M. Qolbi Al Zikri: Mikro A

Sistem Penyortir Barang berdasarkan ketinggian

(sensor ultrasonik, loadcell, infrared)

KELOMPOK 14

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Abstrak

2. Pendahuluan

3. Tinjauan Pustaka

4. Metodologi Penelitian

5. Hasil dan Pembahasan

Visualisasi Alat

REFERENSI Jurnal :

1. Soleh, H. et al. (2014) ‘Prototipe Penyortir Barang Berdasarkan Warna, Bentuk Dan Tinggi Berbasis Programmable Logic Controller (Plc) Dengan Penggerak Sistem Pneumatic’, Jurnal Mikrotiga, 1(2).

2. Krisnu Wardana, I. G., Gunantara, N. and Pramaita, N. (2019) ‘Penyeleksi Barang Berdasarkan Tinggi Berbabis Microcontroller Atmega 8535 Dengan Konveyor’, Jurnal SPEKTRUM, 6(1), p. 16. doi: 10.24843/spektrum.2019.v06.i01.p03.

3. TUGAS AKHIR TE MESIN PENGELOMPOK BARANG BERDASARKAN KETINGGIAN DAN KONVEYOR PENGANGKUT MENGGUNAKAN PLC Andrik Kurnia Adi Pratama NRP Rahmat Bagus Prasojo NRP Dosen Pembimbing Ir. Josaphat Pramudijanto, M.Eng. PROGRAM D3 TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2015

4. Nuryusuf, M. F. (2020) ‘Sistem Penyortiran Barang Otomatis Berdasarkan Jenis Layanan Pengiriman Logistik Berbasis PLC’.

5. Surya, A. et al. (no date) ‘Tcs230 Berbasis Plc’, pp. 1–8.

Tips dan Trik (Pencarian) :

1. Tips penyortiran barang berdasarkan ketinggian

https://youtu.be/w0iLt8YpIfo

2. Simulasi Penyortiran Barang Berdasarkan Tinggi | Factory IO

https://youtu.be/vOLu_hlumtA

3. Apa Itu Sortir : Arti Dan Cara Sortir Barang Di Gudang & Rumah

https://komerce.id/blog/cara-sortir-barang/

4. Langkah melakukan sortir barang

https://kargo.tech/blog/cara-sortir-barang-dengan-cepat-di-bagian-logistik/

5. Cara Sortir Barang Dengan Cepat di Bagian Logistik

https://www.hashmicro.com/id/blog/langkah-langkah-dalam-melakukan-sortir-di-gudang-sortir-barang/

6. Pencarian sortir barang

https://www.researchgate.net/publication/338981299_Desain_Prototipe_Mesin_Sortir_Barang_Otomatis

7. Sortir dalam proses pengiriman barang

https://www.indonekargo.com/sortir-adalah/

1. Abstrak [Back]

Dalam era Industri 4.0 banyak pekerjaan manusia yang telah dimudahkan oleh mesin. Penggunaan mesin untuk meningkatkan efisiensi dan percepatan produksi. Proses pemilahan hasil produksi biasanya dilakukan secara manual. Salah satu proses pemilahan barang adalah pemilahan barang berdasarkan ketinggian. Sistem yang dirancang bermanfaat untuk proses pemilahan barang secara otomatis. Sistem dirancang menggunakan tiga buah sensor yang saling terintegrasi membentuk sistem automasi. Terdapat dua aktuator berupa motor dc dan servo penyortir. Sistem dapat menyortir barang menjadi 2 kelompok yaitu barang sesuai dan barang yang tidak sesuai.

