Aplikasi decoder encoder

   

 




Aplikasi Decoder-Encoder

1.Tujuan[kembali]

  • Mampu mengaplikasikan decoder-encoder kedalam rangkaian percobaan
  • Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi
  • Mempelajari prinsip kerja rangkaian aplikasi
  • Mampu mengaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari

2. Alat dan Bahan[kembali]

A. Alat
1. Battery

   


    2. Voltmeter


   






3. Power Suply


4. Generator DC










B. Bahan

- Transistor 2N222






-RESISTOR

- Relay



- Touch Sensor
 


    

 
- Infrared Sensor



Konfigurasi PIN :

 

-Sensor Vibration






- PIR Sensor
 
 



 Konfigurasi Pin:




 
- Decoder 74LS47
 
       
Konfigurasi PIN :

3. 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 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 :

     


    •   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 / Ile
    IB = (VBB - VBE) / RB
     
                                                                    VCE = VCC - ICR
                                                                            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

    - 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.
     -Sensor Vibration

    8. sensor vibration
    Vibration sensor / Sensor getaran ini memegang peranan penting dalam kegiatan pemantauan sinyal getaran karena terletak di sisi depan (front end) dari suatu proses pemantauan getaran mesin. Secara konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya berbentuk tegangan listrik. Pemakaian sensor getaran ini memungkinkan sinyal getaran tersebut diolah secara elektrik sehingga memudahkan dalam proses manipulasi sinyal, diantaranya:
       - Pembesaran sinyal getaran
       - Penyaringan sinyal getaran dari sinyal pengganggu.
       - Penguraian sinyal, dan lainnya.
    Sensor getaran dipilih sesuai dengan jenis sinyal getaran yang akan dipantau. Karena itu, sensor getaran dapat dibedakan menjadi:
      - Sensor penyimpangan getaran (displacement transducer)
      - Sensor kecepatan getaran (velocity tranducer)
      - Sensor percepatam getaran (accelerometer).
    Pemilihan sensor getaran untuk keperluan pemantauan sinyal getaran didasarkan atas pertimbangan berikut:
      - Jenis sinyal getaran
      -  Rentang frekuensi pengukuran
      -  Ukuran dan berat objek getaran.
      -  Sensitivitas sensor
    Berdasarkan cara kerjanya sensor dapat dibedakan menjadi:
       - Sensor aktif, yakni sensor yang langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa perlu catu daya
         (power supply) dari luar, misalnya Velocity Transducer.
       - Sensor pasif yakni sensor yang memerlukan catu daya dari luar agar dapat berkerja.


    Grafik perbandingan frekuensi dengan sensitivitas sensor getaran :
    - PIR Sensor
     
     



    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 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.Percobaan[kembali]

    4.1 Prosedur Percobaan

    • Siapkan alat dan bahan ( sensor,  resistor, transistor, relay, buzzer ground, power supply, logicstate, led, gerbang, voltmeter)
    • letakkan alat dan bahan sesuai keinginan
    • Sambung alat dan bahan 
    • Jalankan rangkaian
      4.2 Rangkaian



    Apabila barang telah melewati sensor PIR yang berfungsi untuk menjalankan Treadmil barang dan masuk kedalam tempat penghitung barang maka akan dideteksi oleh sensor infrared. 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 PIR aktif maka sensor Infrared atau vibration aktif sehingga adanya tegangan pada output dari sensor  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.


    4.3 Video








    Tidak ada komentar:

    Posting Komentar