DAFTAR ISI

3. Dasar Teori

4. Prinsip Kerja

5. Bentuk Rangkaian

6. Video

7. File Download

Pengkondisi Suhu Ruangan

1. Tujuan [Kembali]

- Untuk memenuhi tugas elektronika

- Untuk mengetahui penerapan dari OP-AMP comparator non-inverting dengan vref -

- pengaplikasian OP-AMP comparator non-inverting dengan Vref=- pada rangkaian pengondisi suhu ruangan menggunakan sensor LM35

2. Alat dan Bahan [Kembali]

1) Alat

Generator

Fungsi:

sebagai power supply, untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC

Spesifikasi:

Rating Application Table
Model	Standby Rating		Prime Rating		Continuous Rating		Data Sheets
Model	60 Hz kW (kVA)	50 Hz kW (kVA)	60 Hz kW (kVA)	50 Hz kW (kVA)	60 Hz kW (kVA)	50 Hz kW (kVA)	60 Hz	50 Hz
DQKB	1750 (2188)	1500 (1875)	1600 (2000)	1350 (1688)	1450 (1813)	1200 (1500)	D-3220/3224	D-3221
DQKC	2000 (2500)	1650 (2063)	1825 (2281)	1500 (1875)	1600 (2000)	1200 (1500)	D-3222/3225	D-3223
DQKD	Not Rated	1800 (2250)	Not Rated	1600 (2000)	Not Rated	1320 (1650)	Not Rated	D-3250
DQKH	2250 (2813)	2000 (2500)	Not Rated	Not Rated	Not Rated	Not Rated	D-3235	D-3236

2) Bahan

Resistor

Gambar 1

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

Fungsi: Sebagai penghambat arus listrik

Transistor

Fungsi : pemutus, penyambung, modulasi tegangan, dan modulasi sinyal

konfigurasi pin :

pin 1 adalah Kolektor
pin 2 adalah basis
pin 3 adalah emitter

seperti yang kita ketahui masing-masing kaki atau pin tersebut memiliki fungsi berbeda jadi tidak boleh tertukar atau terbalik karena jika tertukar bisa saja menyebabkan short atau rangkaian tidak akan bekerja secara optimal.

Datasheet Transistor BC547

Jenis : NPN
Tipe : BC547
Kemasan Paket : TO-92
Nilai Penguatan ( hfe) : Max. 800
Arus Kolektor (Ic) : Max. 0,1A
Tegangan Emitor / emitter – Basis (VEB) : 6V
Tegangan Kolektor - Emitor / emitter – (VcB) : Max. 50V
Tegangan Kolektor – Basis (VcB) : Max. 50V
Disisipasi Kolektor : 0,5W
Frekuensi Transisi : 300MHz
Nilai Noise : - dB
Suhu Kerja : Max. 150°C

OP-AMP

Op-Amp LF351

Gambar 2

Fungsi: sebagai penguat sinyal

Konfigurasi pin :

Pin1 (Offset Null 1): Pin ini digunakan untuk menghilangkan tegangan offset & keseimbangan tegangan input daya.
Pin2 (Inverting input daya): Pembalikan sinyal input
Pin3 (Non-Inverting input daya): Input sinyal non-pembalik
Pin4 (VEE): GND (-Ve Supply input daya)
Pin5 (Offset Null 2): Pin ini digunakan untuk menghilangkan tegangan offset & keseimbangan tegangan input daya.
Pin6 (Output): output daya dari Op-amp
Pin7 (VCC): + Input Supply
Pin8 (NC): Tidak ditautkan

Spesifikasi:

Supply tegangan ± 18V
Diferensial tegangan input daya: ± 30V
Kisaran supply input daya adalah ± 15V
Timbal suhu 260℃
Suhu persimpangan adalah 115℃
Tegangan Offset input daya adalah 5mV
Pemborosan daya adalah 670mW

KOMPONEN INPUT (LM35)

Fungsi : mendeteksi suhu ruangan dengan output sebesar 10mV/celcius

Spesifikasi IC LM 35

Berikut spesifikasi IC LM 35

Sensitivitas suhu linier sebesar 10mV/C
Jangkauan maksimal suhu yang diukur antara -55 hingga 150 C.
Daerah kerja tegangan 4 hingga 30volt.
Arus kurang dari 60uA.
Ketidak linier-an kurang lebih 1/4 C.