2. Pendahuluan [Back]

Dewasa ini perusahaan selalu berupaya untuk mengganti pekerjaan yang selama ini dilakukan oleh manusia untuk digantikan dengan mesin-mesin dalam rangka efisiensi dan peningkatan kualitas produksinya. Misalnya, proses produksi yang pada awalnya masih dilakukan secara manual seperti pada proses pengelompokan barang yang secara khusus akan dikelompokkan berdasarkan ketinggian barangnya. Pada suatu proses produksi seperti produksi pangan, kemasan yang dibuat bermacam-macam tergantung jumlah isinya. Contohnya kemasan dengan netto 500g berbeda dengan kemasan 1000g. Untuk ukuran panjang dan lebar bisa sama tapi untuk ukuran tinggi kemasan berbeda-beda. Jikaproses produksi tersebut dilakukan dalam jumlah yang besar dantempat pengemasan menjadi satu, maka kemasan-kemasan tersebut perlu dipilah-pilah sesuai kelompoknyaberdasarkan ketinggian barangsebelummasuk ke proses pendistribusian. Hal ini dapat diwujudkan dengan pembuatan alat dengan sistem pengelompokan barangberdasarkan ketinggian barang secara otomatis, dimana didalam sistem ini terdiri dari perlengkapan distribusi barang yang berupa konveyor. Dengan menggunakan sensor keadaan, dapat dimanfaatkan sebagai sensor deteksi untuk memilah barang berdasarkan ketinggiaanbarang tersebut. Dari berbagai permasalahan di atas,dirancang sistem penyortir barang otomatis. Sensor infrared berfungsi untuk menghitung barang yang telah tersortir. Sensor ultrasonik berfungsi untuk menghitung tinggi barang yang melewati conveyor. Sensor loadcell berfungsi untuk menghitung berat barang yang telah tersortir.

3. Tinjauan Pustaka [Back]

a. Conveyor belt merupakan alat yang digunakan untuk membantu dalam menyelesaikan pekerjaannya. Alat ini bisa digunakan untuk mengangkut unit dalam jumlah yang besar. Bagian dari alat ini terdiri dari mesin berbentuk sabuk yang bisa tahan terhadap beragam pengangkutan benda yang padat. Sabuk ini bisa terbuat dari berbagai jenis bahan. Misalnya saja bisa dari plastik, karet, kulit, logam, ataupun bahan lainnya tergantung pada jenis dan juga sifat bahan yang diangkut dengan menggunakan conveyor belt ini. Pada conveyor belt yang menggunakan bahan dasar logam, biasanya digunakan untuk mengangkut bahan-bahan yang panas dan juga berat. Hal ini disesuaikan dengan sifat logam yang tahan terhadap panas dan juga mampu untuk menahan beban yang cukup berat. Gambar Conveyor belt dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Conveyor Belt

b. Load cell adalah sebuah alat uji perangkat listrik yang dapat mengubah suatu energi menjadi energi lainnya yang biasa digunakan untuk mengubah suatu gaya menjadi sinyal listrik. Perubahan dari satu system ke system lainnya ini tidak langsung terjadi dalam dua tahap saja tetapi harus melalui tahap-tahap pengaturan mekanikal, kekuatan dan energi dapat merasakan perubahan kondisi dari baik menjadi kurang baik.

Pada strain guage (load cell) atau biasa disebut dengan deformasi strain gauge. The strain gauge mengukur perubahan yang berepengaruh pada strain sebagai sinyal listrik, karena perubahan efektif terjadi pada beban hambatan kawat listrik. Sebuah sel/slot beban umumnya terdiri dari empat aspek pengukur regangan dalam sistem konfigurasi pada Wheatstone Bridge. Sel/slot beban dari satu strain gauge atau dua pengukur regangan.

Output sinyal listrik biasanya disediakan serta di urutankan beberapa milivolt dan membutuhkan amplifikasi oleh penguat instrumentasi sebelum dapat digunakan. Output dari pemantauan perubahan kondisi dapat ditingkatkan untuk menghitung gaya yang diterapkan untuk perabaikan dan pemantauan kondisinya. Berbagai jenis sel/slot beban yang ada termasuk sel/slot beban hidrolik,

c. Motor DC

Motor DC adalah jenis motor listrik yang harus menggunakan beberapa jenis arus searah atau direct current. Jadi pada motor DC, daya DC yang dihasilkan diubah menjadi energi mekanik berupa putaran atau gerak. Motor umumnya dibagi menjadi dua jenis: motor AC dan motor DC.

Motor DC atau motor DC adalah suatu alat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerak (motion). Motor DC ini bisa juga disebut motor DC. Seperti namanya, motor DC memiliki dua terminal dan membutuhkan arus searah (DC) untuk menggerakkannya. Motor DC ini biasa digunakan pada peralatan elektronik dan listrik yang menggunakan daya DC seperti portable vibrator, kipas DC dan bor listrik DC.

Motor DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasa dikenal dengan RPM (Revolutions Per Minute) dan dapat berputar searah atau berlawanan arah jarum jam jika elektroda motor DC berlawanan arah jarum jam. Motor DC datang dalam berbagai ukuran dan kecepatan. Kebanyakan motor DC memberikan kecepatan putaran sekitar 3000 rpm sampai 8000 rpm dengan tegangan operasi dari 1,5 V sampai 2V.

