Tugas Besar(Kontrol Pabrik Kornet)
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]
1.Pendahuluan[Back]
Industri pengolahan makanan merupakan salah satu sektor penting dalam mendukung ketahanan pangan dan pemenuhan kebutuhan gizi masyarakat. Salah satu produk pangan olahan yang memiliki nilai gizi tinggi serta permintaan pasar yang stabil adalah kornet. Kornet atau daging sapi kornet merupakan produk olahan daging yang melalui proses pemotongan, penggilingan, pencampuran bumbu, pengisian ke dalam kemasan, hingga proses pemasakan dan sterilisasi. Untuk menghasilkan produk kornet yang berkualitas, higienis, dan memenuhi standar keamanan pangan, diperlukan sistem kontrol pabrik yang terintegrasi dan andal.
Kontrol pabrik kornet mencakup pengendalian berbagai variabel proses produksi secara otomatis, mulai dari pengaturan suhu pemasakan, waktu proses sterilisasi, tekanan pengemasan, hingga pemantauan kadar air dan kebersihan peralatan. Dengan penerapan sistem kontrol yang tepat, proses produksi dapat berjalan lebih efisien, risiko kontaminasi dapat diminimalkan, dan konsistensi kualitas produk dapat terjaga.
Pada tugas besar ini, akan dibahas rancangan dan implementasi sistem kontrol pabrik kornet yang meliputi identifikasi tahapan proses produksi, pemilihan sensor dan aktuator, perancangan diagram kontrol, serta simulasi pengendalian proses secara keseluruhan. Diharapkan melalui perancangan sistem kontrol ini, pabrik kornet dapat meningkatkan produktivitas dan mutu produk, sekaligus memenuhi standar industri pengolahan pangan yang berlaku.
2.Tujuan[Back]
3.Alat dan Bahan[Back]- Transistor 2N222
Spesifikasi :
Transistor Polarity NPN Collector Emitter Voltage V(br)ceo 30V Transition Frequency Typ ft - DC Collector Current 800mA Power Dissipation Pd 500mW DC Current Gain hFE 100 Operating Temperature Range - Transistor Case Style TO-18 No. of Pins 3 MSL -
Konfigurasi PIN :
1. Emitter
2. Base
3. Collector
- LED
A. 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 B. Konfigurasi Pin :
* Pin 1 : Positive terminal of LED
* Pin 2 : Negative terminal of LED - Resistor 220 ohm
Spesifikasi :Resistance (Ohms) : 220 V
Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W
Tolerance : ± 5%
Packaging : Bulk
Composition : Carbon Film
Temperature Coefficient : 350ppm/°C
Lead Free Status : Lead Free
RoHS Status : RoHs Complient
- Relay
A. Spesifikasi :
- Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
- Trigger Current (Nominal current) : 70mA
- Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
- Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
- Compact 5-pin configuration with plastic moulding
- Operating time: 10msec Release time: 5msec
- Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)
B. Konfigurasi Pin : Nomor PIN
Nama Pin
Deskripsi
1
Coil End 1
Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground
2
Coil End 2
Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground
3
Common (COM)
Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol
4
Normally Close (NC)
Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu
5
Normally Open (NO)
Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu
- Touch Sensor 
Spesifikasi dari Touch Sensor:
· Tegangan kerja: DC 3.3-5V
· Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan
· Dimensi: 32 x 17 mm
· Indikasi keluaran sinyal
· Output sinyal saluran tunggal
· Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah
· Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara
· Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)
Grafik Touch Sensor
- Infrared Sensor
Spesifikasi :
- Tegangan kerja 3-5 V DC
- Konsumsi arus pada 3,3V = 23 mA dan pada 5V = 43mA
- Ukuran board 3.2 x 1,4cm
- Lubang sekrup 3mm
Konfigurasi PIN :
Grafik Infrared Sensor
Grafik
menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk
sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor
yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah
keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin
pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan
dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR
Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin
jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari
IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR
Transmitter. - PIR Sensor - Vsuplai : DC 3.3V-5V.
- Arus : 15mA.
- Sensor : SW-420 Normally Closed.
- Output : digital.
- Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm.
- Berat : 10 gr.
Konfigurasi Pin:
Grafik :
Grafik diatas merupakan perbandingan frekuensi dengan sensitivitas pir sensor - Decoder 74LS47
Pada decoder ini, dia memiliki 4 buah input yaitu A, B, C, D dan akan dikonversikan menjadi output sebanyak 7 buah. Konfigurasi PIN :
4. Dasar Teori[kembali]
Resistor Resistor
atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki
nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus
listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari
bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat
dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup
tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom
dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut
dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan
kawat nikrom.
Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah,
kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal
German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan
hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.
Resistor
berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara
mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali
elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat.
Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang
lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor.
Namun
meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan
berarti tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor
pasti memiliki nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam
perhitungan matematis, biasanya kita abaikan nilai hambatan pada
konduktor tersebut, dan kita anggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu
berarti besar resistansi konduktor adalah nol.
Simbol dari resistor merupakan sebagai berikut :
Cara Menghitung Nilai ResistorBerdasarkan
bentuknya dan proses pemasangannya pada PCB, Resistor terdiri 2 bentuk
yaitu bentuk Komponen Axial/Radial dan Komponen Chip. Untuk bentuk
Komponen Axial/Radial, nilai resistor diwakili oleh kode warna sehingga
kita harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang
terkandung dalam warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya
diwakili oleh Kode tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya.
- Berdasarkan Kode Warna
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 :
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 (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%.
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
Untuk mempermudah menghafalkan warna di Resistor, kami memakai singkatan seperti berikut :
HI CO ME O KU JAU BI UNG A PU
(HItam, COklat, MErah, Orange, KUning. HiJAU, BIru, UNGu, Abu-abu, PUtih)
- Berdasarkan Kode Angka
Membaca
nilai Resistor yang berbentuk komponen Chip lebih mudah dari Komponen
Axial, karena tidak menggunakan kode warna sebagai pengganti nilainya.
