Aplikasi Flip Flop
(Pendeteksi Getaran dan Percikan Api di Dapur)
- Untuk menyelesaikan tugas sistem digital yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.
- Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian pengaplikasian decoder dan encoder yaitu alat pendeteksi getaran dan percikan api di dapur.
- Mengetahui bentuk rangkaian dan mensimulasikan pengaplikasian decoder dan encoder pada software proteus.
- Alat
1. Battery
2. Voltmeter
- Bahan
1. Sensor Flame
- Jangkauan spektrum : 760 - 1100 (nm)
- Sudut yang terdeteksi : 0° - 60°
- Catu Daya : 3,3V - 5,3V
- Temperatur Kerja : -25°C sampai 85°C
- Dimensi : 27,3 x 15,4 (mm
Spesifikasi:
- Input Voltage: DC 4.5-20V
- Static current: 50uA
- Output signal: 0,3V (Output high when motion detected)
- Sentry Angle: 110 degree
- Sentry Distance: max 6/7 m
- Shunt for setting overide trigger: H - Yes, L - No
3. Sensor Vibration
Spesifikasi :
-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 g
-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 g
4. Resistor
Features
- Carbon Film Resistor
- 4-band Resistor
- Resistor value varies based on selected parameter
- Power rating varies based on selected parameter
5. Transistor NPN BC547
FEATURES
• Low current (max. 100 mA)
• Low voltage (max. 65 V).
DESCRIPTION
>>NPN transistor in a TO-92;
>>SOT54 plastic package.
>>PNP complements: BC556 and BC557.
6. Relay
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5
Pin Relay:
7. Logic state
| Feature | Input 1A Input 2A output A Input lB Input 2B output B . . B I u I vc~ Input ID Input 2D output . |
8. Dioda (1N4007)
9. Kabel
General Reference Standards
- DIN VDE 0295, IEC 60228, BS 6360
- DIN EN 50290‐2‐22, DIN VDE 0207‐363‐4‐1
- IEC 60227‐5, EN 50525‐2‐51, VDE 0281‐13
- DIN VDE 0482‐332‐1‐2, DIN EN 60332‐1‐2, IEC 60332‐1‐2
- RoHS, REACH & CE Directives
10. OPAMP
Spesifikasi :
- Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
- Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
- Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
- Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
- Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
- Karakteristik tidak berubah dengan suhu
11. Buzzer
Buzzer Features and Specifications
- Rated Voltage: 6V DC
- Operating Voltage: 4-8V DC
- Rated current: <30mA
- Sound Type: Continuous Beep
- Resonant Frequency: ~2300 Hz
- Small and neat sealed package
- Breadboard and Perf board friendly
12. LED
13. Motor
14. Switch
15. Gerbang Logika AND (IC 4081 )
Spesifikasi :
- Catu daya : 3 V - 15 V
- Fungsi : Quad 2-Input AND Gate
- Propagation delay : 55 ns
- Level tegangan I/O : CMOS
- Kemasan : DIP 14-pin
16. Seven Segment
.
17. Decoder (IC 74247)
1. Battery
Baterai atau elemen kering adalah salah satu alat listrik yang berfungsi sebagai penyimpan energi listrik dan mengeluarkan tegangan dalam bentuk listrik (sebagai sumber tegangan). Simbol baterai pada suatu rangkaian listrik dengan tegangan DC atau rangkaian elektronika :
2. Sensor Flame
 |
| Gambar : Grafik Respon Flame Sensor |
3. Sensor PIR
 |
Blok Diagram sensor PIR |
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:
 |
| Jangkauan Sensor PIR |
Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detector.
.
Sebagian besar resistor yang kamu lihat akan memiliki empat pita berwarna . Begini cara mereka membacanya :
1. Dua pita pertama menentukan nilai dari resistansi
2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.
6. Transistor NPN
7. Relay
Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :
Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :
8. Buzzer
9. Logic state
7 jenis gerbang logika :
- Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
- Gerbang OR : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
- Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
- Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
- Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
- Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
- Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1.
14. Gerbang logika AND ( IC 4081 )
Gerbang AND akan berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1, namun bila salah satu atau semua keluarannya berlogika 0 maka keluarannya berlogika 0.
Perhatikan Tabel kebenaran dibawah untuk menjelaskan gerbang AND
 |
| Gambar : Macam - macam gerbang logika dan tabel kebenarannya |
15. 7 Segment Anoda
Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.
Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.
Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.
 |
| Tabel Pengaktifan Seven Segment |
16. Decoder (IC 74247)
IC BCD 74247 merupakan IC yang bertujuan mengubah data BCD (Binary Coded Decimal) menjadi suatu data keluaran untuk seven segment. IC 74247 yang bekerja pada tegangan 5V ini khusus untuk menyalakan seven segment dengan konfigurasi common anode. Sedangkan untuk menyalakan tampilan seven segment yang bekerja pada konfigurasi common cathode menggunakan IC BCD 7448.
IC ini sangat membantu untuk meringkas masukan seven segmen dengan jumlah 7 pin, sedangkan jika menggunakan BCD cukup dengan 4 bit masukan. IC BCD bisa juga disebut dengan driver seven segment. Berikut konfigurasi Pin IC 74247.
Konfigurasi Pin Decoder:
- Pin Input IC BCD, memiliki fungsi sebagai masukan IC BCD yang terdiri dari 4 Pin, nama pin masukan BCD dilangkan dengan huruf kapital yaitu A, B, C dan D. Pin input berkeja dengan logika High=1.
- Pin Ouput IC BCD, memiliki fungsi untuk mengaktifkan seven segmen sesuai data yang diolah dari pin input. Pin output berjumlah 7 pin yang namanya dilambangkan dengan aljabar huruf kecil yaitu, b, c, d, e, f dan g. Pin Output bekerja dengan logika low=0. Karena itulah IC 7447 digunakan untuk seven segment common anode.
- Pin LT (Lamp Test) memiliki fungsi untuk mengaktifkan semua output menjadi aktif low, sehingga semua led pada seven segmen menyala dan menampilkan angka 8. Pin LT akan aktif jika diberi logika low. Pin ini juga digunakan untuk mengetes kondisi LED pada seven segment.
- Pin RBI (Ripple Blanking Input) memiliki fungsi untuk menahan data input (disable input), pin RBI akan aktif jika diberi logika low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
- Pin RBO (Ripple blanking Output) memiliki fungsi untuk menahan data output (disable output), pin RBO ini akan aktif jika diberikan logika Low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
Pada aplikasi IC dekoder 74247, ketiga pin (LT, RBI dan RBO) harus diberi logika HIGH=1 agar tidak aktif. Baik IC 74247 atau 7448 pada bagian output perlu dipasang resistor untuk membatasi arus yang keluar sehingga led pada seven segment bekerja secara optimal. Berikut ini rangkaian IC dekoder 7448 untuk konfigurasi seven segment common cathode.
1. Prosedur Percobaan
- Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus, seperti sensor vibration, sensor pir, flame sensor, gerbang AND, buzzer, logic state, decoder, seven segment, resistor, transistor, opamp, dan lain-lain.
- Susunlah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini
- Resistor yang digunakan ada diberi hambatan 10k dan 220.
- Baterai yang digunakan diberi tegangan yaitu 12V.
- Power yang digunakan diberi tegangan yaitu 5V dan 7V.
- Buzzer yang digunakan diberi tegangan 12V
- Relay yang digunakan diberi tegangan 5V.
- Setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.
- Jalankan sensor Flame , Pir, Vibration dengan menekan logicstate yaitu mengubah dari angka nol menjadi satu.
- Jika rangkaian benar, maka sensor flame, sensor mq-2 dan sensor Pir akan bekerja sehingga led menyala, buzzer berbunyi dan motor pun bergerak.
- Jika logicstatenya tidak dijalankan atau berlogika 0 maka motor tidak akan bergerak, led tidak menyala, dan buzzer tidak berbunyi.
- Jika sensor vibration diaktifkan, maka pada seven segment akan muncul angka 1.
- Jika flame sensor diaktifkan, maka seven segment akan menghasilkan angka 2.
- Jika sensor vibration dan flame sensor diaktifan, maka akan memberikan angka 3 pada seven segmentnya.
2. Rangkaian Percobaan
.png)
3. Prinsip Kerja
Apabila vibrasion sensor, flame sensor tidak mendeteksi getaran dan percikan api yaitu kedua sensor berlogika 0, maka output pada sensor sebesar 0-0.5 V akan diteruskan ke pin A dan pin B 74247 sehingga seven segmen akan menampilkan angka 0 sebagai tanda bahwa kedua sensor tidak ada menedeteksi apapun.
