RANGKAIAN SIMULASI DAN PRINSIP KERJA

                  
Prinsip kerja rangkaian:
Rangkaian Kontrol Lampu Jalan Otomatis ini bekerja berdasarkan kondisi intensitas cahaya (siang/malam) yang dideteksi oleh sensor LDR, serta aktivitas pergerakan yang terdeteksi oleh sensor PIR. Selain itu, sistem dilengkapi counter untuk menghitung berapa kali lampu menyala dalam satu hari, dan hasilnya ditampilkan pada Seven-Segment Display.

1. rangkaian Deteksi Siang/Malam Menggunakan LDR & Komparator LM339 

LDR (Light Dependent Resistor) mendeteksi tingkat cahaya lingkungan:

• Siang → Cahaya terang ,Resistansi LDR kecil → Tegangan output rendah(Vout<Vref)

• Malam → Gelap , Resistansi LDR besar → Tegangan output tinggi (Vout>vref)

  Bagian LDR pada rangkaian ini berfungsi sebagai pendeteksi tingkat pencahayaan lingkungan sehingga sistem dapat menentukan kapan lampu jalan diizinkan menyala. Proses pendeteksian ini bekerja melalui tiga tahapan utama: pembentukan tegangan sensor oleh pembagi tegangan, perbandingan tegangan oleh komparator, dan pengeluaran sinyal logika sebagai keputusan sistem.

  1. LDR + RV2 , Pembagi Tegangan (Voltage Divider)

  • LDR (Light Dependent Resistor) memiliki resistansi yang berubah tergantung cahaya:

    Terang: resistansi kecil (misal 1–5 kΩ)Gelap: resistansi besar (misal 50–500 kΩ)

  • RV2 (potensiometer) digunakan untuk mengatur sensitivitas, yaitu menentukan batas tegangan di mana sistem mendeteksi “gelap”.

  Keduanya membentuk pembagi tegangan yang menghasilkan tegangan output (Vout) yang berubah sesuai cahaya.

   2. Tegangan dari Pembagi Tegangan Masuk ke Komparator LM339
   Membandingkan tegangan dari LDR (V_LDR) dengan tegangan referensi (Vref) yang diatur oleh RV2.

• Jika Vldr > Vref, artinya kondisi gelap ,tegangan naik → output komparator HIGH

• Jika Vldr < Vref, artinya terang , tegangan turun → output komparator LOW

Sehingga LM339 menjadi otak pengambil keputusan.

 2.Rangkaian Deteksi Gerakan Menggunakan PIR Sensor

PIR mendeteksi adanya pergerakan manusia/kendaraan.

• Jika ada gerakan → Output PIR = HIGH (1)

• Jika tidak ada gerakan → Output PIR = LOW (0)

Output PIR kemudian diteruskan ke gerbang logika AND (U2).kaki lainyya dihubungkan dengan output dari LM339.Dimana  sebelum dihubungkan dengan kaki gerbang  AND, diberi terlebih dahulu rangkaian pull up hal ini dikarenakan LM339 adalah komparator yang memiliki tipe output open collector.Artinya bagian output LM339 berperilaku seperti transistor NPN yang kolektornya terbuka.Ia hanya dapat menarik arus ke Ground (sink).Ia tidak dapat memberikan tegangan HIGH (source) ke output.Karena output LM339 tidak dapat menghasilkan tegangan HIGH, maka:Saat output aktif → LM339 menarik output ke ground → LOW.kemudian Saat output tidak aktif → output mengambang (floating) karena tidak terhubung ke tegangan apa pun.Untuk mengatasi kondisi floating tersebut, resistor pull-up (R2) dipasang ke +5V, sehingga menjadi logika HIGH sebagai tanda kondisi gelap,dan masuk ke kaki AND yang mana

Selanjutnya Output  dari gerbang AND,masukk ke kaki OR dan kaki lainnya dihubungkan ke push buton sebagai input manual semisal dilakukan perbaikan pada lampu.Sehingga Lampu tetap hidup meskipun tidak memenuhi ke-2 kondisi  dari sensor.(Gerbang OR memastikan bahwa lampu tetap bisa ON walaupun tidak ada gerakan, jika switch ditekan.)
Selanjutnya kaki lainnya dari push button dihubungkan dengan R1(10k) lalu ke GND,hal ini dilakukan  agar input gerbang OR tidak mengambang(floating) ketika tombolnya tidak di tekan,jika tidak diberi R1 tersebut maka saat tombol tidak ditekan maka input ke gerbang OR tidak pasti antara HIGH atau pun Low,Akibatnya, gerbang logika bisa berperilaku tidak stabil, kadang mendeteksi 1, kadang 0 karena noise listrik.R1 berfungsi sebagai pull-down resistor untuk memastikan bahwa input gerbang OR selalu stabil di logika LOW (0) saat tombol tidak ditekan.Saat tombol ditekan, input akan menjadi HIGH dengan jelas.

3. Driver Lampu Menggunakan Transistor 2N2222 
Ketika inputannya aktif,maka akan ada arus yang mengalir menuju NPN 2N2222 melewati R3 untuk membatasi arus basis transistor ,transistor berfungsi sebagai saklar elektronik.Ketika basis Q1 mendapat logika HIGH dari gerbang OR (U2) maka Q1 akan  aktif   sehingga menghubungkan jalur ground untuk rangkaian berikutnya dan LED D1 menyala (indikator aktif).Clock dari sistem counter 4026 (U3 dan U5) mendapat pulsa dan mulai menghitung.

4. Counter 4026 dan display Seven segmen (U3 & U5)

    Bagian counter pada rangkaian kontrol lampu jalan berfungsi sebagai penghitung otomatis yang menampilkan hasilnya melalui dua buah display 7-segment. Komponen utama yang digunakan adalah dua IC CD4026, masing-masing berperan sebagai penghitung (counter) sekaligus decoder untuk menampilkan angka 0–9 secara langsung ke display. IC pertama (U3) berfungsi sebagai penghitung digit satuan, sedangkan IC kedua (U5) berfungsi sebagai penghitung digit puluhan.

    Pulsa penghitung atau clock diperoleh dari keluaran transistor Q1 (2N2222) yang bertindak sebagai saklar elektronik. Setiap kali transistor Q1 mendapat sinyal logika HIGH dari rangkaian logika sebelumnya (gerbang AND/OR), ia mengalirkan pulsa ke pin Clock (pin 1) pada IC 4026 pertama. Setiap pulsa yang diterima menyebabkan angka pada 7-segment bertambah satu. Saat perhitungan mencapai angka 9, IC pertama akan mengirimkan sinyal Carry Out ke IC kedua sehingga digit puluhan bertambah satu, sementara digit satuan kembali ke nol.

    Tegangan logika yang masuk diatur oleh resistor dan LED (R3, R4, D1) yang berfungsi sebagai indikator clock; LED akan menyala setiap kali ada pulsa masuk, menandakan counter sedang bekerja. Pin MR (Master Reset) pada kedua IC juga dapat digunakan untuk mengembalikan tampilan ke angka 00 bila dibutuhkan.

    Dengan cara kerja tersebut, bagian counter mampu menghitung jumlah peristiwa atau pulsa dari sensor secara otomatis, lalu menampilkannya dalam bentuk angka. Dalam konteks sistem kontrol lampu jalan, bagian ini dapat digunakan untuk menghitung jumlah lampu hidup.