Kode yang digunakan oleh Resistor yang berbentuk Komponen Chip
menggunakan Kode Angka langsung jadi sangat mudah dibaca atau disebut
dengan Body Code Resistor (Kode Tubuh Resistor)
Contoh :
Kode Angka yang tertulis di badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3;
Contoh cara pembacaan dan cara menghitung nilai resistor berdasarkan kode angka adalah sebagai berikut :
Masukkan Angka ke-1 langsung = 4
Masukkan Angka ke-2 langsung = 7
Masukkan Jumlah nol dari Angka ke 3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan 10³
Maka nilainya adalah 47.000 Ohm atau 47 kilo Ohm (47 kOhm)
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
222 → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm
103 → 10 * 10³ = 10.000 Ohm atau 10 Kilo Ohm
334 → 33 * 104 = 330.000 Ohm atau 330 Kilo Ohm
Ada juga yang memakai kode angka seperti dibawah ini :
(Tulisan R menandakan letaknya koma decimal)
4R7 = 4,7 Ohm
0R22 = 0,22 Ohm
Keterangan :
Ohm = Ω
Kilo Ohm = KΩ
Mega Ohm = MΩ
1.000 Ohm = 1 kilo Ohm (1 KΩ )
1.000.000 Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
1.000 kilo Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
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, berdasarkan persamaan Hukum
OHM :
Dimana V adalah tegangan, I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan
Ground
Ground
atau pertanahan adalah bagian dari Peralatan Listrik rumah. Namun
kebanyakan dari masyatrakat Indonesia sudah terbiasa menyebut pertanahan
atau gruonding ini dengan kata arde.
Ground
atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya
kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos
akibat terjadi kegagalan isolasi. Ground dalam rumah Anda terpasang
dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi
penangkal petir.Grounding Memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :
- Power Supply
Power
supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi
memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya.
Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian
diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat
elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini
adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power
supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC)
menjadi arus searah (DC). Power supply memiliki simbol sebagai berikut :
- Transistor NPN
Transistor adalah alat semikonduktor yang
dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus
(switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat
berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT)
atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang
sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki
simbol seperti gambar di bawah ini:
Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:V = (Vbat - Vled)Rled = V / IleIB = (VBB - VBE) / RB VCE = VCC - ICRC PD = VCE.IC Karakteristik Input
Transistor
adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip
kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped
yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor.
Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua
sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor
dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang
saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat
dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan
dioda kolektor.
Bagian
emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda
emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik
arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis
lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil.
Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib)
akan naik secara cepat.
Karakteristik Output
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.
Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar 12.
Gambar 12 Rangkaian Emitter-Stabilized Bias
sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.
Decoder Decoder
adalah suatu perangkat yang dapat mengubah suatu sistem bilangan biner
yang terdapat pada bagian input, menjadi sistem bilangan yang lain pada
outputnya seperti gambar 1. Berdasarkan simbol gambar 1 bisa juga
diartikan bahwa decoder adalah salah satu kombinasi output akan aktif
apabila salah satu kombinasi inputnya aktif. Gambar 2 menunjukkan
decoder biner ke decimal(0 ÷ 7). .png)
Gambar 1 Simbol Decoder
.png)
Gambar 1 Decoder biner ke decimal(0 ÷ 7) (a) simbol, (b) rangkaian ekivalennya dan (c) tabel kebenaran
- Sensor Strain Gauge (LoadCell)
Dalam
sistim pengukuran, transduser merupakan elemen masukan yang fungsi
kritisnya adalah mengubah sebuah besaran fisis menjadi sinyal listrik
yang sebanding. Srtain Gage adalah
sebuah transduser pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi
perubahan tahanan. Alat ini ditemukan pertama kali oleh Edward E.Simmons
pada tahun 1938. Strain gage merupakan sebuah alat seperti biskuit tipis (wafer), yang dapat disatukan (bonded) ke berbagai bagian guna mengukur regangan yang diberikan padanya. Strain Gage terbuat dari foil atau kawat tahanan berdiameter kecil. Tahanan dari foil / kawat berubah terhadap panjang jika pada gage yang
disatukan mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini
sebanding dengan regangan yang di berikan dan diukur dengan jembatan Wheatstone yang dipakai secara khusus. Sensitivitas sebuah Strain Gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut dengan faktor gage (gage factor).
Nilai faktor gage bahan berbeda beda contohnya
Nilai factor gage
Idealnya
resistansi dari strain gage akan berubah hanya merespon adanya
perubahan strain. Akan tetapi material strain gage, seperti halnya jenis
material yang dipilih sebagai pembentuknya akan dapat merspon perbuhan
temperatur. Perusahan pembuat strain gage berusaha meminimalis
sensitivitas terhadap suhu (temperatur).
Bentuk dari Transduser daya Strain Gage (a) Kawat; (b) Foil; (c) Load Cell.
B. Karakteristik strain gage:
1. Konstanta kalibrasi untuk gage stabil. Tidak bervariasi dengan waktu, temperature atau factor-faktor lingkungan lainnya.
2. Gage mampu mengukur stain dengan ketelitian ± 1µm/m. dalam range strain besar ±10%.
3. Ukuran gage kecil sehingga strain diperirakan dengan kesalahan kecil.
4. Respon
gage, sebagian besar dikontrol oleh inersia, memungkinkan untuk merekam
strain dinamik dengan komponen-komponen melebihi 100 kHz.
5. Sistem gage mudah penempatan dan pembacaannya.
6. Keluaran gage selama periode pembacaan tidak bergantung kepada temperature dan parameter lingkungan lainnya.
7. Gage dan peralatan pendukungnya rendah biaya dan dapat dipakai secara luas.
8. System gage mudah diinstal dan dioperasikan
9. Gage menunjukkan respon linier terhadap strain pada range lebar.
10. Gage
cocok dipakai dalam elemen pengindera di dalam system transduser
lainnya dimana sebuah kuantitas tidak diketahui seperti tekanan diukur
dalam bentuk strain
Pemilihan Strain Gage yang tepat
Beberapa perameter teknis perlu diperhatikan pada saat memilih dan menentukan strain gauge mana yang sesuai untuk pengukuran yang akan dilakukan, diantaranya:
1. Panjang Gage
Pemilihan panjang gauge bergantung pada objek / specimen. Gauge yang pendek, dapat digunakan untuk lokalisasi pengukuran regangan, sedangkan gauge yang
panjang lebih banyak dipilih dan digunakan untuk mengukur regangan
rata-rata yang mewakili seluruh permukaan. Sebagai contoh pada
pengukuran regangan rata-rata pada beton pondasi (concrete), dibutuhkan panjang gauge yang lebih panjang karena strukturnya yang terdiri atas semen dan campuran pasir dan krikil.
