I
PAGE 31
I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang
Inovasi dalam bidang teknologi berkembang dengan cepat dan
selaras dengan perkembangan karakteristik masyarakat modern yang
serba instan, membuat kebutuhan akan alat transportasi semakin
meningkat. Sejalan dengan mudahnya masyarakat mendapatkan alat
transportasi maka semakin mudah pula kecelakaan terjadi oleh karena
itu sebaiknya sistem keamanan jalanpun semakin ditingkatkan,
khususnya sistem keamanan untuk daerah pegunungan dan perbukitan
yang rawan akan kecelakaan. Hal tersebut lah yang mendasari penulis
dalam pembuatan alat untuk Pengaplikasian Sistem Keamanan Jalan
Untuk Daerah Pegunungan Dengan Menggunakan LDR dan Saklar
Sentuh.
Aplikasi keamanan tersebut akan disusun oleh dua buah blok
rangkaian elektronik yakni rangkaian lampu otomatis pembatas jurang
dengan menggunakan LDR dan rangkaian alarm dengan menggunakan
saklar sentuh. Rangkaian lampu otomatis pembatas jurang merupakan
penerapan dari sensor cahaya yang akan hidup bila hari mulai gelap,
lampu-lampu ini akan menjadi tanda pembatas jurang bagi para
pengguna jalan didaerah pegunungan pada malam hari atau ketika hari
mulai gelap sedangkan rangkaian alarm saklar sentuh merupakan
aplikasi dari alarm sentuh yang apabila sensor tersebut mendapat
sentuhan akan berbunyi namun kali ini penulis membuat
pengaplikasiannya pada sebuah saklar yang diganti dengan plat besi
maka apabila plat besi tersebut mendapat sentuhan, alarm tersebut
akan berbunyi. Hal ini dapat dianalogikan apabila ada kendaraan
yang jatuh dari jurang dan menyentuh plat tersebut maka alarm pada
stasiun pemantauan akan berbunyi.
Dengan diaplikasikannya kedua rangkaian tersebut pada sistem
keamanan jalan, diharapkan dapat mengurangi angka kecelakaan pada
alat transportasi khususnya alat transportasi darat. 1.2 Tujuan dan
Manfaat
Adapun tujuan dari pembuatan alat ini :
Untuk realisasi dari pembelajaran mengenai prinsip kerja
rangkaian dengan sensor LDR dan saklar sentuh sebagai sensor Untuk
lebih memahami mengenai prinsip kerja IC 555 dan komponen-komponen
yang digunakan dalam rangkaian dengan LDR dan Saklar Sentuh. Agar
dapat mengaplikasikan rangkaian dengan LDR dan Saklar Sentuh dalam
sistem keamanan jalan.Manfaat penulisan adalah :
Mengetahui dan memahami prinsip kerja dari rangkaian LDR dan
alarm Saklar Sentuh
Memanfaatkan ketepatan teknologi dalam bidang elektronik1.3
Pembatasan Masalah
Mengingat masalah yang dibahas dalam alat ini cukup luas serta
keterbatasan pengetahuan dan kemampuan yang penulis miliki, maka
penulis merasa sangat perlu untuk membatasi masalah yang akan
dibahas dalam penulisan ini. Sesuai dengan judul yang diambil, maka
di dalam proposal ini penulis akan membahas tentang Aplikasi dari
rangkaian LDR dan Saklar Sentuh.II. TEORI DASAR
1.Resistor
Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain
untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan
diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya,
berdasarkan hukum Ohm:
Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan
sirkuit elektronik dan merupakan salah satu komponen yang paling
sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon
dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan
resistivitas tinggi seperti nikel-kromium)
Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya
listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk
koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi.Resistor dapat
diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak,
bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada
desain sirkuit, resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak
menjadi terlalu panas saat memboroskan daya.
1.1 SatuanOhm (simbol: ) adalah satuan SI untuk resistansi
listrik, diambil dari nama George Simon Ohm. Biasanya digunakan
prefix miliohm, kiloohm dan megaohm
1.2 Penandaan resistorResistor aksial biasanya menggunakan pola
pita warna untuk menunjukkan resistansi. Resistor pasang-permukaan
ditandas secara numerik jika cukup besar untuk dapat ditandai,
biasanya resistor ukuran kecil yang sekarang digunakan terlalu
kecil untuk dapat ditandai. Kemasan biasanya cokelat muda, cokelat,
biru, atau hijau, walaupun begitu warna lain juga mungkin, seperti
merah tua atau abu-abu.