Jika tegangan yang diberikan pada tegangan motor DC lebih rendah dari tegangan kerja maka akan memperlambat kecepatan putaran motor DC. Sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan kerja akan membuat motor DC berjalan lebih cepat. Namun, ketika tegangan yang diberikan ke motor DC turun di bawah tegangan operasi yang ditentukan, motor DC tidak dapat berputar atau berhenti. (Motor DC)

Pada motor DC, kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konverter energi baik energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya dari energi mekanik menjadi energi listrik (generator) berlangsung melalui medium medan magnet. Energi yang akan diubah dari suatu sistem ke sistem yang lain, sementara akan tersimpan pad medium medan magnet untuk kemudian dilepaskan menjadi energi system lainya. Dengan demikian, medan magnet disini selain berfungsi sebagi tempat penyimpanan energi juga sekaligus proses perubahan energi, dimana proses perubahan energi pada motor arus searah dapat digambarkan pada gambar

Dalam aplikasinya seringkali sebuah motor digunakan untuk arah yang searah dengan jarum jam maupun sebaliknya. Untuk mengubah putaran dari sebuah motor dapat dilakukan dengan mengubah arah arus yang mengalir melalui motor tersebut.

d. Sensor Infrared

Sensor Infrared Proximity FC-51 memiliki Infrared Transmitter dan Infrared Receiver yang akan mendeteksi keberadaan hambatan didepan modul sensor. Infrared Transmitter adalah bagian yang memancarkan radiasi infra merah, sehingga biasa disebut IR LED. Meskipun IR LED tampak seperti LED normal pada umumnya, namun radiasi yang dipancarkan oleh IR LED tidak akan terlihat oleh mata manusia. Infrared Receiver adalah bagian yang mendeteksi radiasi dari Infrared Transmitter. IR Transmitter biasanya berbentuk photodioda dan phototransistor. Photodioda Infrared berbeda dari photodioda normal karena hanya mendeteksi radiasi infrared saja. Output dari sensor ditentukan berdasarkan intensitas penerimaan yang diterima photodioda. Berikut ini adalah bentuk fisik dari Sensor Infrared (IR) Proximity FC-51 :

Pada modul ini terdapat potensiometer yang dapat digunakan untuk mengatur jangkauan pendeteksian. Modul ini menggunakan komparator IC LM393. Rangkaian komparator pada modul ini menggunakan mode non-inverting di mana ketika tegangan pada pin (+) lebih besar dari pin (-) , maka output akan berayun ke arah V+, tetapi jika tegangan pada pin (+) lebih kecil dari pin (-), maka output akan berayun ke arah V-.

Pada Modul rangkaian komparator ini LED obstacle yang berada di modul FC-51 ini akan padam ketika output berayun ke arah V+ dan LED obstacle yang berada di modul FC-51 ini akan menyala ketika output berayun ke arah V-.

e. Sensor Ultrasonik

Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.

Sensor Ultrasonik

Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu di depannya, frekuensi kerjanya pada daerah gelombang suara dari 40 KHz hingga 400KHz.

Ultrasonik modul umumnya berbentuk papan elektronik ukuran kecil dengan rangkaian elektronik dan 2 buah transducer. Dari 2 buah transducer ini, salah satu berfungsi sebagai transmitter dan satu lagi menjadi receiver sekaligus. Tersedia pin VCC, TRIG, ECHO dan GND. Prinsip kerja sensor ultrasonik ini dapat dilihat pada gambar berikut :

Cara kerja ultrasonic sensor

Prinsip kerja sensor ultrasonik yaitu pantulan gelombang suara digunakan untuk mendefinisikan atau jarak suatu objek dengan frekuensi tertentu. Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip kerja pantulan gelombang suara, dimana sensor menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkap kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar pengindra. Perbedaan waktu antara gelombang suara yang dipancarkan dan diterima kembali adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang dapat diindranya adalah zat padat, zat cair dan butiran. Sensor ultrasonik dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler melalui satu pin I/O.

Secara detail, cara kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:

o Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.

o Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut.

o Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus :

S = 340.t/2

dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.

Motor servo

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Tampak pada gambar dengan pulsa 1.5 mS pada periode selebar 2 mS maka sudut dari sumbu motor akan berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam.

