Blog Kuliah: MODUL 1 - SWITCH DAN LED

BRANKAS MODERN

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

Percobaan

*Klik teks untuk menuju

1. PENDAHULUAN [Kembali]

Brankas modern dengan sensor adalah evolusi dari konsep brankas tradisional, dengan penambahan teknologi sensor untuk meningkatkan keamanan dan fungsionalitasnya. Sensor-sensor ini dapat mendeteksi perubahan lingkungan tertentu atau memberikan respons terhadap aktivitas tertentu, memungkinkan brankas untuk memberikan perlindungan yang lebih canggih.

Dalam dunia elektronika, switch dan LED adalah dua komponen yang sangat fundamental dan berperan penting dalam berbagai rangkaian.

Switch adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik dalam suatu rangkaian. Ada berbagai jenis switch yang tersedia, masing-masing dengan karakteristik dan fungsi yang berbeda. Beberapa jenis switch yang umum digunakan antara lain:

Toggle switch : Switch ini memiliki dua posisi, on dan off, dan dapat dipindahkan dengan menekan tombol.
Push button : Switch ini hanya aktif saat tombol ditekan dan kembali ke posisi semula saat tombol dilepas.
Dip switch : Switch ini memiliki beberapa terminal yang dapat dihidupkan atau dimatikan dengan cara menggeser tuas kecil.
Rotary switch : Switch ini memiliki kenop yang dapat diputar untuk memilih antara beberapa posisi yang berbeda.

LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika dialiri arus listrik. LED memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan lampu pijar biasa, antara lain:

Lebih efisien : LED membutuhkan daya yang lebih kecil untuk menghasilkan cahaya yang sama dengan lampu pijar.
Tahan lama : LED memiliki umur yang lebih panjang dibandingkan dengan lampu pijar.
Mudah dikontrol : LED dapat dengan mudah dihidupkan, dimatikan, dan diredupkan menggunakan komponen elektronika lainnya.
Ramah lingkungan : LED tidak mengandung merkuri atau zat berbahaya lainnya seperti lampu pijar

Switch dan LED seringkali dikombinasikan dalam berbagai rangkaian untuk menciptakan berbagai fungsi. Misalnya, switch dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan LED, atau untuk memilih antara warna LED yang berbeda.

Contoh aplikasi switch dan LED:

Saklar lampu
Remote control
Indikator status
Papan iklan
Lampu dekoratif
Traffic light

Switch dan LED seringkali terkait erat dalam berbagai perangkat elektronik. Sebagai contoh, switch dapat digunakan untuk mengontrol daya atau fungsi tertentu pada suatu perangkat elektronik, dan LED dapat berfungsi sebagai indikator visual yang menunjukkan apakah perangkat dalam keadaan aktif atau tidak. Misalnya, pada sebuah saklar dinding, ketika Anda menekannya, Anda tidak hanya menghubungkan atau memutuskan sirkuit listrik, tetapi juga bisa menyebabkan lampu LED untuk menyala atau padam sebagai indikator bahwa perangkat atau lampu yang terhubung melalui switch tersebut sedang aktif atau mati.

Penggunaan switch dan LED sangat umum dalam berbagai aplikasi elektronik dan memberikan kemudahan pengendalian serta memberikan informasi visual kepada pengguna tentang status perangkat.

2. TUJUAN [Kembali]

Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian pada modul 1 yang menggunakan switch sebagai inputan dan led sebagai output atau keluaran.
Memahami dasar input dan output mikrokontroler.

