat data komputer.

Prinsip operasi

Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit.

Tiap sel setengah memiliki gaya gerak listrik (GGL), ditentukan dari kemampuannya untuk menggerakan arus listrik dari dalam ke luar sel. GGL bersih sebuah sel adalah perbedaan GGL masing-masing sel setengah. Maka, jika elektrode memiliki GGL  dan , maka GGL bersihnya adalah . Dengan kata lain, GGL bersih adalah perbedaan antara potensial reduksi reaksi setengah.

Perbedaan potensial  pada kutub baterai dikenal dengan (perbedaan) tegangan kutub dan diukur dalam volt. Tegangan kutub sebuah sel yang tidak sedang diisi ulang atau dipakai disebut tegangan rangkaian terbuka dan sama dengan GGL sel. Karena adanya resistensi dalam,tegangan kutub pada sel yang dipakai lebih kecil daripada tegangan rangkaian terbuka dan ketika sel diisi ulang, akan lebih besar daripada tegangan rangkaian terbuka.

Sebuah sel ideal memiliki resistensi dalam yang dapat diabaikan, maka sel tersebut akan menjaga tegangan terminal konstan sebesar  sampai habis, kemudian turun menjadi nol. Jika sel menjaga 1,5 volt dan menyimpan muatan satu coulomb maka pada pelepasan total akan menghasilkan 1,5 joule kerja. Pada sel sebenarnya, resistensi dalam akan meningkat ketika melepas muatan (discharge) dan tegangan rangkaian terbuka juga menurun ketika melepas muatan. Jika tegangan dan hambatan diplot terhadap waktu, maka grafiknya biasanya berbentuk kurva.

Tegangan yang muncul melewati kutub sel tergantung dari energi yang dilepas dari reaksi kimia pada elektrode dan elektrolit. Sel baterai alkalin dan baterai seng karbon memiliki sifat kimia yang berbeda, tetapi menghasilkan GGL yang sama berkisar 1,5 volt. Begitu juga sel NiCd dan NiMH memiliki sifat kimia yang berbeda namun menghasilkan GGL sama sekitar 1,2 volt.

Besar energi yang dapat disimpan baterai dipengaruhi oleh dua hal, yaitu tegangan baterai yang bersatuan volt dan kapasitas baterai yang bersatuan Ah. Energi yang disimpan (Wh) = Tegangan baterai (V) x Kapasitas baterai (Ah).

Tegangan baterai sendiri secara teoretik hanya dipengaruhi oleh tipe materialnya. Misal, pada baterai zink klorida, tidak peduli berapapun ukuran baterai, tegangannya ialah 2,12 V. Lalu, kapasitas baterai dipengaruhi oleh ukuran baterai, atau lebih akurat adalah massa material aktif/elektrode yang ada di baterai tersebut.

Namun begitu, secara praktikal besar energi spesifik (energi/gram) yang dapat disimpan jauh lebih rendah daripada teoretik. Hal ini disebabkan terdapat komponen-komponen dalam baterai yang menambah berat baterai yaitu elektrolit, separator, current collector, kontainer, terminal, seal, dll.

Lalu, terdapat faktor seperti penurunan tegangan yang terjadi karena tiga hal. Yang pertama adalah terdapat hambatan dalam baterai yang disebabkan oleh hambatan ionik dari elektrolit dan juga hambatan elektronik dari komponen aktif baterai. Yang kedua adalah adanya polarisasi aktivasi, yaitu polarisasi yang terjadi karena reaksi elektrokimia pada permukaan elektrode. Yang ketiga adalah polarisasi konsentrasi, yaitu polarisasi yang terjadi karena perbedaan konsentrasi reaktan dengan produk pada elektrode yang disebabkan oleh transfer muatan.

Hingga saat ini, baterai sekunder atau isi ulang yang paling umum digunakan di handphone, laptop, maupun mobil listrik ialah baterai litium ion dengan elektrolit cair berupa LiPF6. Elektrolit tersebut sebenarnya memiliki tingkat keamanan yang relatif rendah dibanding karena sifatnya yang mudah bereaksi dengan udara dan terbakar.

Oleh karena itu, saat ini sedang dikembangkan elektrolit padat yang memiliki tingkat keamanan lebih tinggi. Sayangnya, konduktivitas ionik elektrolit padat masih secara umum di bawah elektrolit cair. Dengan begitu, hambatan dalam yang akan dimiliki oleh baterai dengan elektrolit padat secara umum lebih besar dan penurunan tegangan yang akan terjadi juga semakin besar.

7. Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi  sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.

Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.

Bentuk dan Simbol Motor DC

Prinsip Kerja Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

Sensor Water Level

Pada umumnya, toren air dikontrol secara otomatis pada sebuah mekanisme penataan yang akan memenuhi air bila volume air sudahnyaris penuh. Sangat merepotkan bila pengisian air anda kontrol secara manual oleh kita. Karena selain melemparkan waktu percumamelulu untuk menantikan air terisi penuh, pun akan berpotensi pemborosan air diakibatkan lupa mematikan pompa air tersebut.

Cara kerjanya 

water level sensor sangatlah gampang dan paling bermanfaat pada saat elevasi ataupun volume air naik, maka secara otomatis bandul yang tercipta dari magnet pada perangkat water level bakal ikut terangkat juga, dan ketika magnet berada pada level sensor berikutnya maka sensor bakal aktif dan menyerahkan pertandalaksana lampu, alarm, dan semacamnya.Di samping itu, water level meter controller pun dilengkapi dengan sistem kontrol yang bisa secara otomatis mendeteksi kedalaman, volume, aliran air, dan sejenisnya dengan tingkat akurasi yang tinggi. Sehingga andai ada penambahan air yang signifikan atau tinggi makaperangkat ini bakal langsung mengantarkan sinyal digital melewati jaringan wifi ke operator pemantau dalam format data yang telah dapat dibaca dengan mudah. Lalu, diteruskan ke sistem peringatan berupa alarm, lampu, maupun suara guna memberitahu bahwa suasana air sedang merasakan peningkatan atau bila untuk tangki telah terisi penuh.

karakteristiknya perangkat ini dipakai pada tangki air guna memberitahu suasana air pada tangki dan bakal secara otomatis mematikan ataumengobarkan pompa air andai keadaan air nyaris penuh atau nyaris habis.Dan juga, dipakai sebagai unsur dari sistem peringatan dini (early warning system) pada sebuah danau, sungai, waduk, dan sebagainya.Bagi mendeteksi arus, ketinggian, dan debit air andai mengalamipenambahan ataupun penurunan yang langsung diantarkan ke operator pemantau guna di analisa dan dilaporkan.

Sensor ldr

Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.

Naik turunnya nilai Hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya. Pada umumnya, Nilai Hambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm (kΩ) pada kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ohm (Ω) pada Kondisi Cahaya Terang.

LDR (Light Dependent Resistor) yang merupakan Komponen Elektronika peka cahaya ini sering digunakan atau diaplikasikan dalam Rangkaian Elektronika sebagai sensor pada Lampu Penerang Jalan, Lampu Kamar Tidur, Rangkaian Anti Maling, Shutter Kamera, Alarm dan lain sebagainya.

Karakteristik Sensor LDR

Beberapa karakteristik yang terdapat pada sensor LDR antara lain adalah :

• Tegangan maksimum (DC) :  150 V
• Konsumsi Arus Maksimum :  100 mW
• Tingkatan Resistansi / Tahanan : 10 Ohm hingga 100k Ohm
• Puncak Spektral :  540 nm (ukuran gelombang cahaya)
• Waktu Respon Sensor : 20ms – 30 ms
• Suhu Operasi :  -30o Celcius  –  70o Celcius

Prinsip kerja sensor LDR cukup sederhana dan tidak jauh berbeda dengan komponen resistor pada umumnya. LDR digunakan pada berbagai jenis rangkaian elektronika sebagai pemutus dan penyambung aliran listrik berdasarkan intensitas cahaya yang diterima.

Dimana semakin banyak intensitas cahaya yang menyinari LDR maka nilai hambatannya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit / gelap cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan semakin membesar.

LED

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

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

Speaker

Loudspeaker yang dalam bahasa Indonesia disebut dengan Pengeras Suara. Loudspeaker atau lebih sering disingkat dengan Speaker adalah Transduser yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi Frekuensi Audio (sinyal suara) yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan cara mengetarkan komponen membran pada Speaker tersebut sehingga terjadilah gelombang suara.

Speaker yang digunakan untuk Sound System Entertainment pada umumnya dapat dibedakan menjadi 2 kategori, yaitu Speaker Pasif dan Speaker Aktif. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai kedua jenis Speaker ini.

1. Speaker Pasif (Passive Speaker)
   Speaker Pasif adalah Speaker yang tidak memiliki Amplifier (penguat suara) di dalamnya. Jadi Speaker Pasif memerlukan Amplifier tambahan untuk dapat menggerakannya. Level sinyal harus dikuatkan terlebih dahulu agar dapat menggerakan Speaker Pasif. Sebagian besar Speaker yang kita temui adalah Speaker Pasif.

2. Speaker Aktif (Active Speaker)
   Speaker Aktif adalah Speaker yang memiliki Amplifier (penguat suara) di dalamnya. Speaker Aktif memerlukan kabel listrik tambahan untuk menghidupkan Amplifier yang terdapat didalamnya.

d. SIMBOL SPEAKER

Grafik respon 

Respon frekuensi (frequency response) microphone didefinisikan sebagai rentang suara (dari frekuensi terendah hingga tertinggi) yang dapat dihasilkan dan variasinya di antara rentang tersebut.