Resistor awal abad ke-20 biasanya tidak diisolasi, dan
dicelupkan ke cat untuk menutupi seluruh badan untuk pengkodean
warna. Warna kedua diberikan pada salah satu ujung, dan sebuah
titik (atau pita) warna di tengah memberikan digit ketiga.
Aturannya adalah "badan, ujung, titik" memberikan urutan dua digit
resistansi dan pengali desimal. Toleransi dasarnya adalah 20%.
Resistor dengan toleransi yang lebih rapat menggunakan warna perak
(10%) atau emas (5%) pada ujung lainnya.
1.2.1 Identifikasi empat pitaIdentifikasi empat pita adalah
skema kode warna yang paling sering digunakan. Ini terdiri dari
empat pita warna yang dicetak mengelilingi badan resistor. Dua pita
pertama merupakan informasi dua digit harga resistansi, pita ketiga
merupakan pengali (jumlah nol yang ditambahkan setelah dua digit
resistansi) dan pita keempat merupakan toleransi harga resistansi.
Kadang-kadang pita kelima menunjukkan koefisien suhu, tetapi ini
harus dibedakan dengan sistem lima warna sejati yang menggunakan
tiga digit resistansi.Sebagai contoh, hijau-biru-kuning-merah
adalah 56 x 104 = 560 k 2%. Deskripsi yang lebih mudah adalah: pita
pertama, hijau, mempunyai harga 5 dan pita kedua, biru, mempunyai
harga 6, dan keduanya dihitung sebagai 56. Pita ketiga,kuning,
mempunyai harga 104, yang menambahkan empat nol di belakang 56,
sedangkan pita keempat, merah, merupakan kode untuk toleransi 2%,
memberikan nilai 560.000 pada keakuratan 2%.Tabel 1. Kode Warna
Resistor
WarnaPita pertamaPita keduaPita ketiga(pengali)Pita
keempat(toleransi)Pita kelima(koefisien suhu)
Hitam00 100
Cokelat11101 1% (F)100 ppm
Merah22 102 2% (G)50 ppm
Oranye33 10315 ppm
Kuning44 10425 ppm
Hijau55 105 0.5% (D)
Biru66 106 0.25% (C)
Ungu77 107 0.1% (B)
Abu-abu88 108 0.05% (A)
Putih99 109
Emas 10-1 5% (J)
Perak 10-2 10% (K)
Kosong 20% (M)
1.2.2 Identifikasi lima pitaIdentifikasi lima pita digunakan
pada resistor presisi (toleransi 1%, 0.5%, 0.25%, 0.1%), untuk
memberikan harga resistansi ketiga. Tiga pita pertama menunjukkan
harga resistansi, pita keempat adalah pengali, dan yang kelima
adalah toleransi. Resistor lima pita dengan pita keempat berwarna
emas atau perak kadang-kadang diabaikan, biasanya pada resistor
lawas atau penggunaan khusus. Pita keempat adalah toleransi dan
yang kelima adalah koefisien suhu.1.3Macam-macam resisitor
Berdasarkan jenis bahan yang digunakan untuk membuatnya,
resistor dibedakan menjadi beberapa jenis antara lain resistor
kawat, resistor arang, resistor oksida logam, resistor film,
resistor karbon, dan banyak lagi jenis lainya. Namun dalam praktek
perdagangan di pasaran, resistor hanya di bedakan menjadi resistor
tetap (fixed resistor) dan resistor tidak tetap (variable
resistor)
1. Resistor/tahanan tetapYaitu resistor yang nilainya sudah
tetap, tidak bisa diubah-ubah.Fungsi :- Pembagi tegangan.-
Memperkecil arus.- Memperbesar dan memperkecil tegangan.2.
Resistor/tahanan tidak tetap ( variable )Contoh : potensiometer ,
trimmer , tahanan geser.Fungsi :- Sebagai pengatur volume (
mengatur besar kecilnya arus ).- Sebagai tone control pada sound
system.- Sebagai pengatur tinggi rendahnya nada ( bass / treble ).-
Sebagai pembagi tegangan arus dan tegangan.