3. ALAT DAN BAHAN [Kembali]

ALAT

a. Power Supply

spesifikasi

BAHAN

a. Resistor

spesifikasi :

b. LED

c. Dioda

d. Transistor

spesifikasi :

Bi-Polar Transistor
DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
Continuous Collector current (IC) is 100mA
Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
Base Current(IB) is 5mA maximum

e. Logic State

f. Switch

g. Arduino UNO

h. Jumper

i. Touch Sensor

j. Magnetic Reed Sensor

k. Vibration Sensor

l. Relay

4. DASAR TEORI [Kembali]

a. Arduino Uno

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifatopen-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware arduino memiliki prosesor Atmel AVR dan software arduino memiliki bahasa pemrograman C.Memori yang dimiliki oleh Arduino Uno sebagai berikut : Flash Memory sebesar 32KB, SRAM sebesar 2KB, dan EEPROM sebesar 1KB. Clock pada board Uno menggunakan XTAL dengan frekuensi 16 Mhz. Dari segi daya, Arduino Uno membutuhkan tegangan aktif kisaran 5 volt, sehingga Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB. Arduino Uno memiliki 28 kaki yang sering digunakan. Untuk Digital I/O terdiri dari 14 kaki, kaki 0 sampai kaki 13, dengan 6 kaki mampu memberikan output PWM (kaki 3,5,6,9,10,dan 11). Masing-masing dari 14 kaki digital di Uno beroperasi dengan tegangan maksimum 5 volt dan dapat memberikan atau menerima maksimum 40mA. Untuk Analog Input terdiri dari 6 kaki, yaitu kaki A0 sampai kaki A5. Kaki pin merupakan tempat input tegangan kepada Uno saat menggunakan sumber daya eksternal selain USB dan adaptor.

ATMega328 merupakan bagian mikrokontroler yang ada pada arduino R3 keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:

Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
32 x 8-bit register serba guna.
Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

b. Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam sebuah sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor berfungsi sebagai resistansi/ hambatan yang mampu mengatur atau mengendalikan tegangan dan arus listrik rangkaian. 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,

c. Power Supply

Vcc berfungsi untuk memberikan tegangan kepada input, dimana disini diberikan kepada switch.

d. Switch

e. Jumper

Kabel jumper adalah suatu istilah kabel yang ber-diameter kecil yang di dalam dunia elektronika digunakan untuk menghubungkan dua titik atau lebih dan dapat juga untuk menghubungkan 2 komponen elektronika. Kabel jumper jenis ini digunakan untuk koneksi male to male pada kedua ujung kabelnya.

f. LED

Klasifikasi tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

Tegangan kerja / jatuh tegangan pada sebuah menurut warna yang dihasilkan:
Infra merah : 1,6 V
Merah : 1,8 V – 2,1 V
Oranye : 2,2 V
Kuning : 2,4 V
Hijau : 2,6 V
Biru : 3,0 V – 3,5 V
Putih : 3,0 – 3,6 V
Ultraviolet : 3,5 V

g. Touch Sensor

Sensor Sentuh (Touch Sensor) adalah sebuah komponen yang digunakan untuk menerima input dari luar layar monitor. Sensor ini bekerja dengan mendeteksi sentuhan, sehingga disebut juga sebagai sensor sentuh.

Cara kerja sensor sentuh adalah active low, karena rangkaian ini mengggunakan resistor, resistor pulp up dan pulp down, rangkaian pulp up berisfat active low mengeluarkan sinyal 1 kecuali saat saklar aktif, namun sebaliknya resistor pulp down akan akrif jika mengeluarkan sinyal 0 kecuali saat saklar tidak aktif.

Jika rangkaian mengeluarkan sinyal 1 saat tombol tidak ditekan, namun jika sungut tertekan maka sinyal output akan menjadi 0 karena dihubungkan dengan ground.

h. Sensor Vibration

Vibration Sensor (SW-420) adalah sensor getaran non-directional dengan sensitivitas yang tinggi. Ketika modul ini dalam keadaaan stabil, rangkaian akan bekerja dan menghasilkan output berlogika high. Ketika terjadi gerakan atau getaran, rangkaian akan tertutup sebentar dan menghasilkan output berlogika low. Pada saat yang sama, juga dapat menyesuaikan sensitivitas sesuai dengan kebutuhan.

Grafik Respon Sensor Vibration SW420:

i. Sensor Magnetik

Sensor magnetik adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembaban, asap ataupun uap. Sensor magnetik bekerja dengan memanfaatkan perubahan induktansi. Sensor magnet terdiri dari berbagai jenis dan pengaplikasiannya disesuaikan dengan jenis dari sensor magnet tersebut.