Berikut adalah acuan panjang gauge merk Showa Instruments dan aplikasi-aplikasinya:
• ≤ 1 mm Untuk pengukuran terpusat
• 2 ~ 6 mm Untuk logam dan penggunaan umum
• 10 ~ 20 mm Untuk mortar (semen campuran), kayu, FRP, dll
• ≥ 30 mm Untuk beton pondasi (concrete) dan material campuran kasar
2. Resistansi Gage
Menunjukkan nilai resistansi dalam besaran “Ω” [ohm], yang diukur pada
keadaan tanpa beban dan pada temperatur suhu ruang oleh pabrikan.
3. Mampu Ukur Regangan (Measurable Strain)
Menunjukkan besarnya regangan yang mampu diukur. Umumnya berkisar 2
sampai 4% maksimum. Namun dengan strain gauge foil-yielding dapat
mencapai 10%.
4. Rentang Suhu (Temperature Range)
Menunjukkan batasan suhu lingkungan yang disanggupi oleh strain gauge, dengan kata lain strain gauge masih dapat menghasilkan nilai pengukuran yang akurat. Umumnya berkisar antara -30ºC ~ +80ºC. Untuk jenis high-temperature strain gauge, dapat mencapai +180ºC
5. Faktor Gage (K)
Nilai keluaran dari strain gauge adalah dalam besaran elektrik –
resistansi. Sedangkan besarnya yang menjadi tujuan pengukuran adalah
nilai regangan. Dengan demikian diperlukan suatu nilai konversi yang disebut factor gauge (K).
6. Sensitifitas Transfers (Kt)
Pada kenyataanya nilai resisitansi strain gauge dapat juga berubah akibat pengaruh adanya regangan yang arahnya tegak lurus terhadap aksis gauge – regangan transfersal (εt).
karena keduanya memiliki relasi kesebandingan, maka ditetapkanlah suatu
konstanta yang disebut dengan sensitifitas transfers (Kt). Nilai ini biasanya ditulis dalam persen (%)
7. Termal Output
Didefinisikan sebagai adanya pergeseran / penyimpangan nilai regangan
akibat perbedaan temperatur suhu. Umumnya bernilai pada kisaran ±2µε/ºC. Pada jenis strain gauge temperature tinggi diatas suhu 160 ºC, nilainya mencapai ±5µε/ºC.
Kurva hubungan antara nilai thermal output terhadap suhu
Gambar 8. Thermal output fungsi dari temperatur
Selain regangan, suhu temperature juga mempengaruhi nilai faktor gauge.
Kurva hubungan antara perubahan faktor gauge terhadap perbedaan temperatur.
Gambar 9. Faktor Gauge (K) fungsi dari temperatur
6. Percobaan [Back]
A. Prosedur Percobaan
-Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus
- Rangkailah semua alat dan bahan pada proteus- Atur nilai variable (tengang, arus, dll)- Lalu tekan tombol jalankan
- Simulasikan semua sensor yang ada- Revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian- Lakukan simulasi kembali
B. Gambar Rangkaian 
C.Prinsip Kerja
Apabila
barang telah melewati sensor infrared yang berfungsi untuk menjalankan
Treadmil barang dan masuk kedalam tempat penghitung barang maka akan
dideteksi oleh sensor PIR. Dan setelah dideteksi oleh kedua sensor
tersebut maka 7- segment akan melakukan Counter Up untuk menghitung
jumlah masuknya barang tersebut. Selanjutnya, Ketika sudah mencapai
angka 9 ,maka digunakan sensor Touch untuk bisa mereset angka pada 7 -
segment menjadi nol dan diulang dari angka 1 kembali.
Sensor
Pir aktif dan tegangan pada output sensor sebesar 4.99 V mengalir dan
melalui resistor R2 sebesar 10 Kilo ohm dan dengan bias Voltage Divider
dan didapat tegangan VBE sebesar 0.79 V. Nilai tegangan VBE ini dapat
mengaktifkan Transistor dan Tegangan pada power supply mengaliri arus ke
collector diteruskan ke emitor dan ke ground. Karena adanya tegangan
dari power supply maka switch relay berpindah dari kiri ke kanan
sehingga treadmil dapat aktif atau bergerak untuk membawa barang masuk
kedalam pabrik. Kemudian
, setelah sensor infrared aktif maka sensor pir aktif sehingga adanya
tegangan pada output dari sensor pir dan dapat mengalir arus pada R3 dan
juga dapat mengaktifkan transistor Q2 dan arus dari power supply pun
mengalir dari collector ke emitor dan diteruskan ke ground. Karena ada
tegangan dari power supply maka switch relay berpindah dari kiri ke
kanan dan selanjutnya melewati rangkaian counter asyncronous. Rangkaian
counter Asyncronous yaotu rangkaian counter yang sinyal clock nya hanya
terhubung ke satu inputan saja dan sinyal clock selanjutnya bergantung
pada output flip flop sebelumnya. Dan selanjutnya rangkaian yang
terhubung dengan rangkaian Decoder yang berfungsi mengubah nilai biner
menjadi desimal yang akan ditampilkan pada 7- Segment. Kemudian
,sensor touch yang digunakan untuk mereset display 7 segment ketika
sensor mendeteksi sentuhan tangan operator maka dihasilkan tegangan dan
arus dapat mengalir melewati resistor R5 sebesaar 10 kilo ohm dan
menghasilkan tegangan yang cukup mengaktifkan transistor dan sehingga
relay juga berpindah dari kiri ke kanan dan melewati IC Encoder dan
Decoder untuk menghasilkan angka yang diinginkan pada 7 segment untuk
mereset nya kembali
Sensor Infrared (IR)Sensor
ini berfungsi dalam mendeteksi keberadaan produk untuk diteruskan ke
proses packing dan distribusi selanjutnya. Sensor ini diletakkan pada
bagian depan gerbang treadmill. Saat sensor ini berlogika 1 maka
terdapat objek yang dideteksi/ diletakkan diatas tredmill. Output dari
vcc yang keluar dari sensor berlogika 1 akan diteruskan menjadi input
pada pin Y2 multiplexer IC 4052 dengan masukan 1 dan keluaran 1 pada pin
Y. Selanjutnya pada demultiplexer output mux tadi akan menjadi inputan
pada pin Y dan dikeluarkan pada output Y2 dengan logika yang sama yakni
1. Tegangan ini akan diteruskan menjadi masukan pin A1 IC 7482.
Sensor LoadCellSensor
ini berfungsi untuk mendeteksi apakah produk overload atau tidak. Jika
berat 1 dus produk <=10 Kg maka dikategorikan tidak overload.