2. Kapasitor / Kondensator
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan
muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat
metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan
dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas
dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik,
maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki
(elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif
terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak
dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan
negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah
oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini
"tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di
alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya
muatan-muatan positif dan negatif di awan
Gambar 2 .prinsip dasar kapasitor
Fungsi kapasitor adalah sebagai berikut : Sebagai filter
(penyaring) dalam rangkaian Power Supply,
Sebagai Pembangkit frekuensi dalam rangkaian antena ataupun
dalam rangkaian lainnya,
Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang
lain,
Menghilangkan Loncatan api (bouncing) bila saklar dari beban di
pasang.
Menghemat daya listrik, Meredam Noise, dll
Sebagai penghubung (coupling) yang menghubungkan masing-masing
bagian dalam suatu rangkaian.
Memisahkan arus bolak-balik dari arus searah.
Sebagai filter yang dipakai pada rangkaian catu daya.
Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian pemancar.
Menghemat daya listrik dalam rangkaian lampu TL.
2.1 Jenis-jenis kapasitor
Yang membedakan jenis kapasitor satu dengan yang lain adalah
dielektrikumnya, yaitu bahan dasar yang digunakan untuk membuat
kapasitor tersebut. Antara lain :2.2.1 Kapasitor elektrolit
(Elco)
Gambar 3. Kapasitor ElektrolitKapasitor elektrolit pada umumnya
dibuat dengan kapasitas yang besar dan memiliki kehandalan yang
tinggi serta awet dalam pemakaiannya. Kapasitor jenis ini banyak
dipergunakan dalam rangkaian catu daya (power supply).
Karakteristik utama adalah kapasitor ini memiliki perbedaan
polaritas pada kedua kakinya yaitu kutub positif (+) dan kutub
negatif (-), sehingga dalam pemasangannya juga harus diperhatikan
karena bila salah menempatkan kakinya terbalik antara positif
dengan negatif atau sebaliknya, maka kapasitor ini akan rusak dan
bahkan bisa meledak. Untuk membedakan polaritas kakinya biasanya
terdapat garis putus-putus atau strip pada bodi kapasitor, maka
dapat dipastikan bahwa kaki yang berada dibawah strip itu mempunyai
polaritas negatif (-). Besarnya nilai kapasitansi biasanya
dituliskan dengan angka pada bodi transistor tersebut.2.2.2
Kapasitor tantalum
Gambar 4. Kapasitor Tantalum
Merupakan jenis kapasitor elektrolit yang elektrodanya terbuat
dari material tantalum. Komponen ini memiliki polaritas, cara
membedakannya dengan mencari tanda + atau tanda lainya yang ada
pada bodi kapasitor, tanda ini menyatakan bahwa pin dibawahnya
memiliki polaritas positif. Diharapkan berhati hati di dalam
pemasangan komponen karena tidak boleh terbalik. Karakteristik
temperatur dan frekuensi lebih bagus daripada kapasitor elektrolit
yang terbuat dari bahan alumunium dan kebanyakan digunakan untuk
sistem yang menggunakan sinyal analog.
2.2.3 Kapasitor KeramikPada umumnya kapasitor keramik memiliki
bentuk bermacam-macam seperti bentuk tabung, pelat, segi empat, dan
lain-lain. Dalam pemakaiannya, kapasitor keramik cukup stabil dan
sangat cocok dipakai untuk rangkaian frekiuensi tinggi yaitu untuk
melewatkan sinyal frekuensi tinggi ke ground. Kapasitor jenis ini
tidak memiliki polaritas, sehingga dalam pemasangannya dapat
dibolak-balik, dan umumnya hanya tersedia dengan nilai kapasitansi
yang sangat kecil. Namun yang perlu diingat bahwa kapasitor ini
mampu bekerja pada rate tegangan dari mulai yang paling kecil
sampai dengan batas 100 Volt. Nilai kapasitansinya biasanya
dituliskan dengan kode warna, namun ada kalanya menggunakan
angga-angka yang terdapat pada bodinya.
