Reyhan Abigail 232061: Komparator Inverting dengan Vref =-

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

1. Pendahuluan [kembali]

Komparator inverting merupakan rangkaian elektronik yang memanfaatkan penguat operasional (op-amp) untuk mengevaluasi dua tegangan. Hasilnya ditunjukkan melalui keluaran tegangan tinggi atau rendah. Dalam susunan inverting, tegangan acuan dihubungkan ke terminal non-inverting (positif), sementara tegangan masukan yang akan dibandingkan dihubungkan ke terminal inverting (negatif) op-amp. Keluaran komparator akan berubah berdasarkan perbandingan antara tegangan masukan dan acuan.

Komponen utama dalam komparator inverting meliputi:

Tegangan Acuan: Dihubungkan ke terminal non-inverting (+) op-amp, berfungsi sebagai nilai pembanding yang tetap.
Tegangan Masukan: Dihubungkan ke terminal inverting (-) op-amp, merupakan tegangan yang akan dibandingkan dengan tegangan acuan.
Keluaran: Menghasilkan salah satu dari dua level tegangan, bergantung pada hasil perbandingan. Pada komparator inverting, jika tegangan masukan lebih kecil dari tegangan acuan, keluaran akan berada pada level tegangan tinggi (misalnya, tegangan catu daya positif). Sebaliknya, jika tegangan masukan lebih besar dari tegangan acuan, keluaran akan berada pada level tegangan rendah (misalnya, ground atau tegangan catu daya negatif).

2. Tujuan [kembali]

Dapat memahami apa yang dimaksud dengan Komparator Inverting
Dapat memahami rangkaian Komparator Inverting
Dapat mensimulasikan rangkaian Komparator Inverting

3. Alat dan Bahan [kembali]
ALAT

- Baterai

Baterai digunakan pada rangkaian ini berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menjalankan rangkaian.
-DC Voltmeter

untuk mengetahui beda potensial tegangan DC
BAHAN
-Sensor Hujan

Raindrop Sensor adalah alat yang digunakan untuk merasakan hujan. Ini terdiri dari dua modul, papan hujan yang mendeteksi hujan dan modul kontrol , yang membandingkan nilai analog, dan mengubahnya menjadi nilai digital.
-sensor touch

Sensor merupakan sebuah modul sensor yang berfungsi seperti tombol/saklar, namun cara penggunaanya hanya perlu dengan menyentuhnya menggunakan jari kita.
-sensor sound

sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran listrik yang akan dioleh mikrokontroler
-Resistor

sebagai tahanan dan komponen pasif

- LED

LED suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju.
-Motor DC

Komponen tersebut berfungsi mengubah arus listrik searah yang masuk menjadi gerak kinetik.

- Suply 15V

Sumber masukan daya rangkaian (bisa juga memakai adaptor)
-Dioda

untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
- Transistor NPN 2N2222A

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
- Relay

Memiliki fungsi sebagai kontrol saklar (pemutus atau penghubung arus

4. Dasar Teori [kembali]

Komparator Inverting Voltage reference Negatif

Rangkaian komparator inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref ≠ 0 Volt adalah seperti gambar 93.

Misalkan tegangan output Vo = -Vsat seperti gambar 95 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah VLT:

Bentuk gelombang tegangan output Vo adalah seperti pada gambar 96 dan gambar 97 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 98 dan gambar 99.

Vref ≠ 0 Saat Vo bernilai negatif

Vsine akan mengeluarkan gelombang input yang kemudian diteruskan ke kaki inverting op-amp dan terus ke tegangan referensi yang bernilai negatif. jika Vi > VLT maka Vo bernilai - dan jika Vi ≤ VLT maka Vo bernilai +

Sensor Hujan

Sensor Hujan FC-37 bilamana terkena hujan maka akan meningkatkan resistansinya sehingga tegangan output yang dikeluarkan oleh sensor ini akan semakin kecil bila tingkat intensitas hujan semakin tinggi.
Rain Sensor ini memiliki teori mendasar yang diambil dari Resistive Humadity Sensor, dimana sensor ini tersusun secara paralel dari konduktor-konduktor yang diletakan pada sebuah papan film pada jarak tertentu, dengan kata lain dengan tersusunnya konduktor-konduktor tersebut pada jarak yang telah ditentukan maka seolah-olah kita memberikan resistansi yang besar bagi arus listrik yang mengalir pada konduktor-konduktor tersebut, berdasarkan rumus V = IR,kita dapat memainkan tegangan dengan resistasi yang berubah-ubah tersebut.

Prinsip Kerja dari Film Board sensor hujan ini adalah sebagai berikut:

Ketika konduktor-konduktor yang tersusun secara paralel tersebut terkena mengenai air, maka arus listrik yang mengalir akan lebih mudah dibandingkan tidak ada air, karena celah-celah yang diberikan kepada konduktor-konduktor tersebut berkurang sehingga resistanis yang awalnya cukup besar menjadi berkurang sesuai dengan kadar air yang tersentuh konduktor-konduktor papan film tersebut
Semakin banyak air yang tersentuh oleh konduktor-konduktor papan film tersebut, maka semakin kecil pula resistansinya, sehingga berdasarkan Hukum Khirchoff :V = I . R

Apabila tingkat intensitas tegangan hujan semakin kecil, maka resistansinya meningkat dan tegangan ouput semakin besar. Sensitivas pada sensor ini dapat diatur dengan mengubah potensiometer yang terdapat pada modul LM393.
LM393 adalah Komparator yang di dalamnya terdapat dua Komparator tegangan yang independent. Komparator ini didesain dapat beroperasi pada single power supply dengan tegangan dari 2 sampai 36 volt.