Posisinya berada di bagian alas dekat gerbang treadmill. Output dari
sensor terkurus sebesar 2,38 mV akan menjadi input dari rangkaian non
inverting amplifier. Yang mana pada op-amp terjadi pergeseran tegangan
(gain) dengan rumus A=1+(Rf/Rin) maka Vout=(R22/R21+1) vin menghasilkan
tegangan sebesar 1,53 V. Selanjutnya output dari op amp non inverting
amplifier menjadi inputan detektor inverting. Terukur vref pada
rangkaian detektor inverting sebesar 1,6 V. Nilai output dari detektor
akan berlogika 1 ketika vin<= dari vref. Sehingga pada kondisi ini
terjadi V+ saturasi dengan Vout sebesar 8,02V nilai ini mendekati nilai
default sebesar 9V. Selanjutnya output dari detektor diinputkan ke
gerbang logika not sehingga menjadi logika 0 yang akan diinputkan pada
pin B1 IC 7482. Yang mana sensor loadcell dan sensor infrared
berhubungan satu sama lain. Pada IC ini dengan kondisi C0=0 A1=1 A2=0
B1=0 B2=0 maka keluaran pada S1=1 terdeteksi tegangan positif dengan
tegangan di kaki VBE terukur sebesar 1,92V yang mampu untuk mengaktifkan
transistor Q2. Dengan aktifnya transistor Q2 maka arus akan mengalir
dari power suply melewati gerbang relay terus ke collector terus ke
emitter dan ke ground. Dengan mengalirnya arus pada relay maka switch
relay akan bergerak ke kiri sehingga ada suply 12v dari batterai
mengalir ke motor sehingga motor dalam keadaan aktif. Motor hidup
menandakan sistem berjalan dengan menyalakan treadmill sehingga barang
masuk ke tempat perhitungan barang secara otomatis.
Sensor PIRSensor
ini diletakkan sebelum pintu masuk barang. Apabila barang telah
melewati sensor infrared yang berfungsi untuk menjalankan Treadmil
barang dan masuk kedalam tempat penghitung barang maka akan dideteksi
oleh sensor PIR. Danmelewati pintu masuk maka 7- segment akan melakukan
Counter Up untuk menghitung jumlah masuknya barang tersebut.
Selanjutnya, Ketika sudah mencapai angka 9,maka digunakan sensor Touch
untuk bisa mereset angka pada 7-segment menjadi nol dan diulang dari
angka 1 kembali.Rangkaian
counter Asyncronous yaitu rangkaian counter yang sinyal clock nya hanya
terhubung ke satu inputan saja dan sinyal clock selanjutnya bergantung
pada output flip flop sebelumnya. Dan selanjutnya rangkaian yang
terhubung dengan rangkaian Decoder yang berfungsi mengubah nilai biner
menjadi desimal yang akan ditampilkan pada 7-Segment.
Sensor TouchKemudian,
sensor touch digunakan untuk mereset display 7-segment ketika sensor
mendeteksi sentuhan tangan operator maka dihasilkan tegangan dan arus
dapat mengalir melewati resistor R5 sebesar 10 kilo ohm dan diteruskan
ke percabangan gerbang not menuju decoder-1, serta sebagai inputan pin A
decoder-2. Tegangan berlogika 1 tadi akan dinotkan menjadi 0 dan
diteruskan hingga menjadi masukan pin reset dari setiap flip-flop.
Sehingga output Q pada setiap flip-flop berlogika 0. Pada kondisi ini
tampilan 7-segment pertama akan direset menjadi 0 dan tampilan pada
7-segment kedua adalah desimal 1. Karena inout pin A=H B=0 C=0 D=0.
Bilangan ini di baca dari D(MSB) ke A(LSB) maka dihasilkan desimal 1.
Sensor Suhu LM35Sarden kaleng harus disimpan pada suhu di bawah 21 derajat celcius. Sensor
ini diletakkan pada dinding pabrik yang berfungsi untuk mendeteksi suhu
di dalam ruang distribusi. Apabila sensor LM35 mendeteksi suhu >=21
celcius misalnya 21 celcius maka outputnya pendingin akan on. Tegangan
dari sensor LM35 terukur sebesar 0,21 Volt masuk ke non inverting
amplifier. Terjadi penguatan sebesar 10x sehingga dihasilkan output 2,11
V. Kemudian tegangan 2,12 volt sebagai vinput dari LM741 menghasilkan
tegangan referensi dari LM741 adalah sebesar 2,05 dibanding dengan
Vinput 2,12 maka Vin>Vref kondisi ini menyebabkan terjadi V+ saturasi
dengan Vout=3,77. Masuk melewati resistor R15 menghasilkan tegangan
0,78 volt di VBE tegangan ini cukup untuk menghidupkan transistor Q2.
Transistor aktif maka mengalir arus dari power supply ke gerbang relay
diteruskan ke kolejtro, emitor, dan ke gorund. Karena mengalir arus pada
relay maka switch akan berpindah ke kiri yang menyebabkan tegangan 6V
dari baterai mengalir ke motor yang menandakan bahwa pendingin aktif. Namun
apabila sensor LM35 mendeteksi suhu <21 misalnya di angka 20 maka
tegangan sebesar 5v masuk ke sensor jarak kemudian menghasilkan output
sebesar 0,2 volt kemudian menjadi input bagi OP-AMP non inverting
sehingga terjadi penguatan sebesar 10x sehingga menghasilkan tegangan
output sebesar 2,02volt yang mana menjadi Vin di detektor non inverting
dengan Vreferensinya adalah 2,05volt sehingga menghasilkan output
sebesar -3,66volt yakni V- saturasi. Kemudian lewat ke R7 terukur
tegangan kaki VBE sebesar 0,64 yang tidak cukup untuk mengaktifkan
transistor. Sehingga transistor Off karena tegangan di VBE tidak cukup,
maka relay akan tetap berada dikanan sehingga motor penggerak pendingin
akan off.