Grafik Respon

Prinsip kerja dari sensor magnet :

Prinsip kerjanya adalah ketika terdapat benda-benda besi/logam atau yang memiliki sifat magnet berada pada wilayah jangkauan sensor magnet, maka sensor magnet akan aktif dan akan berubah menjadi arus listrik.

j. 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.

Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.

Fitur:

Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
Arus pemicu 70mA
Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V
Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V
Switching maksimum

k. Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di atas

Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu Fixed bias, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.

4. PERCOBAAN [Kembali]

A. PROSEDUR [Kembali]

Siapkan Komponen yang diperlukan
Susunlah Rangkaian Seperti panduan
Inputkan Codingan pada software Arduino
Run Rangkaian

B. HARDWARE

C. RANGKAIAN SIMULASI DAN PRINSIP KERJA

Prinsip Kerja Rangkaian:

pada rangkaian terdapat 3 sensor yaitu touch sensor, vibration sensor, dan magnetic sensor serta 1 mikrokontroller yaitu arduino uno, Sensor Magnet diletak dibawah brankas, sensor ini berfungsi untuk mendeteksi brankas berada ditempat seharusnya. Sensor akan berlogika 1 jika brankas berada pada tempatnya, dan apabila brankas diangkat dari tempatnya maka sensor magnet tidak akan mendeteksi magnet menyebabkan sensor magnet berlogika 0.
Sensor Vibration diletakan di dalam brankas, sensor ini berfungsi untuk mendeteksi goncangan jika ada yang mencuri brankas. Sensor akan berlogika 1 jika mendeteksi goncangan atau pukulan menyebabkan output dari sensor ini berlogika 1
Sensor Touch diletakan dibagian depan brankas, sensor ini berfungsi sebagai kunci dari brankas ini. Sensor akan berlogika 1 jika sesorang menyentuh dan memasukan sandi brankas menyebabkan output dari sensor ini berlogika 1
switch yang terletak di pin 10 berfungsi untuk menghidupkan lampu/led yang disambung ke pin 5 arduino uno

D. FLOWCART DAN LISTING PROGRAM

int P = 13;

int G = 12;

int T = 8;

int W = 10;

int OW = 5;

int OP = 7;

int OG = 2;

int OT = 4;

int S1 = 0;

int S2 = 0;

int S3 = 0;

int S4 = 0;

void setup() {

pinMode (P, INPUT);

pinMode (G, INPUT);

pinMode (T, INPUT);

pinMode (W, INPUT);

pinMode (OW, OUTPUT);

pinMode (OP, OUTPUT);

pinMode (OG, OUTPUT);

pinMode (OT, OUTPUT);

Serial.begin(9600);//baudrate

}

void loop() {

S1 = digitalRead(P);

S2 = digitalRead(G);

S3 = digitalRead(T);

S4 = digitalRead(W);

if (S1 == 1 && S2 == 0 && S3 == 0 && S4 == 0) {

digitalWrite(OP, HIGH);

digitalWrite(OG, LOW);

digitalWrite(OT, LOW);

digitalWrite(OW, LOW);

} else if (S1 == 1 && S2 == 1 && S3 == 0 && S4 == 0) {

digitalWrite(OP, HIGH);

digitalWrite(OG, HIGH);

digitalWrite(OT, LOW);

digitalWrite(OW, LOW);

} else if (S1 == 0 && S2 == 0 && S3 == 1 && S4 == 0) {

digitalWrite(OP, LOW);

digitalWrite(OG, LOW);

digitalWrite(OT, HIGH);

digitalWrite(OW, LOW);

} else if ((S1 && S3) == 1 && (S2 && S4 == 0)) {

digitalWrite(OP, HIGH);

digitalWrite(OG, LOW);

digitalWrite(OT, HIGH);

digitalWrite(OW, LOW);

} else if ((S1 && S2 && S3 && S4) == 1) {

digitalWrite(OP, HIGH);

digitalWrite(OG, HIGH);

digitalWrite(OT, HIGH);

digitalWrite(OW, HIGH);