Gambar 5. Kapasitor Keramik
Gambar 6. Kapasitor Multilayer Ceramic Capacitor
Bahan material untuk kapasitor ini sama dengan jenis kapasitor
keramik, bedanya terdapat pada jumlah lapisan yang menyusun
dielektriknya. Pada jenis ini dielektriknya disusun dengan banyak
lapisan atau biasanya disebut dengan layer dengan ketebalan 10 s/d
20 m dan pelat elektrodanya dibuat dari logam yang murni. Selain
itu ukurannya kecil dan memiliki karakteristik suhu yang lebih
bagus daripada kapasitor keramik. Biasanya jenis ini baik digunakan
untuk melewatkan frekuensi tinggi ke tanah.
2.2.5 Polyester Film Capacitor
Gambar 7. Polyester Film Capacitor
Dielektrik dari kapasitor ini terbuat dari polyester film.
Mempunyai arakteristik suhu yang lebih bagus dari semua jenis
kapasitor diatas. Dapat digunakan untuk frekuensi tinggi. Biasanya
jenis ini digunakan untuk rangkaian yang menggunakan frekuensi
tinggi, dan rangkaian analog. Kapasitor ini biasanya disebut mylar
dan mempunyai toleransi sebesar 5% sampai 10%.
3. Transistor
Gambar 8. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai
penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching),
stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.
Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan
arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan
pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber
listriknya.Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur
sentimeter)Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan
atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang
lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah
komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam
rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat).
Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil,
dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital,
transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa
transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi
sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen
Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua
tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau
transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang
masing-masing bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi
utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan
lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama
harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion
zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan
tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.FET
(juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis
pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET).
Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi
sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan
transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik
utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah
dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan
kanal konduksi tersebut. 3.1 Jenis-jenis Transistor:
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak
kategori:
Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface
Mount, IC, dan lain-lain
Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET,
VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu
IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF
transistor, Microwave, dan lain-lain
Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan
Tinggi, dan lain-lain
PNP
P-channel
NPN
N-channel
BJTJFET
Gambar 9. Jenis-jenis Transistor4. IC ( Integrated Circuit )Di
ilmu elektronika , Integrated Circuit atau sirkuit yang
mengintegrasikan ( juga dikenal sebagai IC , microcircuit ,
microchip , chip silicon , atau chip ) adalah merupakan bagian
sirkuit elektronik (alat terdiri atas semipenghantar yang banyak,
dikenal sebagai komponen pasif ) yang didesain di sebuah benda
tipis material semipenghantar . Integrated Circuit ini digunakan
hampir disemua perlengkapan elektronik dalam kehidupan kita
sehari-hari, dan IC ini telah membuat suatu revolusi dunia ilmu
elektronika dan telah menggantikan Tabung Hampa.
Gambar 10. Integrated circuit4.1 Complementary MOS (CMOS)
Keluarga CMOS adalah kombinasi dari komponen saluran P dan N
yang memilki kecepatan dan karakteristik kepadatan didalam
kemasannya berada diantara kedua PMOS dan NMOS. IC CMOS adalah
ideal untuk daya pada batre rangkaian digital, seperti pada jam
digital dan untuk aplikasi rangkaian dengan sistem wireless.
Sejak komponen ini mempunyai kelebihan yang baik dalam medan
magnet, maka ia digunakan pada peralatan pabrikasi dan rangkaian
automobile dengan besarnya tegangan transien adalah hal yang
umum.Kerugian yang besar dari penggunaan MOS adalah kecepatan
kerjanya relatif lambat. CMOS adalah teknologi untuk membangun
sirkuit terpadu . Teknologi CMOS digunakan dalam mikroprosesor ,
mikrokontroler , RAM statis , dan logika digital sirkuit. Teknologi
CMOS juga digunakan untuk beberapa sirkuit analog seperti sensor
gambar , konverter data , dan sangat terintegrasi transceiver untuk
berbagai jenis komunikasi. Frank Wanlass CMOS dipatenkan pada tahun
1967 ( US patent 3356858 ).
CMOS juga kadang-kadang disebut sebagai
pelengkap-simetri-semikonduktor-oksida logam (atau COS-MOS ).