Sensor Magnetic Reed SwitchSensor
ini berfungsi untuk mengontrol gripper/pencapit dengan mendeteksi
magnet. Setiap kardus produk saat melewati pintu keluar setelah
dipacking akan disertai dengan magnet kecil di sisi kanan dan kiri
kardus. Saat sensor ini mendeteksi adanya magnet yakni dengan berlogika
1. Maka ini merupakan instruksi agar gripper/pencapit menutup dan
menangkap produk/kardus sarden. Lalu barang tersebut akan dipindahkan
secara perlahan ke trolli untuk nantinya didistribusikan. Output dari
sensor dengan tegangan berlogika 1 akan diteruskan ke gerbang not
sehingga menjadi logika 0. Kaki S dan R flip flop tidak aktif karena
berlogika 1. Sedangkan kaki J=1 dan K=0. Dalam kondisi ini kaki K aktif
sehingga keluaran Q=1 dan Q=0. Karena tegangan hanya mengalir ke LED
blue, maka hanya 1 LED yang menyala.Namun
saat sensor ini tidak mendeteksi adanya medan magnet/ saat posisi
barang belum mendekat gripper maka sensor ini akan berlogika 0sehingga
keluaran 0 akan notkan menjadi 1 dan menjadi input pada kaki reset.
Karena kaki set dan reset dalam kondisi tidak aktif, maka keluaran
flip-flop akan dipengaruihi oleh clock yakni dalam kondisi toggle. Kedua
LED akan hidup secara bergantian. Ini menjadi intruksi bagi
gripper/pencapit untuk membuka dan melepas barang ke trolli.
- Transistor 2N222
Spesifikasi :
| Transistor Polarity | NPN | |||
| Collector Emitter Voltage V(br)ceo | 30V | |||
| Transition Frequency Typ ft | - | |||
| DC Collector Current | 800mA | |||
| Power Dissipation Pd | 500mW | |||
| DC Current Gain hFE | 100 | |||
| Operating Temperature Range | - | |||
| Transistor Case Style | TO-18 | |||
| No. of Pins | 3 | |||
| MSL | - |
Konfigurasi PIN :
1. Emitter
2. Base
3. Collector
- LED
A. Spesifikasi :
Spesifikasi :
Resistance (Ohms) : 220 V
Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W
Tolerance : ± 5%
Packaging : Bulk
Composition : Carbon Film
Temperature Coefficient : 350ppm/°C
Lead Free Status : Lead Free
RoHS Status : RoHs Complient
A. Spesifikasi :
- Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
- Trigger Current (Nominal current) : 70mA
- Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
- Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
- Compact 5-pin configuration with plastic moulding
- Operating time: 10msec Release time: 5msec
- Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)
Nomor PIN | Nama Pin | Deskripsi |
1 | Coil End 1 | Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground |
2 | Coil End 2 | Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground |
3 | Common (COM) | Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol |
4 | Normally Close (NC) | Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu |
5 | Normally Open (NO) | Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu |
Spesifikasi dari Touch Sensor:
· Tegangan kerja: DC 3.3-5V
· Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan
· Dimensi: 32 x 17 mm
· Indikasi keluaran sinyal
· Output sinyal saluran tunggal
· Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah
· Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara
· Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)
Spesifikasi :
- Tegangan kerja 3-5 V DC
- Konsumsi arus pada 3,3V = 23 mA dan pada 5V = 43mA
- Ukuran board 3.2 x 1,4cm
- Lubang sekrup 3mm
Grafik Infrared Sensor
- Vsuplai : DC 3.3V-5V.
- Arus : 15mA.
- Sensor : SW-420 Normally Closed.
- Output : digital.
- Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm.
- Berat : 10 gr.
Grafik :
Grafik diatas merupakan perbandingan frekuensi dengan sensitivitas pir sensor
4. Dasar Teori[kembali]
Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom.
Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.
Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor.
Namun meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan berarti tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor pasti memiliki nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam perhitungan matematis, biasanya kita abaikan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita anggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah nol.
Simbol dari resistor merupakan sebagai berikut :
Cara Menghitung Nilai Resistor
Berdasarkan bentuknya dan proses pemasangannya pada PCB, Resistor terdiri 2 bentuk yaitu bentuk Komponen Axial/Radial dan Komponen Chip. Untuk bentuk Komponen Axial/Radial, nilai resistor diwakili oleh kode warna sehingga kita harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang terkandung dalam warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya diwakili oleh Kode tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya.
- Berdasarkan Kode Warna
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 :
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 (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%.
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
Untuk mempermudah menghafalkan warna di Resistor, kami memakai singkatan seperti berikut :
HI CO ME O KU JAU BI UNG A PU
(HItam, COklat, MErah, Orange, KUning. HiJAU, BIru, UNGu, Abu-abu, PUtih)
- Berdasarkan Kode Angka
Membaca nilai Resistor yang berbentuk komponen Chip lebih mudah dari Komponen Axial, karena tidak menggunakan kode warna sebagai pengganti nilainya. Kode yang digunakan oleh Resistor yang berbentuk Komponen Chip menggunakan Kode Angka langsung jadi sangat mudah dibaca atau disebut dengan Body Code Resistor (Kode Tubuh Resistor)
Contoh :
Kode Angka yang tertulis di badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3;
Contoh cara pembacaan dan cara menghitung nilai resistor berdasarkan kode angka adalah sebagai berikut :
Masukkan Angka ke-1 langsung = 4
Masukkan Angka ke-2 langsung = 7
Masukkan Jumlah nol dari Angka ke 3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan 10³
Maka nilainya adalah 47.000 Ohm atau 47 kilo Ohm (47 kOhm)
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
222 → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm
103 → 10 * 10³ = 10.000 Ohm atau 10 Kilo Ohm
334 → 33 * 104 = 330.000 Ohm atau 330 Kilo Ohm
Ada juga yang memakai kode angka seperti dibawah ini :
(Tulisan R menandakan letaknya koma decimal)
4R7 = 4,7 Ohm
0R22 = 0,22 Ohm
Keterangan :
Ohm = Ω
Kilo Ohm = KΩ
Mega Ohm = MΩ
1.000 Ohm = 1 kilo Ohm (1 KΩ )
1.000.000 Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
1.000 kilo Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
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, berdasarkan persamaan Hukum OHM :
Dimana V adalah tegangan, I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan
Ground
Ground
atau pertanahan adalah bagian dari Peralatan Listrik rumah. Namun
kebanyakan dari masyatrakat Indonesia sudah terbiasa menyebut pertanahan
atau gruonding ini dengan kata arde.