Motor servo adalah motor yang berputar lambat, dimana biasanya ditunjukkan oleh rate putarannya yang lambat, namun demikian memiliki torsi yang kuat karena internal gearnya. Lebih dalam dapat digambarkan bahwa sebuah motor servo memiliki :

(a) 3 jalur kabel : power, ground, dan control

(b) Sinyal control mengendalikan posisi

(c) Operasional dari servo motor dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum.

(d) Konstruksi didalamnya meliputi internalgear, potensiometer, dan feedback control.

Jumper

Kabel jumper adalah kabel elektrik yang memiliki pin konektor di setiap ujungnya dan memungkinkan untuk menghubungkan dua komponen yang melibatkan Arduino tanpa memerlukan solder.

Biasanya kabel jamper digunakan pada breadboard atau alat prototyping lainnya agar lebih mudah untuk mengutak-atik rangkaian.

Konektor yang ada pada ujung kabel terdiri atas dua jenis yaitu konektor jantan (male connector) dan konektor betina (female connector).

Breadboard

Breadboard terdiri dari lubang yang digunakan untuk menempatkan terminal komponen dan kemudian lubang ini dihubungkan satu sama lain menggunakan berbagai kabel/kawat.

Dua baris pertama (atas) dan dua baris terakhir (bawah) papan breadboard digunakan untuk positif (satu baris pertama dan terakhir dua) dan untuk negatif (baris lain dari dua pertama dan terakhir).

Pada gambar breadboar di atas, dua baris pertama (atas) dan terakhir (bawah) papan breadboard terdiri dari 5 lubang di setiap kolom (total 10 kolom) saling terhubung secara horizontal satu sama lain secara internal.

Jika terminal sumber daya terhubung dalam satu lubang satu kolom di baris atas atau bawah (salah satu dari dua baris), maka daya listrik yang sama dapat diambil dari lima lubang berturut-turut di kolom yang sama.

Arduino Uno

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Arduino uno memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

Setiap 14 pin digital pada arduino uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalwrite(), dan digitalRead(). Fungsi fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 volt, Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm.

Input dan Output

Setiap 14 pin digital pada ArduinoUno dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor 20-50 Kohms.

Catu Daya

ArduinoUno dapat beroperasi melalui koneksi USB atau power supply. Dalam penggunaan power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan dengan jack adaptor pada koneksi port input supply.

Memory

Arduino memiliki 32 KB flash memory4 untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader.Arduino memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.

Perangkat Lunak (Arduino Software)

Lingkungan open-source Arduino atau Arduino IDE5 memudahkan untuk menulis kode dengan meng-upload ke I/O board. Ini berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak open-source lainnya.

Pemograman

Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino. Pilih ArduinoUno dari Tool lalu sesuaikan denganMicrocontroller yang digunakan.

Resetter

Tombol reset Arduino Uno dirancang dengan cara yang memungkinkan untuk mengatur ulang oleh perangkat lunak yang berjalan pada computer yang terhubung.

Arduino IDE

IDE (Ingrated Development Environment) yang diperuntukan untuk membuat perintah atau source code, melakukan pengecekan kesalahan,kompilasi,upload program, dan menguji hasil kerja arduino melalui serial monitor

RESISTOR
Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini :

Simbol Resistor
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.

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :

Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :
1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi
2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

Rumus Resistor:

Seri : R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

Paralel: 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n

Dimana :
R_total = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

Resistor

Specifications
Resistance (Ohms)	10K, 500K
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

Data sheet resistor:

Transistor

Transistor adalah komponen 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, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Transistor Bipolar adalah salah satu jenis transistor yang terbentuk dari 2 dioda sehingga memiliki polaritas atau sisi positif dan sisi negatif. Biasanya transistor Bipolar atau disebut dengan BJT (Basis Junction Transistor) memiliki 2 jenis, diantaranya yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Transistor ini memiliki 3 polaritas yang biasa disebut B (Basis), E (Emiter), C (Collector). Basis berfungsi sebagai base atau tempat berkumpulnya kumpulan aliran arus yang masuk ke transistor, Emiter dan Collector sebagai aliran arus masuk dan keluar.

Lambang Transistor BJT

Sudah jelas seperti gambar di atas bahwa transistor PNP memiliki simbol yang arah panahnya masuk dan sebaliknya untuk NPN arah panah dari emiter mengarah keluar.

Bentuk aliran arus pada sebuah transistor dapat dirumuskan dengan hukum KCL ( Kirchoff Current Law) Atau hukum Kirchoff I, yang dirumuskan sebagai berikut.

Ie = Ic + Ib

Keterangan :
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector
Ib = Arus Basis

Pada Transistor BJT nilai arus Ib relatif sangat kecil terhadap Ic, maka Ib ini dapat diabaikan. Sehingga persamaan diatas bisa berubah menjadi

Ie = Ic

Keterangan :
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector

Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V

Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.

Gelombang input dan output transistor

Op-amp

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :

Rumus penguatan op-amp
- Op-amp inverting

Av = – ( Rf / Ri )

- Op-amp non-inverting

Av = ( Rf / Ri ) + 1

Gelombang input dan output op-amp

Sensor Infrared

Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem. Pemancar pada sistem ini tediri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

Sensor infrared di proteus

Grafik respon

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. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Simbol di proteus

LCD 16x2

LCD (Liquid Crystal Display) merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk menampilkan suatu data dapat berupa karakter, huruf, symbol maupun grafik. Karena ukurannya yang kecil maka LCD banyak dipasangkan dengan Mikrokontroller. LCD tersedia dalam bentuk modul yang mempunyai pin data, control catu daya, dan pengatur kontras.

Keterangan PIN LCD 16x2

i) GND : catu daya 0Vdc

ii) VCC : catu daya positif

iii) Constrate : untuk kontras tulisan pada LCD

iv) RS atau Register Select :

(1) High : untuk mengirim data

(2) Low : untuk mengirim instruksi

v) R/W atau Read/Write

(1) High : mengirim data

(2) Low : mengirim instruksi

(3) Disambungkan dengan LOW untuk pengiriman data ke layar

vi) E (enable) : untuk mengontrol ke LCD ketika bernilai LOW, LCD tidak dapat diakses

vii) D0 – D7 = Data Bus 0 – 7

viii) Backlight + : disambungkan ke VCC untuk menyalakan lampu latar.

ix) Backlight – : disambungkan ke GND untuk menyalakan lampu latar

LED

    Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

simbol di proteus :

L293D Motor Driver

Gambar IC L293D

IC L293D adlah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.

Fungsi PIN

(1) Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC.

(2) Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC

(3) Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang dihubungkan ke motor DC

(4) Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol dirver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.

(5) Pin GND (Ground) adalah jalu yang harus dihubungkan ke ground, pin GND ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.

Dioda

Dioda atau disebut juga sinyal dioda adalah komponen dasar semikonduktor aktif yang hanya bisa mengalirkan arus satu arah saja (forward bias) yaitu dari arah positip (Anoda) ke arah negatif (Katoda) namun memblok arus untuk arah sebaliknya. Dalam rangkaian elektronika dioda diibaratkan sebagai kran/katup listrik satu arah. Dioda memiliki dua elektroda yaitu elektroda positip (Anoda) dan elektroda negatif (Katoda). Secara umum dioda biasa dipakai untuk merubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) atau disebut sebagai Rectifier.

Dioda dibuat dari bahan semikonduktor seperti germanium (Ge), Silicon (Si) dan galium arsenide (GaAs), sifat listrik pada jenis material tersebut ialah menengah atau dengan kata lain tidak baik sebagai konduktor dan tidak baik juga sebagai insulator, sifat ini dinamakan semikonduktor.

Material semikonduktor memiliki sangat sedikit "elektron bebas" karena molekul atomnya terkumpul bersama dalam bentuk pola kristal yang sering disebut "kisi kristal". Untuk meningkatkan daya hantar listrik pada material ini maka perlu dicampurkan "kotoran atom" pada struktur kristalnya sehingga menghasilkan lebih banyak elektron bebas dan lubang atom. Untuk menghasilkan sisi Negatif (katoda) pada dioda maka material semikonduktor biasanya dicampurkan kotoran atom dengan bahan seperti: Arsenik, Antimony atau Fosfor. dan untuk menghasilkan sisi positip (Anoda) dicampur dengan kotoran atom dari bahan Aluminium, Boron atau Galium.

Jenis dan Simbol Dioda

Seperti penjelasan diatas, Jenis dioda tergantung dari bahan material yang dipakai saat pembuatannya, dibawah ini adalah contoh gambar dan simbol dari jenis-jenis dioda:

1. Dioda Silicon

Terbuat dari bahan Germanium, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,7V, pada rangkaian elektronika biasa dipakai sebagai penyearah (rectifier). Contoh dioda Germanium adalah: 1N4000 series dan 1N5000 series dll.

2. Dioda Germanium

Terbuat dari bahan Silicon, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,3V. Biasa diaplikasikan sebagai dioda penyearah. contoh dioda silicon adalah: IN4148 atau 1N914 dll.

3. Dioda Zener

Terbuat dari bahan silikon, dioda zener atau sering disebut juga "breakdown diode" berfungsi sebagai pembatas tegangan pada rangkaian, atau dengan kata lain dioda zener adalah komponen regulator tegangan sederhana. dioda zener memiliki rating tegangan antara 1 sampai ratusan volt dengan daya mulai dari 1/4w.

4. Light Emitting Diode atau LED

Adalah jenis dioda yang dapat mengeluarkan cahaya, LED yang banyak dipasaran berbentuk kubah bulat dan juga kotak persegi dengan variasi warna merah, kuning, hijau, biru atau putih. batas arus maksimum LED adalah 20mA. dan memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) antara 1,2v sampai 3,6v tergantung dari jenis warna LED.

5. Dioda Schottky

disebut juga dioda power memiliki drop tegangan maju (forward bias) yang rendah, namun rating arus dan tegangannya tinggi. Biasa dipakai sebagai penyearah pada frekuensi tinggi, sering dipakai pada rangkaian pengisian battre, AC Rectifier dan Inverter.contoh untuk dioda schotky adalah 5819 atau 58xx dll.

Potensiometer

Potensiometer adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah:

- Penyapu atau disebut juga dengan Wiper

- Element Resistif

- Terminal

Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu:

· Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya

· Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.

· Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.

Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon). Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).

Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut: ·

· Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.

· Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply

· Sebagai Pembagi Tegangan Aplikasi Switch TRIAC

· Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser

· Sebagai Pengendali Level Sinyal

Sensor LOADCELL

Load cell adalah jenis transduser gaya (sensor gaya). Ini mengubah gaya yang diberikan pada sel beban, seperti tegangan, kompresi, atau tekanan, menjadi sinyal listrik. Kekuatan sinyal berbanding lurus dengan gaya yang diterapkan.

Sel beban pengukur regangan adalah jenis sel beban yang paling umum digunakan dalam aplikasi industri. Tubuh (atau "elemen pegas") dari sel beban industri terdiri dari logam fleksibel minimal di mana pengukur regangan telah diamankan. Saat gaya diterapkan, elemen pegas sedikit berubah bentuk tetapi cukup elastis untuk kembali ke bentuk aslinya.

Saat bentuk elemen pegas berubah, demikian pula bentuk pengukur regangan yang melekat padanya, sehingga meningkatkan atau menurunkan hambatan listriknya. Ketika arus dilewatkan melalui pengukur regangan, variasi resistansi ini akan tercermin dalam keluaran tegangan terukur. Karena perubahan keluaran ini sebanding dengan jumlah berat yang diterapkan, berat benda kemudian dapat ditentukan dari perubahan voltase.

Load cell bekerja berdasarkan regangan dan tekanan dari strain gauge. Ketika beban diterapkan, badan load cell mengalami deformasi elastis yang menyebabkan terjadinya kompresi (compression) dan tekanan (tension) pada strain gauge yang terpasang. Strain gauge yang berada dalam kondisi terkompresi, kawat grid akan mengalami perubahan kondisi menjadi lebih tebal dan lebih pendek (Gambar 11 (a)). Sedangkan strain gauge yang berada dalam tekanan, kawat grid akan lebih tipis dan lebih panjang (Gambar 3.3 (b)). Dari proses kompresi dan tekanan tersebut strain gauge akan menghasilkan perubahan tahanan listrik atau resistansi.

Agar elemen pegas membelok tanpa deformasi permanen, jumlah defleksi harus minimal. Perhitungan berdasarkan perubahan resistansi kecil dari satu pengukur regangan tidak terlalu akurat dan dapat mengalami kesalahan. Untuk mengkompensasi hal ini, dan memungkinkan tingkat akurasi yang sangat tinggi dalam sel beban, beberapa pengukur regangan digunakan. Diatur dalam konfigurasi jembatan Wheatstone (seimbang ketika tidak ada beban diterapkan) perubahan keseluruhan dalam perlawanan di semua 4 pengukur regangan dapat ditentukan dengan menggunakan hukum Ohm dan persamaan di bawah ini.

4. Rancangan[Back]

Gambaran 3D Visualizer