Komparator ini digunakan karena dapat beroperasi tanpa catu daya negatif. Selain itu komparator ini dapat bekerja hanya dengan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt merupakan catu daya yang biasa digunakan mikrokontroler sehingga catu daya dapat diambilkan dari catu daya mikrokontroler apabila sistem yang dibuat menggunakan mikrokontrol

Sensor Suara

     Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
   Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.
   Intensitas suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.
Prinsip kerja sensor suara dapat dijelaskan sebagai berikut:

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen.
Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler. Jika sinyal tersebut diterima oleh mikro kontroler maka akan diolah sesuai dengan program yang dibuat, apakah robot akan berjalan atau berhenti.

Suara yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan disimpan oleh memory. Sebagai contoh jika kita bertepuk tangan 1 kali maka akan dikenali sebagai kondisi 1 atau on sehingga robot dapat berjalan. Jika bertepuk tangan 2 kali maka robot akan mati atau mendapat sinyal kondisi 0. Penggunaan sinyal tergantung dari user bagaimana dia menggunakannya.

Kesensitifan sensor suara dapat diatur, semakin banyak condensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat menjalankan program.

grafik sensor suara

Sensor Sentuh

Digital Touch Sensor inilah salah satu saklar modern. Digital Touch Sensor merupakan sebuah modul sensor yang berfungsi seperti tombol/saklar, namun cara penggunaanya hanya perlu dengan menyentuhnya menggunakan jari kita. Pada saat disentuh oleh jari, sensor akan mendeteksi aliran arus listrik pada tubuh manusia karena tubuh manusia dapat mengalirkan listrik. Data akan berlogika 1 (HIGH) saat disentuh oleh jari dan akan berlogika 0 (LOW) saat tidak disentuh.
Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.

5. Percobaan [kembali]

a)Prosedur percobaan:

-Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus

-Letakkan semua alat dan bahan pada proteus

-Lalu tekan tombol jalankan

-simulasikan semua sensor yang ada

-revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian

-lakukan simulasi kembali

b)Gambar dan Prinsip Kerja Rangkaian

Rangkaian 1

Prosedur dan Prinsip Kerja

Buka Proteus > Component Mode > Amplifier, resistor, dioda, sensor(3 buah), transistor, motor, logicstate, Led, Battery, Buzzer, dan relay.
Buatlah rangkaian dan susunlah seperti pada gambar.
Terminal Mode > Power dan Ground > Tambahkan Power dan Ground pada posisi seperti di gambar.
Untuk mengetahui nilainya tekan Virtual Instruments Mode > DC Voltmeter (Volt) dan AC Voltmeter > Tambahkan DC Voltmeter dan AC Voltmeter seperti pada gambar.

PRINSIP KERJA RANGKAIAN

Pada simulasi ini digunakan 3 buah sensor yaitu sensor hujan,sensor sound,dan sensor touch

Gambar Rangkaian Sound Sensor

Prinsip Kerja Sensor Sound

pada saat test pin berlogika 1,yaitu pada saat mendeteksi adanya suara, maka arus mengalir melalui resistor dan terbaca sebesar 5 volt lalu di perbesar di non inverting dengan rumus voutput=R/R.v input. lalu diteruskan ke resistor dan terbaca sebesar 10 voilt lalu ke kaki base transistor,Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply sebesar 15 volt menuju relaydan terbaca sebesar 0,88 diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif.

Gambar Rangkaian Rain Sensor

Prinsip Kerja Sensor Hujan.

Pada saat test pin berlogika 1, yaitu pada saat mendeteksi adanya genangan, maka arus mengalir melalui resistor dan terbaca sebesar 5 volt lalu di perbesar di non inverting dengan rumus voutput=R/R.v input. lalu diteruskan ke resistor dan terbaca sebesar 10 voilt lalu ke kaki base transistor,Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply sebesar 15 volt menuju relaydan terbaca sebesar 0,88 diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif

Gambar Rangkaian Touch Sensor

Prinsip Kerja Touch Sensor

Apabila mendeteksi ada sentuhan maka logicstate berlogika 1 maka arus mengalir melalui resistor dan terbaca sebesar 5 volt lalu di perbesar di non inverting dengan rumus voutput=R/R.v input. lalu diteruskan ke resistor dan terbaca sebesar 10 voilt lalu ke kaki base transistor,Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply sebesar 15 volt menuju relaydan terbaca sebesar 0,88 diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif

Reyhan Abigail 232061

Komparator Inverting dengan Vref =-

2. Tujuan [kembali]

4. Dasar Teori [kembali]

5. Percobaan [kembali]

6. Download File [kembali]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar