Tugas Besar

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

b) Rangkaian simulasi

c) Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan[kembali]

Pada umumnya, pintu toilet yang ada di sekitar kita itu dindingnya terdiri dari berbagai jenis seperti dari kayu atau bahan plastik. Kondisi ini mengakibatkan sering kali orang merasa tidak aman berada dalam toilet karena pintu toilet yang terkadang pecah dan berlubang. Untuk mengatasi masalah ini, dirancang toilet otomatis dimana saat seseorang masuk kedalamnya maka dinding-dinding toilet yang terbuat dari kaca secara otomatis akan blur dan itu akan menandakan bahwa didalam toilet sedang ada sesorang.

2. Tujuan[kembali]

- Untuk memenuhi tugas elektronika

- Untuk membuat rangkaian aplikasi Toilet otomatis

- Untuk membuat lampu yang bisa hidup otomatis

3. Alat dan Bahan[kembali]

Alat:

Voltmeter DC

Voltmeter DC adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur beda potensial antara dua titik komponen pada rangkaian DC yang dihubungkan paralel dengan komponen yang akan diukur.

2. DC dan sine generator

Generator Sine digunakan untuk menghasilkan sinyal AC, sedangkan generator DC digunakan untuk menghasilkan sinyal DC.

Bahan:

Resistor

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

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

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

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

Tabel Kode Warna Resistor

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :

Cara menghitung nilai resistor 4 gelang

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :

Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5

Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.

Contoh-contoh perhitungan lainnya :

Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi

Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

Cara menghitung Toleransi :

2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =

2200 – 5% = 2.090

2200 + 5% = 2.310

ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm.

Specifications
Resistance (Ohms)	1K
Power (Watts)	0.25W, 1/4W
Tolerance	±5%
Packaging	Bulk
Composition	Carbon Film
Temperature Coefficient	350ppm/°C
Lead Free Status	Lead Free
RoHS Status	RoHS Compliant

2. Battery

Baterai adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik.

Pinout dari baterai :

Input voltage: AC 100~240V / DC 10~30V
Output voltage: DC 1~35V
Max. input current: DC 14A
Charging current: 0.1~10A
Discharging current: 0.1~1.0A
Balance current: 1.5A/Cell Max
Max. discharging power: 15W
Max. charging power: AC 100W / DC 250W
Jenis batre yg didukung: LiFe, Lilon, LiPo 1~6S, LiHv 1-6S, Pb 1-12S, NiMH, Cd 1-16S
Ukuran:126x115x49mm
Berat:460gr

3. Dioda

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

4. Op Amp

Penguat Operasional , atau disingkat op-amp, pada dasarnya adalah perangkat penguat tegangan yang dirancang untuk digunakan dengan komponen umpan balik eksternal seperti resistor dan kapasitor antara terminal output dan inputnya. Komponen umpan balik ini menentukan fungsi atau "operasi" penguat yang dihasilkan dan berdasarkan konfigurasi umpan balik yang berbeda apakah resistif, kapasitif atau keduanya, penguat dapat melakukan berbagai operasi yang berbeda, sehingga memunculkan namanya "Penguat Operasional".

Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

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

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

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

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

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

• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

5. Transistor

Bipolar Junction Transistor merupakan komponen elektronika yang memiliki tiga terminal yaitu Emitter, Base dan Collector. BJT umunya digunakan sebagai penguat arus listrik atau sakelar yang dikendalikan oleh arus masukan (input) pada BJT.

BJT dapat bekerja atau aktif apabila terdapat tegangan minimal sebesar 0,7 Volt pada Base-Emitter atau Collector-Base tergantung dari tipe BJT, kemudian terdapat arus yang mengalir pada Base dengan arah tergantung dari tipe BJT sehingga akan mempengaruhi besarnya arus yang mengalir pada terminal lainnya.

Karakteristik BJT:

6. 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.

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, terdiri dari kumparan jangkar. Pada prinsipnya motor 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 sebaliknya. Karena kutub utara dan selatan kumparan bertemu 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.