Ground
atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya
kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos
akibat terjadi kegagalan isolasi. Ground dalam rumah Anda terpasang
dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi
penangkal petir.Grounding Memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :
Ground atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos akibat terjadi kegagalan isolasi. Ground dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.Grounding Memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :
- Power Supply
Power supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Power supply memiliki simbol sebagai berikut :
- Transistor NPN
- Transistor NPN
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:
Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:V = (Vbat - Vled)Rled = V / IleIB = (VBB - VBE) / RB VCE = VCC - ICRC PD = VCE.IC Karakteristik Input
Transistor
adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip
kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped
yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor.
Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua
sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor
dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang
saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat
dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan
dioda kolektor.
Bagian
emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda
emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik
arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis
lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil.
Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib)
akan naik secara cepat.
Karakteristik Output
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.
Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar 12.
Gambar 12 Rangkaian Emitter-Stabilized Bias
sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.
Decoder Decoder
adalah suatu perangkat yang dapat mengubah suatu sistem bilangan biner
yang terdapat pada bagian input, menjadi sistem bilangan yang lain pada
outputnya seperti gambar 1. Berdasarkan simbol gambar 1 bisa juga
diartikan bahwa decoder adalah salah satu kombinasi output akan aktif
apabila salah satu kombinasi inputnya aktif. Gambar 2 menunjukkan
decoder biner ke decimal(0 ÷ 7). Gambar 1 Simbol Decoder
Gambar 1 Decoder biner ke decimal(0 ÷ 7) (a) simbol, (b) rangkaian ekivalennya dan (c) tabel kebenaran
- Sensor Strain Gauge (LoadCell)
Dalam
sistim pengukuran, transduser merupakan elemen masukan yang fungsi
kritisnya adalah mengubah sebuah besaran fisis menjadi sinyal listrik
yang sebanding. Srtain Gage adalah
sebuah transduser pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi
perubahan tahanan. Alat ini ditemukan pertama kali oleh Edward E.Simmons
pada tahun 1938. Strain gage merupakan sebuah alat seperti biskuit tipis (wafer), yang dapat disatukan (bonded) ke berbagai bagian guna mengukur regangan yang diberikan padanya. Strain Gage terbuat dari foil atau kawat tahanan berdiameter kecil. Tahanan dari foil / kawat berubah terhadap panjang jika pada gage yang
disatukan mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini
sebanding dengan regangan yang di berikan dan diukur dengan jembatan Wheatstone yang dipakai secara khusus. Sensitivitas sebuah Strain Gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut dengan faktor gage (gage factor).
Nilai faktor gage bahan berbeda beda contohnya
Nilai factor gage
Idealnya
resistansi dari strain gage akan berubah hanya merespon adanya
perubahan strain. Akan tetapi material strain gage, seperti halnya jenis
material yang dipilih sebagai pembentuknya akan dapat merspon perbuhan
temperatur. Perusahan pembuat strain gage berusaha meminimalis
sensitivitas terhadap suhu (temperatur).
Bentuk dari Transduser daya Strain Gage (a) Kawat; (b) Foil; (c) Load Cell.
B. Karakteristik strain gage:
1. Konstanta kalibrasi untuk gage stabil. Tidak bervariasi dengan waktu, temperature atau factor-faktor lingkungan lainnya.
2. Gage mampu mengukur stain dengan ketelitian ± 1µm/m. dalam range strain besar ±10%.
3. Ukuran gage kecil sehingga strain diperirakan dengan kesalahan kecil.
4. Respon
gage, sebagian besar dikontrol oleh inersia, memungkinkan untuk merekam
strain dinamik dengan komponen-komponen melebihi 100 kHz.
5. Sistem gage mudah penempatan dan pembacaannya.
6. Keluaran gage selama periode pembacaan tidak bergantung kepada temperature dan parameter lingkungan lainnya.
7. Gage dan peralatan pendukungnya rendah biaya dan dapat dipakai secara luas.
8. System gage mudah diinstal dan dioperasikan
9. Gage menunjukkan respon linier terhadap strain pada range lebar.
10. Gage
cocok dipakai dalam elemen pengindera di dalam system transduser
lainnya dimana sebuah kuantitas tidak diketahui seperti tekanan diukur
dalam bentuk strain
Pemilihan Strain Gage yang tepat
Beberapa perameter teknis perlu diperhatikan pada saat memilih dan menentukan strain gauge mana yang sesuai untuk pengukuran yang akan dilakukan, diantaranya:
1. Panjang Gage
Pemilihan panjang gauge bergantung pada objek / specimen. Gauge yang pendek, dapat digunakan untuk lokalisasi pengukuran regangan, sedangkan gauge yang
panjang lebih banyak dipilih dan digunakan untuk mengukur regangan
rata-rata yang mewakili seluruh permukaan. Sebagai contoh pada
pengukuran regangan rata-rata pada beton pondasi (concrete), dibutuhkan panjang gauge yang lebih panjang karena strukturnya yang terdiri atas semen dan campuran pasir dan krikil.
Berikut adalah acuan panjang gauge merk Showa Instruments dan aplikasi-aplikasinya:
• ≤ 1 mm Untuk pengukuran terpusat
• 2 ~ 6 mm Untuk logam dan penggunaan umum
• 10 ~ 20 mm Untuk mortar (semen campuran), kayu, FRP, dll
• ≥ 30 mm Untuk beton pondasi (concrete) dan material campuran kasar
2. Resistansi Gage
Menunjukkan nilai resistansi dalam besaran “Ω” [ohm], yang diukur pada
keadaan tanpa beban dan pada temperatur suhu ruang oleh pabrikan.
