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