KOMPONEN OUTPUT (LED)

Fungsi: Sebagai indikator

Nilai tegangan maksimal LED berdasarkan warna
Infra merah : 1,6 V.
Merah : 1,8 V – 2,1 V
Oranye : 2,2 V.
Kuning : 2,4 V.
Hijau : 2,6 V.
Biru : 3,0 V – 3,5 V.
Putih : 3,0 – 3,6 V.
Ultraviolet : 3,5 V.

KOMPONEN LAIN
Motor DC

Motor DC memiliki 3 bagian utama untuk berputar antara lain:

Current elektromagnet atau biasa disebut dinamo. Dinamo silinder terhubung ke as untuk menggerakkan beban. Untuk kasus motor DC kecil kutub utara dan selatan berganti lokasi saat dinamo berputar.
Kutub medan. Terbagi menjadi dua yaitu kutub utara dan kutub selatan.
Commutator. Fungsi komponen ini untuk mentransmisikan arus antara dinamo dan sumber daya.

Fungsi: mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan(motion).

GROUND

Fungsi : Sebagai penghantar arus listrik ke tanah

3. Dasar Teori [Kembali]

Resistor

Transistor

Teori Transistor

Termasuk dalam komponen semikonduktor aktif adalah transistor, Transistor sebenarnya kepanjangan dari Transfer dan Varistor. Mengenal karakteristiknya transistor terbagi dua kategori ialah Bipolar Junction Transistor (BJT) dan Unipolar Transistor. Kerja transistor pada dasarnya difungsikan sebagai saklar elektronik (Switching) dan penguat sinyal (Amplifier).

Sekitar tahun 1947an, Tiga orang ilmuwan fisika asal Amerika yaitu William Shockley beserta rekannya John Barden, dan W. H Brattain yang tergabung sebagai peneliti pada sebuah laboratorium milik perusahaan AT&T Bell, merekalah yang berhasil pertama kali menemukan Transistor.

Transistor adalah nama yang diberikan oleh ilmuwan John Robinson karena sifat kerjanya komponen ini yang dapat menghantarkan energi dengan kekuatan daya hantar dapat ditentukan dengan cara mengatur nilai tahanan pada bias pengontrolnya. Pernyataan ini sesuai dengan kepanjangan kata dari transistor yaitu Transfer (Pemindahan) dan Varistor (Variable Resistor).

Dan sekitar tahun 1958an, komponen transistor mulai digunakan pada rangkaian elektronik dalam projek-projek penelitian para ilmuwan tersebut.

Simbol Transistor

Karakteristik Transistor

Karakteristik Transistor

Op-Amp (Operational Amplifier)

Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut dengan op-amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat audio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analog lainnya. Op-amp pada umumnya tersedia dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki karakteristik mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu;

1. Gain sangat besar (AOL >>).

Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga.

2. Impedansi input sangat besar (Zi >>).

Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.

3. Impedansi output sangat kecil (Zo <<).

Impedansi output adalah sangat kecil sehingga tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan dengan Zo <<.

Adapun simbol op-amp adalah seperti pada gambar 64

Gambar 7

dimana,

V1 adalah tegangan masukan dari kaki non inverting

V2 adalah tegangan masukan dari kaki inverting

Vo adalah tegangan keluaran

sehingga

Adapun tegangan output maksimum yang dapat dihasilkan adalah :

dibawah tegangan sumber +-Vs = +-Vsat

Tegangan output maksimum secara praktis dihasilkan sekitar 2 Volt dibawah tegangan sumber ±Vs dan disebut juga sebesar tegangan saturasi ±Vsat . Gambar 65 memperlihatkan kurva karakteristik hubungan Vi terhadap Vo untuk rangkaian op-amp dengan tegangan input dihubungkan ke kaki input non inverting (+) dan tegangan 0 Volt (di ground) ke kaki input inverting (-). Sesuai dengan nama input op-amp yaitu apabila input dimasukkan ke kaki non inverting (+) yang artinya tidak membalik maka tegangan output yang dihasilkan adalah sefasa dengan tegangan input. Seperti terlihat pada gambar 1 yaitu saat input Vi bertegangan positif maka output yang dihasilkan juga bertegangan positif dan sebaliknya

Gambar8 Rangkaian op-amp dengan kurva karakteristik I-O

Komparator non inverting dengan Vref -

Rangkaian komparator non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref ¹ 0 Volt baik positif maupun negatif adalah seperti gambar 9

Gambar 9 Rangkaian komparator non inverting

Untuk menghitung berapa tegangan ambang VUT atau VLT maka lakukan pemisalan kondisi tegangan output VO sama dengan +Vsat atau –Vsat.