7. LED

Spesifikasi :

* Superior weather resistance
* 5mm Round Standard Directivity
* UV Resistant Eproxy
* Forward Current (IF): 30mA
* Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
* Reverse Voltage: 5V
* Operating Temperature: -30℃ to +85℃
* Storage Temperature: -40℃ to +100℃
* Luminous Intensity: 20mcd

8. Logic State

Fungsi : Untuk pengolahan input-input yang berupa bilangan biner

9. Relay

Fungsi : Untuk melindungi komponen lainnya dari kelebihan tegangan, memperkecil terjadinya penurunan tegangan dan mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan bantuan dari sinyal tegangan rendah

Spesifikasi : RL1 4V

Relay adalah salah satu komponen elektronika yang berbentuk seperti saklar dan dioperasikan menggunakan listrik. Komponen ini terdiri dari dua bagian, yaitu elektromagnet (coil) dan mekanikal (switch). Dalam pengoperasiannya, relay memanfaatkan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan saklar dan menghantarkan arus listrik.

Prinsip Kerja Relay:

Relay terdiri dari empat komponen dasar yaitu elektromagnet (coil), armature, switch contact point (saklar), dan spring. Saklar pada relay dapat berupa normally closed (NC) atau normally open (NO), bergantung pada kondisi awal sebelum diaktifkan.

Cara Kerja Relay:

Ketika kumparan elektromagnetik dalam relay mendapatkan aliran listrik, akan muncul medan magnet yang menarik tuas armature sehingga mengubah posisi kontak switch dari NC menjadi NO.

10. Buzzer

Buzzer Elektronika adalah sebuah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi. Buzzer elektronika akan menghasilkan getaran suara ketika diberikan sejumlah tegangan listrik dengan taraf tertentu sesuai dengan spesifikasi bentuk dan ukuran buzzer elektronika itu sendiri. Pada umumnya, buzzer elektronika ini sering digunakan sebagai alarm karena penggunaannya yang cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer elektronika akan menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi yang dapat didengar manusia.

Pada dasarnya, setiap buzzer elektronika memerlukan input berupa tegangan listrik yang kemudian diubah menjadi getaran suara atau gelombang bunyi yang memiliki frekuensi berkisar antara 1 - 5 KHz. Jenis buzzer elektronika yang sering digunakan dan ditemukan dalam rangkaian adalah buzzer yang berjenis Piezoelectric (Piezoelectric Buzzer). Hal itu karena Piezoelectric Buzzer memiliki berbagai kelebihan diantaranya yaitu lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah penggunaannya ketika diaplikasikan dalam rangkaian elektronika.

11. Ground

Ground point adalah lokasi dalam sebuah sistem listrik atau elektronik. Lokasi tersebut adalah untuk posisi kabel atau konduktor disambungkan secara fisik ke tanah atau bumi. Tujuan dari grounding adalah untuk menciptakan jalur yang aman untuk mengalirkan arus listrik yang tidak diinginkan. Sebagai contoh adalah untuk mengalirkan larus bocor atau interferensi elektromagnetik ke tanah sehingga tidak membahayakan peralatan atau manusia di sekitarnya.

Sensor yang Digunakan:

Sensor MQ2

Sensor MQ2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan gas yang mudah terbakar seperti LPG, butana, propana, metana, alkohol, hidrogen, dan asap. Sensor ini menggunakan elemen pemanas dan bahan kimia sensitif untuk mengukur konsentrasi gas dalam udara dan menghasilkan sinyal output analog yang dapat dihubungkan ke mikroprosesor atau mikrokontroler untuk analisis lebih lanjut. Dengan kemampuan untuk mendeteksi berbagai jenis gas yang berpotensi berbahaya, MQ2 sensor banyak digunakan dalam sistem keamanan rumah, detektor kebocoran gas, sistem ventilasi industri, dan aplikasi lain yang memerlukan pemantauan kualitas udara dan deteksi gas.

Grafik Respon Sensor:

2. Sound Sensor

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

Konfigurasi Sound Sensor :

Grafik Sound Sensor

Spesifikasi :

Working voltage: DC 3.3-5V  Adjustable Sensitivity  Dimensions: 32 x 17 mm  Signal output indication  Single channel signal output  With the retaining bolt hole, convenient installation  Outputs low level and the signal light when there is sound  Output in the form of digital switching outputs (0 and 1 high and low)

3. Touch Sensor

Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor).

Konfigurasi PIN :

Grafik Touch Sensor

Spesifikasi:

Konsumsi daya yang rendah
Bisa menerima tegangan dari 2 ~ 5.5V DC
Dapat menggantikan fungsi saklar tradisional
Dilengkapi 4 lobang baut untuk memudahkan pemasangan
Tegangan kerja : 2v s/d 5.5v (optimal 3V)
Output high VOH : 0.8 VCC (typical)
Output low VOL : 0.3 VCC (max)
Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V) : 8 mA
Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V) : 4 mA
Waktu respon (low power mode): max 220 ms
Waktu respon (touch mode): max 60 ms
Ukuran: 24 mm x 24 mm x 7.2 mm

4. PIR Sensor

Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) adalah sebuah sensor yang biasa digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia. Sensor PIR adalah sebuah sensor yang menangkap pancaran sinyal inframerah yang dikeluarkan oleh tubuh manusia maupun hewan. Sensor PIR dapat merespon perubahan- perubahan pancaran sinyal inframerah yang dipancarkan oleh tubuh manusia.

Simbol PIR Sensor :

Spesifikasi:

Size: Rectangular
Price: $10.00 at the Adafruit shop ()
Output: Digital pulse high (3V) when triggered (motion detected) digital low when idle (no motion detected). Pulse lengths are determined by resistors and capacitors on the PCB and differ from sensor to sensor.
Sensitivity range: up to 20 feet (6 meters) 110° x 70° detection range
Power supply: 5V-12V input voltage for most modules (they have a 3.3V regulator), but 5V is ideal in case the regulator has different specs

5. Sensor Kelembaban

Sensor kelembaban adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur dan mendeteksi tingkat kelembaban dalam suatu lingkungan. Kelembaban mengacu pada jumlah uap air yang terdapat di udara. Sensor kelembaban biasanya digunakan dalam berbagai aplikasi seperti meteorologi, kontrol iklim dalam bangunan, proses industri, dan perangkat elektronik konsumen seperti dehumidifiers atau humidifiers.

Grafik Respon Sensor :

Spesifikasi:

6. Sensor Jarak

Sensor jarak adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur jarak antara sensor dan objek tertentu. Sensor ini digunakan dalam berbagai aplikasi industri, otomotif, robotika, dan elektronik konsumen. Ada berbagai jenis sensor jarak yang menggunakan prinsip fisika berbeda untuk mengukur jarak.

Grafik respon sensor :

Spesifikasi:

4. Dasar Teori[kembali]

A. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor 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 resistor:

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di tubuh resistor :

Perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna :

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2

• Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)

• Gelang ke 4 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut

Perhitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna :

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-3

• Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)

• Gelang ke 5 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut.

Rumus:

B. Transistor

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

       Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.
       • Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
       • Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
       • Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui            kolektor.

Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu:

1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.

2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.

3. Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE.
Sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.

4. Voltage-divider Bias adalah arus bias didapatkan dari tegangan di R2 dari hubungan VCC seri dengan R1 dan R2 seperti gambar 61. Untuk mencari arus IB maka dilakukan perubahan rangkaian dengan memakai metoda thevenin sehingga menghasilkan rangkaian pengganti seperti gambar 62.

       Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

5. Collector Feedback

       Konfigurasi umpan balik kolektor biasing sendiri ini merupakan metode bias dependen beta lainnya yang memerlukan dua resistor untuk menyediakan bias DC yang diperlukan bagi transistor. Konfigurasi umpan balik kolektor ke basis memastikan bahwa transistor selalu bias di wilayah aktif terlepas dari nilai Beta ( β ). Tegangan bias basis DC berasal dari tegangan kolektor V C , sehingga memberikan stabilitas yang baik.

       Dalam rangkaian ini, resistor bias basis, R B dihubungkan ke kolektor transistor C , bukan ke rel tegangan suplai, Vcc . Sekarang jika arus kolektor meningkat, tegangan kolektor turun, mengurangi penggerak basis dan dengan demikian secara otomatis mengurangi arus kolektor untuk menjaga titik Q transistor tetap. Oleh karena itu metode bias umpan balik kolektor ini menghasilkan umpan balik negatif di sekitar transistor karena ada umpan balik langsung dari terminal keluaran ke terminal masukan melalui resistor , R B.

       Karena tegangan bias berasal dari penurunan tegangan pada resistor beban, R L , jika arus beban meningkat akan terjadi penurunan tegangan yang lebih besar pada R L , dan tegangan kolektor yang berkurang, V C . Efek ini akan menyebabkan penurunan yang sesuai pada arus basis, I B yang pada gilirannya, mengembalikan I C ke normal.

       Reaksi sebaliknya juga akan terjadi ketika arus kolektor transistor berkurang. Maka metode pembiasan ini disebut self-biasing dengan stabilitas transistor yang menggunakan jenis jaringan bias umpan balik ini secara umum baik untuk sebagian besar desain amplifier

C. Operasional Amplifier

    Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, di antaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)
c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

       Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :
           • Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
           • Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
           • Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
           • Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
           • Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
           • Karakteristik tidak berubah dengan suhu

1. Detektor Non Inverting
Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti gambar 78.

Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V1 dan +Vref = V2 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo ( V o (max) = ± V sat = (V1-V2)) dengan simulasi multisim adalah seperti gambar 79

2. Non Inverting Amplifier
         Rangkaian non inverting amplifier (tidak membalik) adalah seperti gambar 122, input dimasukkan ke kaki non inverting sehingga tegangan output yang dihasilkan sefasa dengan tegangan input. Untuk mencari turunan penguatan tegangan ACL maka rangkaian dimisalkan dahulu dengan input dc positif, seperti gambar 123.

NonInverting

Rumus:

Komparator
Rumus:

Adder
Rumus:
Bentuk Gelombang
3. Voltage Follower
Rangkaian voltage follower atau buffer dimana ACL = 1, adalah seperti pada gambar 129.

Syarat op-amp ideal adalah Ed= 0 maka VO = Vi sehingga ACL= Vo/Vi=1
Bentuk gelombang tegangan input dan gelombang tegangan output adalah sama karena ACL = 1 dan sefasa karena Vi diinputkan ke kaki non inverting seperti pada gambar 130 dan kurva karakteristik I-O seperti

4. Differential Amplifier

D. 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, terdiri dari kumparan jangkar. Pada prinsipnya motor 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 sebaliknya. Karena kutub utara dan selatan kumparan bertemu 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.

E. LED

LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.

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).

5. Percobaan[kembali]

a) Prosedur[kembali]

Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor rangkaian akan mengeluarkan grafik osiloskop seperti pada gambar.

b) Rangkaian simulasi [kembali]

Gambar Rangkaian:

Prinsip Kerja:

1. Sensor Touch

Sensor touch diletakkan di kloset, ketika sensor disentuh maka sensor akan aktif yang ditandai dengan logika 1. Tegangan sebesar 5V akan mengalir dari power supply ke sensor, lalu sensor akan mengeluarkan tegangan keluaran yang akan terus mengalir ke kaki non inverting op amp. Sehingga tegangan keluaran dari op amp akan bernilai 10V. Dimana Vout=[(Rf/Rin)+1]xVin, Rf adalah 1k dan Rin adalah 1k, maka terbukti bahwa Vout sebesar 10V. Lalu arus akan mengalir ke kaki base transistor, karena tegangan pada VBE sebsar 0,8V dan sudah memenuhi syarat aktifnya transistor, maka transistor akan aktif. arus akan terus mengalir ke kaki emitter, lalu ke RE dan ke ground. Karena transistor aktif tegangan 10V akan mengalir dari power supply menuju ke R10 lalu mengalir ke relay lalu ke collector, ke emitter, RE dan ke ground. Karena ada arus yang mengalir pada relay, maka tercipta medan magnet disekitar kumparan, yang akan menarik switch dari kanan ke kiri dan terbentuk rangkaian tertutup. Baterai sebesar 12V akan mengalirkan arus menuju R11, lalu menyalakan lampu sebaga tanda indikator sudah aktif dan kembali ke baterai. dan arus juga akan mengalir ke motor dan menggerakkannya, air keran pun keluar.