3. Mampu Ukur Regangan (Measurable Strain)
Menunjukkan besarnya regangan yang mampu diukur. Umumnya berkisar 2
sampai 4% maksimum. Namun dengan strain gauge foil-yielding dapat
mencapai 10%.
4. Rentang Suhu (Temperature Range)
Menunjukkan batasan suhu lingkungan yang disanggupi oleh strain gauge, dengan kata lain strain gauge masih dapat menghasilkan nilai pengukuran yang akurat. Umumnya berkisar antara -30ºC ~ +80ºC. Untuk jenis high-temperature strain gauge, dapat mencapai +180ºC
5. Faktor Gage (K)
Nilai keluaran dari strain gauge adalah dalam besaran elektrik –
resistansi. Sedangkan besarnya yang menjadi tujuan pengukuran adalah
nilai regangan. Dengan demikian diperlukan suatu nilai konversi yang disebut factor gauge (K).
6. Sensitifitas Transfers (Kt)
Pada kenyataanya nilai resisitansi strain gauge dapat juga berubah akibat pengaruh adanya regangan yang arahnya tegak lurus terhadap aksis gauge – regangan transfersal (εt).
karena keduanya memiliki relasi kesebandingan, maka ditetapkanlah suatu
konstanta yang disebut dengan sensitifitas transfers (Kt). Nilai ini biasanya ditulis dalam persen (%)
7. Termal Output
Didefinisikan sebagai adanya pergeseran / penyimpangan nilai regangan
akibat perbedaan temperatur suhu. Umumnya bernilai pada kisaran ±2µε/ºC. Pada jenis strain gauge temperature tinggi diatas suhu 160 ºC, nilainya mencapai ±5µε/ºC.
Kurva hubungan antara nilai thermal output terhadap suhu
Gambar 8. Thermal output fungsi dari temperatur
Selain regangan, suhu temperature juga mempengaruhi nilai faktor gauge.
Kurva hubungan antara perubahan faktor gauge terhadap perbedaan temperatur.
Gambar 9. Faktor Gauge (K) fungsi dari temperatur
6. Percobaan [Back]
A. Prosedur Percobaan
-Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus
- Rangkailah semua alat dan bahan pada proteus- Atur nilai variable (tengang, arus, dll)- Lalu tekan tombol jalankan
- Simulasikan semua sensor yang ada- Revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian- Lakukan simulasi kembali
B. Gambar Rangkaian
C.Prinsip Kerja
Apabila
barang telah melewati sensor infrared yang berfungsi untuk menjalankan
Treadmil barang dan masuk kedalam tempat penghitung barang maka akan
dideteksi oleh sensor PIR. Dan setelah dideteksi oleh kedua sensor
tersebut maka 7- segment akan melakukan Counter Up untuk menghitung
jumlah masuknya barang tersebut. Selanjutnya, Ketika sudah mencapai
angka 9 ,maka digunakan sensor Touch untuk bisa mereset angka pada 7 -
segment menjadi nol dan diulang dari angka 1 kembali.
Sensor
Pir aktif dan tegangan pada output sensor sebesar 4.99 V mengalir dan
melalui resistor R2 sebesar 10 Kilo ohm dan dengan bias Voltage Divider
dan didapat tegangan VBE sebesar 0.79 V. Nilai tegangan VBE ini dapat
mengaktifkan Transistor dan Tegangan pada power supply mengaliri arus ke
collector diteruskan ke emitor dan ke ground. Karena adanya tegangan
dari power supply maka switch relay berpindah dari kiri ke kanan
sehingga treadmil dapat aktif atau bergerak untuk membawa barang masuk
kedalam pabrik. Kemudian
, setelah sensor infrared aktif maka sensor pir aktif sehingga adanya
tegangan pada output dari sensor pir dan dapat mengalir arus pada R3 dan
juga dapat mengaktifkan transistor Q2 dan arus dari power supply pun
mengalir dari collector ke emitor dan diteruskan ke ground. Karena ada
tegangan dari power supply maka switch relay berpindah dari kiri ke
kanan dan selanjutnya melewati rangkaian counter asyncronous. Rangkaian
counter Asyncronous yaotu rangkaian counter yang sinyal clock nya hanya
terhubung ke satu inputan saja dan sinyal clock selanjutnya bergantung
pada output flip flop sebelumnya. Dan selanjutnya rangkaian yang
terhubung dengan rangkaian Decoder yang berfungsi mengubah nilai biner
menjadi desimal yang akan ditampilkan pada 7- Segment. Kemudian
,sensor touch yang digunakan untuk mereset display 7 segment ketika
sensor mendeteksi sentuhan tangan operator maka dihasilkan tegangan dan
arus dapat mengalir melewati resistor R5 sebesaar 10 kilo ohm dan
menghasilkan tegangan yang cukup mengaktifkan transistor dan sehingga
relay juga berpindah dari kiri ke kanan dan melewati IC Encoder dan
Decoder untuk menghasilkan angka yang diinginkan pada 7 segment untuk
mereset nya kembali
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.
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.
.png)
.png)
Dalam sistim pengukuran, transduser merupakan elemen masukan yang fungsi kritisnya adalah mengubah sebuah besaran fisis menjadi sinyal listrik yang sebanding. Srtain Gage adalah sebuah transduser pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Alat ini ditemukan pertama kali oleh Edward E.Simmons pada tahun 1938. Strain gage merupakan sebuah alat seperti biskuit tipis (wafer), yang dapat disatukan (bonded) ke berbagai bagian guna mengukur regangan yang diberikan padanya. Strain Gage terbuat dari foil atau kawat tahanan berdiameter kecil. Tahanan dari foil / kawat berubah terhadap panjang jika pada gage yang disatukan mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang di berikan dan diukur dengan jembatan Wheatstone yang dipakai secara khusus. Sensitivitas sebuah Strain Gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut dengan faktor gage (gage factor).