Kata-kata "komplementer-simetri" mengacu pada fakta bahwa gaya
desain khas digital dengan CMOS menggunakan dan simetris pasang
melengkapi tipe-p dan tipe-n oksida logam semikonduktor transistor
efek medan (MOSFET) untuk fungsi logika. Dua karakteristik penting
dari perangkat CMOS tinggi kebisingan kekebalan statis dan rendah
konsumsi daya . Daya yang signifikan hanya ditarik sementara
transistor dalam perangkat CMOS berpindah antara dan mematikan
negara. Akibatnya, perangkat CMOS tidak menghasilkan sebanyak panas
limbah sebagai bentuk lain dari logika, misalnya logika
transistor-transistor (TTL) atau logika NMOS , yang menggunakan
semua perangkat n-channel-channel tanpa perangkat p. CMOS juga
memungkinkan kepadatan tinggi fungsi logika pada sebuah chip. Hal
ini terutama ini alasan mengapa CMOS memenangkan lomba pada tahun
delapan puluhan dan menjadi yang digunakan teknologi yang paling
untuk diterapkan di VLSI chip. Ungkapan
"logam-oksida-semikonduktor" adalah referensi ke struktur fisik
tertentu transistor efek medan , memiliki gerbang logam elektroda
diletakkan di atas sebuah isolator oksida, yang pada gilirannya di
atas bahan semikonduktor . Aluminium pernah digunakan tapi sekarang
bahan ini polysilicon. Lain gerbang logam telah membuat cerdas
dengan munculnya high-k dielektrik bahan dalam proses CMOS, seperti
yang diumumkan oleh IBM dan Intel untuk 45 nanometer node dan
seterusnya.4.2 Deskripsi IC 555
Berikut sedikit penjabaran tentang IC 555
Gambar 11. No PIN IC 555
Fungsi masing-masing pin IC 555 :
Pin 1(Ground). Pin ini merupakan titik referensi untuk seluruh
sinyal dan tegangan pada rangkaian 555, baik rangkaian intenal
maupun rangkaian eksternalnya. Pin 2(Trigger). Berfungsi untuk
membuat output high, ini terjadi pada saat level tegangan pin
trigger dari High menuju < 1/3 Vcc Pin 3(Output). Output
mempunyai 2 keadaan, High dan Low Pin 4(Reset). Pada saat low, pin
4 akan reset. Pada saat reset, output akan Low. Supaya bisa
bekerja, pin 4 harus diberi High. Pin 5(Voltage Control). Jika pin
5 diberi tegangan, maka level tegangan threshold akan berubah dari
2/3 Vcc menjadi V5. Level tegangan trigger akan berubah dari 2/3
Vcc menjadi V5 Pin 6(Threshold). Untuk membuat output Low, terjadi
pada saat tegangan pin 6 dari Low menuju > 1/3 Vcc Pin
7(Discharge). Output Low, pin 7 akan Low Impedance. Output High,
pin 8 akan High Impedance. Pin 8 (Vcc). Pin ini untuk menerima
supply DC voltage yang diberikan. Biasanya akan bekerja jika diberi
tegangan 5 12V(maksimum 18 V). 5. LDR (Light Dependent
Resistor).Resistor peka cahaya atau fotoresistor adalah komponen
elektronik yang resistansinya akan menurun jika ada penambahan
intensitas cahaya yang mengenainya. Fotoresistor dapat merujuk pula
pada light-dependent resistor (LDR), atau fotokonduktor.
Fotoresistor dibuat dari semikonduktor beresistansi tinggi yang
tidak dilindungi dari cahaya. Jika cahaya yang mengenainya memiliki
frekuensi yang cukup tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor
akan menyebabkan elektron memiliki energi yang cukup untuk meloncat
ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan
lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan
resistansinya
Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas
cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan
gelap resistansi LDR sekitar 10M dan dalam keadaan terang sebesar
1K atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti
kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh
menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik
meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.6.
Fotodioda
Gambar 12. Fotodioda
Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya.
Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah
cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda
foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu
sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto mulai dari penghitung
kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada
kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.
Simbol dari dioda foto
Fotodioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya.
Dimana komponen ini berfungsi untuk merubah energi cahaya menjadi
energi listrik. Alat yang mirip dengan fotodioda adalah
fototransistor (Phototransistor). fototransistor ini pada dasarnya
adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction)
base-collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai
sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Fotodioda.
Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton
cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat
di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari
fototransistor secara umum akan lebih lambat dari pada
fotodioda.Prinsip kerja dari fotodioda jika sebuah sambungan-pn
dibias maju dan diberikan cahaya padanya maka pertambahan arus
sangat kecil sedangkan jika sambungan pn dibias mundur arus akan
bertambah cukup besar. Cahaya yang dikenakan pada fotodioda akan
mengakibatkan terjadinya pergeseran foton yang akan menghasilkan
pasangan electron-hole dikedua sisi dari sambungan. Ketika
elektron-elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka
elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positif sumber tegangan
sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber
tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya
pasangan elektron ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari
besarnya intensitas cahaya yang dikenakan pada fotodioda.7.
SaklarSaklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk
memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi
saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran
listrik. Selain untuk jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk
kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika arus lemah.
Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang
menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah
sesuai dengan keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian
itu. Material kontak sambungan umumnya dipilih agar supaya tahan
terhadap korosi. Kalau logam yang dipakai terbuat dari bahan oksida
biasa, maka saklar akan sering tidak bekerja. Untuk mengurangi efek
korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh dengan logam
anti korosi dan anti karat. pada dasarnya tombol bisa diaplikasikan
untuk sensor mekanik, karena bisa dijadikan sebagai pedoman pada
mikrokontroller untuk pengaturan alat dalam pengontrolan.
Tabel 2. Jenis jenis switch
Jenis SwitchNamaSimbolGambar
Single Pole Single Throw
(SPST)
Single Pole Double Thow
(SPDT)
Double Pole Single Throw (DPST)
Double Pole Double Throw (DPDT)
8. LED (Light Emitting Diode)
Gambar 13. Light Emitting Diode
Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED
(light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan
cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan
maju.
Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang
dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan
bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.
8.1 Macam-macam LED :
1. Dioda Emiter Cahaya Sebuah dioda emisi cahaya dapat mengubah
arus listrik langsung menjadi cahaya. Dengan mengubah-ubah jenis
dan jumlah bahan yang digunakan untuk bidang temu PN. LED dapat
dibentuk agar dapat memancarkan cahaya dengan panjang gelombang
yang berbeda-beda. Warna yang biasa dijumpai adalah merah, hijau
dan kuning.2. LED Warna Tunggal
LED warna tunggal adalah komponen yang paling banya dijumpai.
Sebuah LED warna tunggal mempunyai bidang temu PN pada satu keping
silicon. Sebuah lensa menutupi bidang temu PN tersebut untuk
memfokuskan cahaya yang dipancarkan.3. LED Tiga Warna Tiga Kaki LED
mempunyai tiga kaki, satu kaki merupakan anoda bersama dari kedua
LED. Satu kaki dihubungkan ke katoda LED merah dan kaki lainnya
dihubungkan ke katoda LED hijau. Apabila anoda bersamanya
dihubungkan ke bumi, maka suatu tegangan pada kaki merah atau hijau
akan membuat LED menyala. Apabila satu tegangan diberikan pada
kedua katoda dalam waktu yang bersama, maka kedua LED akan menyala
bersama-sama. Pencampuran warna merah dan hijau akan menghasilkan
warna kuning.
4. LED Tiga Warna Dua Kaki LED tiga warna dua kaki. Disini, dua
bidang temu PN dihubungkan dalam arah yang berlawanan. Warna yang
akan dipancarkan LED ditentukan oleh polaritas tegangan pada kedua
LED. Suatu sunyal yang dapat mengubah polaritas akan menyebabkan
kedua LED menyala dan menghasilkan warna kuning.9. Pengeras
Suara
Gambar 14. Speaker
Speaker aktif adalah transduser yang mengubah sinyal elektrik ke
frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya yang
berbentuk selaput.