2. Sensor PIR dan Sensor Sound

Ketika PIR sensor mendeteksi adanya orang yang akan masuk ke toilet, maka sensor akan aktif ditandai dengan logika 1. Tegangan 5V akan mengalir ke sensor lalu sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 5V yang akan menjadi tegangan inputan ke kaki non inverting op amp. output dari op amp tersebut sebesar 5V, hal ini karena pada rangkaian voltage follower Vo/Vin=1 sehingga nilian Vo=Vin. Lalu arus akan mengalir ke R1 lalu ke base transistor. karena tegangan pada VBE sebesar 0,77V, maka transistor akan aktif. arus akan mengalir ke emitter, R20 dan ke ground. karena transistor aktif maka power supply akan menyuplai tegangan sebesar 6V ke R2 lalu ke relay lalu ke collector, emitter, R20 dan ke ground. Karena ada arus yang mengalir di relay, maka akan ada medan magnet disekitar kumparan yang akan menarik switch dari kri ke kanan. sehingga akan terbentuk rangkaian tertutup. Baterai sebsar 12V akan mensuplai tegangan ke buzzer, sehingga buzzer akan berbunyi.

Pada saat buzzer berbunyi, sound sensor akan menangkap suara buzzer sehingga sensor akan aktif yang ditandai dengan logika 1. Tegangan pada power supply sebesar 5V akan mengalir ke sensor, dan sensor akan mengeluarkan tegangan yang akan menjadi tegangan inputan bagi kaki non inverting op amp.tegangan keluaran pada op amp yang dihasilkan adalah 3V, hal tersebut dapat dibuktikan dengan rumus Vo=Vi[R2/(R1+R2)]X[(R1+RF)/R1]-V2(RF/R1). Lalu arus akan mengalir ke R4 lalu ke base. karena tegangan pada VBE 0,78 maka transistor akan aktif, selanjutnya rus akan ke emitter dan ke ground. Karena transistor aktif maka tegangan sebesar 5v akan mengalir menjuju R18, lalu ke base, emitter dan ground. arus juga akan mengalir ke R6, relay, collector, emitter dan ground. Karena adanya arus yang mengalir di relay, maka akan terbentuk medan magnet disekitar kumparan yang akan menarik switch dari kanan ke kiri sehingga akan terbentuk rangkaian tertutup. baterai sebesar 10V akan mengalir ke rangkaian dan motor akan bergerak yaitu ruangan akan menjadi blur.

3. Sensor MQ-2

Sensor MQ-2 akan mendeteksi adanya gas metana pada ruangan, sensor akan aktif ditandai dengan logika 1.Tegangan 5V akan mengalir ke sensor lalu sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 5V yang akan menjadi tegangan inputan ke kaki non inverting op amp. output dari op amp tersebut sebesar 5V, hal ini karena pada rangkaian voltage follower Vo/Vin=1 sehingga nilian Vo=Vin. Lalu arus akan mengalir ke R1 lalu ke base transistor. karena tegangan pada VBE sebesar 2.17V, maka transistor akan aktif. arus akan mengalir ke emitter, R17 dan ke ground. karena transistor aktif maka power supply akan menyuplai tegangan sebesar 10V ke R19 lalu ke relay lalu ke collector, emitter, R17 dan ke ground. Karena ada arus yang mengalir di relay, maka akan ada medan magnet disekitar kumparan yang akan menarik switch dari kri ke kanan. sehingga akan terbentuk rangkaian tertutup. Baterai sebsar 9V akan mensuplai tegangan, sehingga motor akan bergerak atau ventilasi akan terbuka.