Pada grafik diatas dapat disimpulkan bahwa makin tinggi frekuensi maka semakin tinggi tingkat sensitivitasnya, atau bisa dikatakan berbanding lurus

 Gerbang NAND

Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran Logika 0 apabila semua Masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1.

        Gerbang NAND tersebut akan menghasilkan keluaran atau output logika nol ketika semua input atau masukkan pada logika satu. Selain itu, jika terdapat sebuah input atau masukkan yang memiliki nilai logika nol maka akan menghasilkan keluaran atau output logika satu. Contoh simbol, Z = XY (variabel input XY diberi lambang minus di atasnya).

       Karakteristik Gerbang NAND 

        

    Gerbang NAND memiliki karakteristik yaitu memiliki dua atau lebih sinyal masukkan namun hanya memiliki satu sinyal keluaran. Sifat gerbang NAND ini adalah apabila memiliki sinyal keluaran rendah (0), maka semua sinyal masukkan harus dalam keadaan lebih tinggi (1). 

Gerbang and

 

Tabel kebenaran

A	B	Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Gerbang AND memiliki karakteristik logika di mana jika input yang masuk adalah bernilai 0, maka hasil outputnya pasti akan bernilai 0. Jika kedua input diberi nilai 1, maka hasil output akan bernilai 1 pula. Logika gerbang AND bisa diumpamakan sebagai sebuah rangkaian dengan dua buah saklar yang disusun secara seri. Jika salah satunya memutuskan hubungan rangkaian, maka hasil yang dikeluarkan dari rangkaian tersebut adalah 0. Tidak peduli saklar manapun yang diputuskan maka hasil akhirnya adalah 0. Ketika kedua buah saklar terhubung dengan rangkaian bersamaan, maka hasil akhirnya barulah bernilai 1.

4. Prosedur Percobaan[Kembali]

Untuk membuat rangkaian pompa air otomatis, langkah-langkah yang dilakukan adalah

        a. Cari semua komponen yang dibutuhkan

        b. Menyusun semua komponen yang di butuhkan di proteus

        c. Setelah semua rangkaian tersusun, sambungkan rangkaian

        d. setelah semua rangkaian tersusun, jalankan rangkaian.

5. Gambar Rangkaian[Kembali]

Prinsip Kerja

Saat logicstate berlogika 1, atau sensor mendeteksi suara. Arus mengalir masuk ke kaki gerbang NAND output berlogika 1, gerbang nand memiliki dua input yang berlogika 1 dan 0 dengan output 1,lalu arus yang masuk ke R1 terus ke base transistot Q1 terus ke emitor dan ke ground. Tegangan pada Q1 lebih besar dari tegangan VBE nya sebesar 1,64  V maka Q1 on, karena Q1 nya on maka arus mengalir dari power suply menuju ke relay sehingga switch berpindah ke kiri dan relay akan on, dari relay arus mengalir ke kaki kolektor Q1 menuju ke emitor lalu ke ground. karena relay nya on dan switch nya berpindah ke kiri, arus mengalir ke batterai dan dari batterai menuju ke motor sehingga motor bergeral dan speaker berbunyi, dari batterai arus mengalir ke R3 terus ke LED sehingga LED juga menyala. pada flip flop D, D bernilai 1 ,Q bernilai 1, kemudian pada IC 4555 pada Q1 bernilai 1 menuju ke resistor 1 dan ke resistor R2.

Ketika sensor LDR menerima cahaya maka ldr masuk kedua kaki input gerbang and berlogika 1 dengan output berlogika 1, arus mengalir ke R2 terus ke base transistot Q2 terus ke emitor dan ke ground. 

Tegangan pada Q2 lebih besar dari tegangan VBE nya sebesar 1,64  V maka Q2 on, karena Q2 nya on maka arus mengalir dari power suply menuju ke relay sehingga switch berpindah ke kiri dan relay akan on, dari relay arus mengalir ke kaki kolektor Q2 menuju ke emitor lalu ke ground. karena relay nya on dan switch nya berpindah ke kiri, arus mengalir ke batterai dan dari batterai menuju ke motor sehingga motor bergeral dan speaker berbunyi, dari batterai arus mengalir ke R3 terus ke LED sehingga 

LED juga menyala.

 

6. Video Rangkaian[Kembali]

7. Link Download[Kembali]

 Gambar Rangkaian klik disini

Video Rangkaian klik disini

Datasheet

    Resistor klik disini

    Battery klik disini

    Library Water level klik disini

    Sensor LDR klik disini

    Water level klik disini

    Motor klik disini

    LED klik disini

HTML klik disini

Materi klik disini