Rekaman yang terbaik, dikodekan ke dalam alat penyimpanan yang
berkualitas tinggi, dan dimainkan dengan deck dan pengeras suara
kelas atas, tetap saja hasilnya suaranya akan jelek bila dikaitkan
dengan speaker yang kualitasnya rendah. Sistem pada speaker adalah
suatu komponen yang membawa sinyal elektronik, menyimpannya
dalamCDs,tapes, danDVDs, lalu mengembalikannya lagi ke dalam bentuk
suara aktual yang dapat kita dengar. Dalam artikel ini, dijelaskan
bagaimana sebuah speaker melakukan proses tersebut. Selain itu juga
akan dibahas mengapa speaker dirancang berbeda-beda dan bagaimana
perbedaan tersebut menimbulkan efek yang berbeda juga terhadap
kualitasnya. Speaker adalah sebuah teknologi menakjubkan yang
memberikan dampak yang sangat besar terhadap budaya kita. Namun
disamping semua itu, sebenarnya speaker hanyalah sebuah alat yang
sangat sederhana.9.1 Jenis-jenis Speaker Aktif1. Speaker Dual
Cone
Umumnya, desain speaker ini paling efisien dan berharga murah,
biasa dilihat di standar mobil baru. Dentuman suara yg dihasilkan
rata2 nyaris sama, walaupun dari berbagai merk. Terdiri dari 2 buah
cone ( konus ).
2. Speaker Coaxcial (Terpusat)
Terdiri dari woofer, midrange dan tweeter dalam satu poros dan
berdekatan.3. Speaker Split (Terpisah)
Jenis speaker ini adalah jenis terpisah. Woofer, Midrange dan
tweeter terpisah.
Crossover digunakan untuk membagi frekuensi suara.Jenis-jenis
speaker Split :
a.Speaker 2 WayTerdiri dari Woofer, Tweeter dan Crossover.
Penggunaan speaker elektronik yang paling sederhana adalah sistem 2
jalur atau sistembi-amp, yang bisa memberi hasil yang memuaskan.
Keuntungannya adalah pengecilan distorsi TIM (transient
intermodulation) dan bisa menyetel bass dan treble secara mandiri.
Frekuensi peralihan dipilih 340 Hz (di atas frekuensi resonansi
asli). Hal ini dirancang untuk penggunaan kotak speaker kecil. Bila
anda menggunakan sub woofer untuk kanalbawah ini, dan harus diubah
dibawah 100 Hz. Frekuensi resonansi untuk kotak lebih besar 20-40
Hz, kotak sedang 40-80 Hz, kotak kecil 80 Hz keatas.b.Speaker 3
WayTerdiri dari Woofer, Midrange, Tweeter dan Crossover. Sistem ini
mirip dengan sistem 2 jalur, namun di sini nada tengah dipisahkan
denganband pass filter. Ada beberapa kemungkinan yang bisa diambil
mengenai speaker-speaker. Pilihan pertama: SP1 woofer, SP2 mid
range, SP3 tweeter. Pilihan kedua : SP1 sub woofer, SP2 mid range,
SP3 super tweeter (frekuensi peralihan di bawah 100 Hz dan di atas
15 KHz). Pilihan ketiga : SP1 sub woofer, SP2 speaker lengkap
(woofer, mid range, tweeter dengan cross over pasif), SP3 super
tweeter. Persyaratan power amplifier sama dengan sistem 2 jalur.
Penyetelan P3 dilakukan melalui pendengaran pada sistem yang sudah
terpasang. Mula-mula dari sisi ground diputar perlahan sampai
dengungan yang menyatakan adannya osilasi.Penyetelan optimum
didapat dengan memutarnya mundur sedikit dari posisi mula-mula.
10.BateraiGambar 15. Baterai
Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan
mengeluarkannya dalam bentuk listrik. Baterai terdiri dari tiga
komponen penting, yaitu:1. batang karbon sebagai anoda (kutub
positif baterai)
2. seng (Zn) sebagai katoda (kutub negatif baterai)
3. pasta sebagai elektrolit (penghantar)
Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai
tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau
kotak. Ada juga yang dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai
yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon
genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer,
sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder.
Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya
bersifat merubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai
primer hanya bisa dipakai sekali, karena menggunakan reaksi kimia
yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction). Sedangkan
baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat
bisa dibalik (reversible reaction).