Misalkan tegangan output VO = +Vsat seperti gambar 101 maka dapat dihitung tegangan ambang atas V_LT

Gambar 10 Rangkaian komparator non inverting saat VO = +Vsat

Misalkan tegangan output VO = -Vsat seperti gambar 102 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah V_UT

Gambar 11 Rangkaian komparator non inverting saat V0= -Vsat

Bentuk gelombang tegangan output VO dengan Vref - adalah seperti pada gambar 12 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 13

Gambar 12 Bentuk gelombang tegangan output dengan Vref = bertegangan negatif

Gambar 13 Kurva karakteristik I-O dengan Vref = bertegangan negatif

Sehingga:

Sensor Suhu LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.

Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor.

LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.

Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.

Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :

· Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

· Lineritas +10 mV/ º C.

· Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.

· Range +2 º C – 150 º C.

· Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.

· Arus yang mengalir kurang dari 60 μA

Pada rangkaian pengkondisi suhu ruangan ini, digunakan sensor LM 35, dimana nantinya akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan telah mencapai suhu ≥ 30⁰, dan penghangat akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan < 16⁰.

4. Prinsip Kerja [Kembali]

Prinsip kerjanya yaitu, Output dari komponen lm35 memiliki satuan tegangan 10 milivolt(mv), output ini kemuadian di sambungkan dengan penguat lm741 non-inverting sebesar 10 kali, jadi misalkan output dari lm35 sebesar 10mv maka output dari penguatan sebesar 100mv. Output ini kemudian disambungkan dengan penguat komparator op-amp dilanjutkan dengan motor pendingin dan penghangat, masing-masing op amp pada tiap-tiap motor di beri tegangan dc yang berbeda, pada motor pendingin di beri tegangan sebesar 3v dan penghangat 1,6v. saat masukan pada komparator pendingin besar dari 3v maka, motor pendingin akan aktif, dan saat masukan pada komparator penghangat kurang dari 1,6v maka motor pengahangat akan aktif.

Pada rangkaian pengkondisi suhu ruangan ini, digunakan sensor LM 35, dimana nantinya pendingin akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan telah mencapai suhu ≥ 30⁰, dan penghangat akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan < 16⁰.
Saat suhu ruangan sebesar < 16⁰C maka tegangan output oleh sensor LM35 akan mengalami penguatan sebesar 10x oleh op amp non inverting amplifier. maka arus akan masuk ke dalam komparator inverting karena Vin < Vref (prinsip kerja komnparator inverting). kemudian arus melalui resistor 100ohm dan ke kaki basis transistor, lalu keluar ke kaki emitter dan menuju Motor dan LED (sebagai indikator), lalu penghangat akan menyala. dan arus berakhir di ground.

Saat suhu ruang sebesar ≥ 30⁰C maka tegangan ouput oleh sensor LM35akan mengalami penguatan sebesar 10x oleh op amp non inverting amplifier. maka arus akan masuk ke dalam komparator non inverting karena Vin > Vref (prinsip kerja komparator non inverting).kemudian arus melalui resistor 100ohm dan ke kaki basis transistor, lalu keluar ke kaki emitter dan menuju Motor dan LED (sebagai indikator), lalu pendingin menyala, dan arus berakhir di ground.

5. Bentuk Rangkaian [Kembali]

6. Video [Kembali]

7. Link Download [Kembali]

Download HTML klik disini
Download video klik disini
Download rangkaian aplikasi komparator non- inverting Vref negatif klik disini
Download Datasheet klik disini

Septa Rainisa Ulfa 213002

Comparator non inverting Vref=-