Apabila sensor vibrasion mendeteksi adanya getaran yaitu sensor berlogika 1 maka output sensor sebesar 5 V diteruskan ke pin A 74247 sehinnga seven segmen akan menampilkan angka 1 yang menandakan sensor vibrasi aktif. Kemudian output sensor sebesar 5V juga diteruskan ke gerbang AND maka input pada gerbang AND yaitu 1:1 sehingga output pada gerbang AND yaitu 1 lalu diteruskan ke resistor kemudian tegangan sebesar 0.87 V diteruskan ke transistor sehingga transistor aktif. Karena Q1 on maka ada arus dari batterai menuju relay sehingga relay aktif sehingga switch relay berpindah ke kiri dan relay on. dari relay arus mengalir ke kaki kolektor Q1 menuju ke emitor dan ke ground. Karena relay on dan switchnya berpindah ke kiri, arus mengalir ke battray dan dari batrai masuk ke motor sehingga led akan aktif (menyala).
⇉Apabila flame sensor mendeteksi adanya percikan api yaitu sensor berlogika 1 maka output sensor sebesar 5V diteruskan ke pin B 74247 sehinnga seven segment akan menampilkan angka 2 yang menandakan sensor flame aktif. Kemudian output sensor sebesar 5V juga diteruskan ke gerbang AND maka input pada gerbang AND yaitu 1:1 sehingga output pada gerbang AND yaitu 1 lalu diteruskan ke resistor kemudian tegangan sebesar 0.87 V diteruskan ke transistor sehingga transistor aktif. Karena Q2 on maka ada arus dari batterai menuju relay sehingga relay aktif sehingga switch relay berpindah ke kiri, dari relay arus mengalir ke kaki kolektor Q2 menuju ke emitor dan ke ground. Karena relay on maka arus mengalir ke battray dan dari baterai masuk ke buzer sehingga buzer aktif.
⇉Apabila sensor vibrasi dan senso flame aktif maka output dari sensor vibrasi dan sensor flame akan diteruskan ke pin A dan pin B 74247 sehingga seven segment akan menampilkan angka 3 yang menandakan kedua sensor aktif sehingga output dari kedua sensor sebesar 5V diteruskan ke gerbang AND U2 dan U3 lalu diteruskan ke transistor karena transistor on maka ada ada arus dari batterai masuk ke relay sehingga relay aktif dan switch pada relay berpindah ke kiri dari relay arus mengalir kek kaki kolektor Q1 dan Q2 menuju ke emitor dan ke ground . Karena relay on maka arus mengalir ke motor dan buzer sehingga led dan buzer aktif.
⇉Apabila sensor pir mendeteksi adanya pergerakan orang yang akan keluar dari ruangan, maka sensor pir akan berlogika 1, sehingga ada arus yang mengalir dari power supply menuju vcc, kemudian dikeluarkan menuju kaki out, sehingga adanya tegangan yang masuk menuju resistor, kemudian diumpankan pada sebuah opamp, dimana disana terjadi penguatan sebanyak 2 kali. Tegangan tersebut ditersukan ke resistor, sehingga tegangannya menjadi 0.87. Tegangan ini mampu mengaktifkan kaki base transistor, sehingga ada arus mengalir dari power supply ke relay, yang menyebabkan relay aktif sehingga rangkaian lop pada relay menjadi tertutup yang menyebebkan adanya tegangan dari baterai yang mempu mengaktifkan motor sehingga motor bergeraknyang menandakan bahwa pintu terbuka. Selian itu arus pada relay juga diteruskan pada kaki colector terus ke emiter terus ke ground.
- Download HMTL klik disini
- Download Video Rangkaian klik disini
- Download Rangkaian klik disini
- Download Library Sensor Vibration klik disini
- Download Library Sensor PIR klik disini
- Download Library Flame Sensor klik disini
- Download Datasheet Sensor Vibration klik disini
- Download Datasheet Sensor PIR klik disini
- Download Datasheet Flame Sensor klik disini
- Download Datasheet Resistor klik disini
- Download Datasheet Transistor NPN klik disini
- Download Datasheet OPAMP klik disini
- Download Datasheet LED klik disini
- Download Datasheet Motor DC klik disini
- Download Datasheet Buzzer klik disini
- Download Datasheet 7 Segment klik disini
- Download Datasheet IC decoder 74247 klik disini
- Download Datasheet Relay klik disini
- Download Datasheet Baterai klik disini
- Download Datasheet Gerbang AND klik disini
- Download Datasheet Switch klik disini
- Download Video Praktikum klik disini
No comments:
Post a Comment