10.Papan sirkuit cetak
Gambar 16. Desain sirkuit dan realisasinya
Papan sirkuit cetak (bahasa Inggris: printed circuit board atau
PCB) adalah sebuah papan yang penuh dengan sirkuit dari logam yang
menghubungkan komponen elektronik satu sama lain tanpa kabel.Papan
sirkuit ini mendapatkan namanya karena diproduksi secara massal
dengan cara pencetakan.Papan sirkuit cetak dapat digolongkan atas
beberapa jenis berdasarkan: susunan lapis
lapis tunggal
lapis ganda
multi lapis (4, 6, 8 lapis)
bentuk
keras
lunak (fleksibel)
gabungan keras dan lunak
spesifikasi
konvensional
penghubung kepadatan tinggi (High Density Interconnect)
material basis
FR4
logam
keramikIII. PERANCANGAN ALAT
3.1 Diagram Blok
Gambar 17 Blok Diagram Rangkaian Lampu Pembatas Jurang
Gambar 18
Blok Diagram Rangkaian Saklar Sentuh3.2 Bentuk RangkaianGambar
19 Diagram Garis Rangkaian Lampu Pembatas Jurang LDR
Sensor pada rangkaian ini berfungsi sebagai pendeteksi,ketika
cahaya yang jatuh pada sensor tinggi hambatan LDR sekitar 1 k, di
dalam gelap hambatannya tinggi yaitu 10 M. bila hambatan LDR jauh
lebih rendah dari R2 hanya sebagian kecil saja tegangan yang
diberikan oleh batere ke ujung-ujung kaki LDR. Hal ini tidak
memungkinkan IC berkerja.dan blla hambatan LDR lebih tinggi dari R2
maka lampu akan menyala ataupun kita bias memilih speker sebagai
media lain sebagai tanda.
Gambar 20.
Diagram Garis Rangkaian Alarm Saklar Sentuh
Sensor pada rangkaian ini berfungsi sebagai pendeteksi, ketika
sensor mendapatkan sentuhan pada titik touch yang berupa plat besi
maka alarm akan berbunyi.
3.3 Skema Diagram
Gambar 21Skema rangkaian Rangkaian Lampu Pembatas Jurang LDR
Gambar 22.
Skema Rangkaian Alarm Dengan Menggunakan Saklar Sentuh
3.4 Layout
Gambar 23Bentuk Layout Rangkaian Pembatas Jurang LDR
Gambar 24.
Bentuk Layout Rangkaian Alarm Saklar Sentuh3.5 Kebutuhan
bahan
Tabel 3. Bahan-bahan
NoNama KomponenSpesifikasiJumlahHarga satuanTotal
1.IC5551 buahRp 3000Rp 3.000
2.TransistorBC 5472 buahRp 3000Rp 6.000
3.Resistor470 ohm1 K1 M15 buah2 buah2 buahRp 150Rp 150Rp 150Rp
2.250Rp 300
Rp 300
4.Kapasitor0,01F1 buahRp 3000Rp 3.000
5.Loudspeker2,5 inci
8 801 buahRp 5000Rp 5.000
6.Baterai9 Volt6 Volt1 buah1 buahRp 10.000Rp 10.000Rp 20.000
7.Klip penghubung baterai2 buahRp 2500Rp 5.000
8.Papan PCB8 X 8 cm10 X 15 cm1 buah1 buahRp 5000Rp 5000Rp
10.000
9.Kawat0,6 mmSecukupnyaRp 3000Rp 3.000
10.GabusSecukupnyaRp 10.000Rp 10.000
11.FericloritesecukupnyaRp 4000Rp 4.000
12.TimahSecukupnyaRp 10.000Rp 10.000
13.Soket IC8 pin1 buahRp 1500Rp 1.500
14.Triplek40 X 50 cm1 buahRp 40. 000Rp 40.000
TotalRp 123.350
3.6 Kebutuhan alat
Tabel 4. Daftar AlatNoNama KomponenSpesifikasiJumlahHarga satuan
Total
1.Solder 30 W, 220 V1 buahRp 10.000Rp 10.000
2.Cutter1 buahRp 10.000Rp 10.000
3.Tang potong1 buahRp 15.000Rp 15.000
4.Tang buaya 1 buahRp 15.000Rp 15.000
5.Pinset1 buahRp 6000Rp 6.000
TotalRp 56.000
LAMPIRAN
IC 555
LED
TRANSISTOR
Sensor
SPEAKER
IC
SENSOR