1. Tujuan [back]
- Mengetahui bentuk rangkaian aplikasi kontrol level air
-Memahami prinsip kerja rangkaian aplikasi kontrol level air
2. Alat dan Bahan [back]
3. Dasar Teori
[back]-Memahami prinsip kerja rangkaian aplikasi kontrol level air
2. Alat dan Bahan [back]
- Gerbang AND
- Gerbang XOR
- Inverter
- Switch
- Motor
- LED
- Transistor NPN
- Relay
- Dioda
- Baterai
- Buzzer
- Op-Amp
Komponen yang dibutuhkan:
- 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 XOR
Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangkan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
- Switch
Sakelar 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
- Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).
- Baterai
Sebagai sumber arus DC
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur). Diode dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika.
- LED
LED dapat kita definisikan sebagai suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. Led (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator atau lampu indikator.
Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor Cara kerja transistor NPN adalah jika kaki basis transistor diberi tegangan bias maka arus pda kolektor akan mengalir ke kaki emitor.
- Transistor NPN
- Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
- Dioda
Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur). Diode dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika.
- Buzzer
Pengertian Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm. Juga bisa digunakan sebagai indikasi suara. Buzzer adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser.
- Op-Amp
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
Op-Amp umumnya dikemas dalam bentuk IC, sebuah IC Op-Amp dapat terdiri dari hanya 1 (satu) rangkaian Op-Amp atau bisa juga terdiri dari beberapa rangkaian Op-Amp. Jumlah rangkaian Op-Amp dalam satu kemasan IC dapat dibedakan menjadi Single Op-Amp, dual Op-Amp dan Quad Op-Amp. Ada juga IC yang didalamnya terdapat rangkaian Op-Amp disamping rangkaian utama lainnya.
Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :
- 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
Pada dasarnya, kondisi Op-Amp ideal hanya merupakan teoritis dan hampir tidak mungkin dicapai dalam kondisi praktis. Namun produsen perangkat Op-Amp selalu berusaha untuk memproduksi Op-Amp yang mendekati kondisi idealnya ini. Oleh karena itu, sebuah Op-Amp yang baik adalah Op-Amp yang memiliki karakteristik yang hampir mendekati kondisi Op-Amp Ideal.
1. Susun rangkaian seperti pada gambar
2.Setelah itu tekan Run
Prinsip Kerja:
Posisi awal seluruh saklar dalam keadaan open, menandakan air dalam keadaan kosong, Maka logika 0 masuk ke U3, maka menurut sifat gerbang logika AND yang bersifat perkalian maka output gerbang U3 adalah 0 maka masuk ke gerbang OR U9. Input kedua kaki OR U9 adalah 0 sehingga outputnya masuk ke gerbang U11. Input kedua kaki U11 adalah 0 sehingga outputnya adalah logika 0 kemudian masuk ke inverter dan sehingga outputnya berlogika 1 yang masuk ke LED 1 sehingga LED 1 hidup yang menandakan level air kosong. Logika 1 dari LED 1 kemudian masuk ke gerbang OR U16 dan kemudian di inverter menjadi logika 0. Sehingga tidak ada tegangan. pada basis transistor Q1 maka transistor dalam keadaan OFF sehingga arus dari Vcc tidak bisa mengalir ke collector dan emittor Q1 sehingga relay off dan motor tidak hidup sehingga pompa air mati.
Saat level air sangat rendah saklar 1 dalam keadaan closed, menandakan level air dalam keadaan sangat rendah, Maka logika 1 masuk ke U1, dan logika 0 masuk ke input U1 maka menurut sifat gerbang logika AND yang bersifat perkalian maka output gerbang U1 adalah 0 lalu masuk ke inverter sehingga logikanya menjadi 1. Logika 1 kemudian masuk ke U1 sehingga memberikan ouput 1 dan menghidupkan LED 2 yang menandakan air dalam level sangat rendah. Logika 1 dari inverter U12 kemudian masuk gerbang OR U18 dengan input di kaki lainnya yang juga 0 dari output gerbang AND U4 sehingga menghasilkan logika 0 dan kemudian diinverter oleh U16 sehingga ada tegangan yang mengaktifkan base dari transistor Q1. Karena base transistor Q1 dalam keadaan ON maka arus dari Vcc dapat mengalir dari collector menuju dioda, namun karena dioda dalam keadaan reverse bias maka arus tidak dapat mengalir dan kemudian mengalir menuju relay kemudian ke collector lalu ke emittor Q1 dan ke ground. Sehingga relay dalam keadaan aktif. Arus dari baterai kemudian memutar motor sehingga pompa air hidup.