Nilai faktor gage bahan berbeda beda contohnya
Idealnya resistansi dari strain gage akan berubah hanya merespon adanya perubahan strain. Akan tetapi material strain gage, seperti halnya jenis material yang dipilih sebagai pembentuknya akan dapat merspon perbuhan temperatur. Perusahan pembuat strain gage berusaha meminimalis sensitivitas terhadap suhu (temperatur).
Bentuk dari Transduser daya Strain Gage (a) Kawat; (b) Foil; (c) Load Cell.
B. Karakteristik strain gage:
1. Konstanta kalibrasi untuk gage stabil. Tidak bervariasi dengan waktu, temperature atau factor-faktor lingkungan lainnya.
2. Gage mampu mengukur stain dengan ketelitian ± 1µm/m. dalam range strain besar ±10%.
3. Ukuran gage kecil sehingga strain diperirakan dengan kesalahan kecil.
4. Respon gage, sebagian besar dikontrol oleh inersia, memungkinkan untuk merekam strain dinamik dengan komponen-komponen melebihi 100 kHz.
5. Sistem gage mudah penempatan dan pembacaannya.
6. Keluaran gage selama periode pembacaan tidak bergantung kepada temperature dan parameter lingkungan lainnya.
7. Gage dan peralatan pendukungnya rendah biaya dan dapat dipakai secara luas.
8. System gage mudah diinstal dan dioperasikan
9. Gage menunjukkan respon linier terhadap strain pada range lebar.
10. Gage cocok dipakai dalam elemen pengindera di dalam system transduser lainnya dimana sebuah kuantitas tidak diketahui seperti tekanan diukur dalam bentuk strain
Pemilihan Strain Gage yang tepat
Beberapa perameter teknis perlu diperhatikan pada saat memilih dan menentukan strain gauge mana yang sesuai untuk pengukuran yang akan dilakukan, diantaranya:
1. Panjang Gage
Pemilihan panjang gauge bergantung pada objek / specimen. Gauge yang pendek, dapat digunakan untuk lokalisasi pengukuran regangan, sedangkan gauge yang panjang lebih banyak dipilih dan digunakan untuk mengukur regangan rata-rata yang mewakili seluruh permukaan. Sebagai contoh pada pengukuran regangan rata-rata pada beton pondasi (concrete), dibutuhkan panjang gauge yang lebih panjang karena strukturnya yang terdiri atas semen dan campuran pasir dan krikil.
Berikut adalah acuan panjang gauge merk Showa Instruments dan aplikasi-aplikasinya:
• ≤ 1 mm Untuk pengukuran terpusat
• 2 ~ 6 mm Untuk logam dan penggunaan umum
• 10 ~ 20 mm Untuk mortar (semen campuran), kayu, FRP, dll
• ≥ 30 mm Untuk beton pondasi (concrete) dan material campuran kasar
2. Resistansi Gage
Menunjukkan nilai resistansi dalam besaran “Ω” [ohm], yang diukur pada keadaan tanpa beban dan pada temperatur suhu ruang oleh pabrikan.
3. Mampu Ukur Regangan (Measurable Strain)
Menunjukkan besarnya regangan yang mampu diukur. Umumnya berkisar 2 sampai 4% maksimum. Namun dengan strain gauge foil-yielding dapat mencapai 10%.
4. Rentang Suhu (Temperature Range)
Menunjukkan batasan suhu lingkungan yang disanggupi oleh strain gauge, dengan kata lain strain gauge masih dapat menghasilkan nilai pengukuran yang akurat. Umumnya berkisar antara -30ºC ~ +80ºC. Untuk jenis high-temperature strain gauge, dapat mencapai +180ºC
5. Faktor Gage (K)
Nilai keluaran dari strain gauge adalah dalam besaran elektrik – resistansi. Sedangkan besarnya yang menjadi tujuan pengukuran adalah nilai regangan. Dengan demikian diperlukan suatu nilai konversi yang disebut factor gauge (K).
6. Sensitifitas Transfers (Kt)
Pada kenyataanya nilai resisitansi strain gauge dapat juga berubah akibat pengaruh adanya regangan yang arahnya tegak lurus terhadap aksis gauge – regangan transfersal (εt). karena keduanya memiliki relasi kesebandingan, maka ditetapkanlah suatu konstanta yang disebut dengan sensitifitas transfers (Kt). Nilai ini biasanya ditulis dalam persen (%)
7. Termal Output
Didefinisikan sebagai adanya pergeseran / penyimpangan nilai regangan akibat perbedaan temperatur suhu. Umumnya bernilai pada kisaran ±2µε/ºC. Pada jenis strain gauge temperature tinggi diatas suhu 160 ºC, nilainya mencapai ±5µε/ºC.
Kurva hubungan antara nilai thermal output terhadap suhu
Gambar 8. Thermal output fungsi dari temperatur
Selain regangan, suhu temperature juga mempengaruhi nilai faktor gauge.
Kurva hubungan antara perubahan faktor gauge terhadap perbedaan temperatur.
Gambar 9. Faktor Gauge (K) fungsi dari temperatur
6. Percobaan [Back]
C.Prinsip Kerja
6. Download File[Back]
- Download Simulasi Rangkaian klik disini
Download Video [klik disini]
Download Datasheet motor [klik disini] Dowload Datasheet OP AMP [klik disini]
Download Datasheet Resistor [klik disini]
Download Datasheet Baterai [klik disini] Download Datasheet Relay [klik disini] Download library sensor [klik disini] Download Datasheet Buzzer [klik disini] Download Datasheet Potensiometer [klik disini]
Download Datasheet lm741-mil [klik disini] Download Datasheet lm342A [klik disini] Download Datasheet Voltmeter [klik disini] Dowload Datasheet Dioda [klik disini] download Datasheet Transistor NPN [klik disini]
Download Datasheet touch Sensor [klik disini] Download Datasheet infrared sensor [klik disini] Download Datasheet loadcell [Klik Disini] Download Datasheet Pir Sensor [klik disini]
- Download Datasheet Gerbang AND klik disini
- Download Datasheet Switch klik disini
- Download Simulasi Rangkaian klik disini
Download Video [klik disini]
- Download Datasheet Gerbang AND klik disini
- Download Datasheet Switch klik disini
Komentar
Posting Komentar