4. Sensor HIH-5030

Sensor HIH-5030 ini digunakan untuk mendeteksi kelembaban ruangan yang di letakkan di dinding toilet, apabila tingkat kelembaban suatu ruangan >55% maka sensor akan aktif. Power supply akan mensuplai tegangan sebesar 5V ke sensor dan sensor akan mengeluarkan tegangan yang akan menjadi Vin bagi kaki non inverting op amp. sementara itu pada kaki inverting op amp akan ada tegangan referensi yang didapatkan dari %potensiometer dikalikan dengan power supply, sehingga didapatkan Vref sebesar 2,50V. Voutput dari op amp didapatkan sebesar 11V, itu karena pada rangkaian detektor non inverting ini Vo=Aol(Vin-Vref) dimana hasil yang didapatkan sangat besar yaitu 6k yang melebihi batas maksimum power supply op amp. sehingga untuk Vout digunakan Vo=Vsat-1, sehingga Voutput adalah 11V. lalku arus dari keluaran op amp akan melewati R23 lalu ke kaki base transistor, karena Vbe sebesar 0,83V maka transistor akan aktif dan arus mengalir ke kaki emitter, melewati R25 lalu ke ground. Karena transistor aktif maka tegangan sebesar 10V akan mengalir ke R24 lalu kaki base, lalu emitter, R25 dan ground. Tegangan 10V tersebut juga akan melewati relay, lalu kaki collector, emitter, R25 dan ground. Karena pada relay terdapat arus yang mengalir, maka akan ada medan magnet yang muncul disekitar kumparan sehingga akan menarik switch dari kiri ke kanan dan akan terbentuk rangkaian tertutup. pada rangkaian tertutup tersebut, baterai sebesar 9V akan mensuplai tegangan ke percabangan, pertama ke R26 lalu ke led. dan selanjutnya akan menggerakkan motor dan ventilasi akan terbuka.

5. Sensor GP2D12

Pada sensor GP2D12/sensor jarak yg akan aktif ketika jarak dari sensor kurang dari 28cm. Ketika sensor aktif maka tegangan sebesar 5V akan masuk ke sensor lalu sensor akan mengeluarkan tegangan keluaran sebesar 1,03V yang akan menjadi Vin bagi kaki non inverting op amp. Sedangkan pada kaki inverting op amp akan terdapat tegangan referensi sebesar 1V yang didapatkan dari %potensiometer dikali dengan sumber tegangannya. Pada op amp tegangan keluarannya sebesar 11V. pada rangkaian detektor non inverting ini digunakan rumus Vo=Aol(Vin-Vref) dan akan didapatkan tegangan yang sangat besar dan melebihi batas maksimum op amp. maka dari itu untuk Vo akan digunakan rumus Vo=Vsat-1. lalu arus dari op amp akan mengalir ke R5 lalu ke kaki base, karena tegangan pada Vbe sebesar 1V maka transistor akan aktif dan arus akan melewati R14 dan lalu ke ground. Karena transistor aktif maka tegangan 5v akan mensuplai tegangannya ke R7 lalu ke base lalu ke emitter dan R14 dan terakhir ke ground. tegangan 5V juga akan melewati R13 lalu ke ralay lalu collector lalu emitter, ke R14 dan ke ground. Karena terdapat arus yang mengalir pada relay, akan terbentuk medan magnet di sekitar kumparan yang akan menarik switch dari kanan ke kiri sehingga akan menjadi rangkaian tertutup. Dan baterai sebesar 12V akan melewati percabangan, pertama melewati R12 lalu Led dan kembali ke baterai. lalu baterai akan mensuplai tegangan untuk menggerakkan motor sehingga ventilasi akan terbuka.

Sebelum PIR sensor dan sound sensor hidup