Saat level air sedang saklar 2 dalam keadaan closed, menandakan level air dalam keadaan rendah, Maka logika 1 masuk ke U1, dan logika 1 masuk ke input U1 maka menurut sifat gerbang logika AND yang bersifat perkalian maka output gerbang U1 adalah 1 lalu masuk ke inverter sehingga logikanya menjadi 0. Lalu masuk kembali ke inverter U6 sehingga berubah menjadi logika 1 dan masuk ke gerbang AND U8. Input logika 1 dari U1 masuk ke U2 dan input di kaki lainnya adalah 0 maka outputnya adalah 0. Ouputnya kemudian masuk ke inverter U7 sehingga outputnya logika 1 kemudian kedua output logika 1 masuk ke U8 maka outputnya adalah logika 1 sehingga menghidupkan LED 3 yang menunjukkan bahwa level air dalam keadaan rendah. Logika 1 dari inverter U12 kemudian masuk gerbang OR U18 dengan input di kaki lainnya yang juga 0 dari output gerbang AND U4 sehingga menghasilkan logika 0 dan kemudian diinverter oleh U16 sehingga ada tegangan yang mengaktifkan base dari transistor Q1. Karena base transistor Q1 dalam keadaan ON maka arus dari Vcc dapat mengalir dari collector menuju dioda, namun karena dioda dalam keadaan reverse bias maka arus tidak dapat mengalir dan kemudian mengalir menuju relay kemudian ke collector lalu ke emittor Q1 dan ke ground. Sehingga relay dalam keadaan aktif. Arus dari baterai kemudian memutar motor sehingga pompa air tetap hidup.
Saat level air sedang saklar 3 dalam keadaan closed, menandakan level air dalam keadaan sedang, Maka logika 1 masuk ke U2, dan mendapatkan input 1 dari kaki yang lain maka menurut sifat gerbang logika AND yang bersifat perkalian maka output gerbang U2 adalah 1 lalu masuk ke U14 dengan input kaki lainnya juga 1 sehingga logikanya menjadi 1 sehingga menghidupkan LED 4 yang menunjukkan bahwa level air dalam keadaan sedang. Logika 1 dari inverter U12 kemudian masuk gerbang OR U18 dengan input di kaki lainnya yang juga 0 dari output gerbang AND U4 sehingga menghasilkan logika 0 dan kemudian diinverter oleh U16 sehingga ada tegangan yang mengaktifkan base dari transistor Q1. Karena base transistor Q1 dalam keadaan ON maka arus dari Vcc dapat mengalir dari collector menuju dioda, namun karena dioda dalam keadaan reverse bias maka arus tidak dapat mengalir dan kemudian mengalir menuju relay kemudian ke collector lalu ke emittor Q1 dan ke ground. Sehingga relay dalam keadaan aktif. Arus dari baterai kemudian memutar motor sehingga pompa air tetap hidup.
Saat level air sedang saklar 4 dalam keadaan closed, menandakan level air dalam keadaan penuh, Maka logika 1 masuk ke U14, dan mendapatkan input 1 dari kaki yang lain maka menurut sifat gerbang logika AND yang bersifat perkalian maka output gerbang U14 adalah 1 dan mengaktifkan LED 4 yang menandakan air sudah penuh. Logika 1 dari gerbang AND U4 kemudian masuk ke gerbang OR U16 yang menghasilkaan output logika 1 dan kemudian di inverter menjadi logika 0. Sehingga tidak ada tegangan. pada basis transistor Q1 maka transistor dalam keadaan OFF sehingga arus dari Vcc tidak bisa mengalir ke collector dan emittor Q1 sehingga relay off dan motor tidak hidup sehingga pompa air mati. Logika 1 dari AND U4 kemudian masuk ke op-amp untuk diperkuat, lalu masuk ke transistor Q2 sehingga ada tegangan yang mengaktifkan base dari transistor Q2. Karena base transistor Q2 dalam keadaan ON maka arus dari Vcc dapat mengalir dari collector menuju dioda, namun karena dioda dalam keadaan reverse bias maka arus tidak dapat mengalir dan kemudian mengalir menuju relay kemudian ke collector lalu ke emittor Q2 dan ke ground. Sehingga relay dalam keadaan aktif. Arus dari baterai kemudian memutar menghidupkan LED dan buzzer sebagai pertanda bahwa air telah penuh.
6. Link Download [back]
Materi - Download
Datasheet AND 7408 - Download
Datasheet XOR - Download
Datasheet Inverter - Download
Datasheet Op-Amp - Download
File Html - Download
File Rangkaian Simulasi - Download
Video Rangkaian Simulasi - Download