} else if ((S1 && S2 && S3) == 1 && (S4== 0)) {

digitalWrite(OP, HIGH);

digitalWrite(OG, HIGH);

digitalWrite(OT, HIGH);

digitalWrite(OW, LOW);

} else if ((S2 && S3 && S4) == 1 && (S1 == 0)) {

digitalWrite(OP, LOW);

digitalWrite(OG, HIGH);

digitalWrite(OT, HIGH);

digitalWrite(OW, HIGH);

} else if ((S1 && S2 && S4) == 1 && (S3 == 0)) {

digitalWrite(OP, HIGH);

digitalWrite(OG, HIGH);

digitalWrite(OT, LOW);

digitalWrite(OW, HIGH);

} else if ((S1 && S3 && S4) == 1 && (S2 == 0)) {

digitalWrite(OP, HIGH);

digitalWrite(OG, LOW);

digitalWrite(OT, HIGH);

digitalWrite(OW, HIGH);

} else if ((S1 && S4) == 1 && (S2 && S3 == 0)) {

digitalWrite(OP, HIGH);

digitalWrite(OG, LOW);

digitalWrite(OT, LOW);

digitalWrite(OW, HIGH);

} else if ((S1 && S4) == 0 && (S2 && S3 == 1)) {

digitalWrite(OP, LOW);

digitalWrite(OG, HIGH);

digitalWrite(OT, HIGH);

digitalWrite(OW, LOW);

} else if ((S1 && S3) == 0 && (S2 && S4 == 1)) {

digitalWrite(OP, LOW);

digitalWrite(OG, HIGH);

digitalWrite(OT, LOW);

digitalWrite(OW, HIGH);

} else if ((S1 && S3 && S4) == 0 && (S2 == 1)) {

digitalWrite(OP, LOW);

digitalWrite(OG, HIGH);

digitalWrite(OT, LOW);

digitalWrite(OW, LOW);

} else if ((S1 && S2) == 0 && (S3 && S4 == 1)) {

digitalWrite(OP, LOW);

digitalWrite(OG, LOW);

digitalWrite(OT, HIGH);

digitalWrite(OW, HIGH);

} else if ((S1 && S2 && S3) == 0 && (S4 == 1)) {

digitalWrite(OP, LOW);

digitalWrite(OG, LOW);

digitalWrite(OT, LOW);

digitalWrite(OW, HIGH);

} else {

digitalWrite(OP, LOW);

digitalWrite(OG, LOW);

digitalWrite(OT, LOW);

digitalWrite(OW, LOW);

}

penjelasan program :

int P = 13;: Mendeklarasikan pin P sebagai input dengan nilai 13.
int G = 12;: Mendeklarasikan pin G sebagai input dengan nilai 12.
int T = 8;: Mendeklarasikan pin T sebagai input dengan nilai 8.
int W = 10;: Mendeklarasikan pin W sebagai input dengan nilai 10.
int OW = 5;: Mendeklarasikan pin OW sebagai output dengan nilai 5.
int OP = 7;: Mendeklarasikan pin OP sebagai output dengan nilai 7.
int OG = 2;: Mendeklarasikan pin OG sebagai output dengan nilai 2.
int OT = 4;: Mendeklarasikan pin OT sebagai output dengan nilai 4.
int S1 = 0;: Mendeklarasikan variabel S1 sebagai integer dengan nilai awal 0.
int S2 = 0;: Mendeklarasikan variabel S2 sebagai integer dengan nilai awal 0.
int S3 = 0;: Mendeklarasikan variabel S3 sebagai integer dengan nilai awal 0.
int S4 = 0;: Mendeklarasikan variabel S4 sebagai integer dengan nilai awal 0.

Setup:

pinMode(P, INPUT);: Mengatur pin P sebagai input.
pinMode(G, INPUT);: Mengatur pin G sebagai input.
pinMode(T, INPUT);: Mengatur pin T sebagai input.
pinMode(W, INPUT);: Mengatur pin W sebagai input.
pinMode(OW, OUTPUT);: Mengatur pin OW sebagai output.
pinMode(OP, OUTPUT);: Mengatur pin OP sebagai output.
pinMode(OG, OUTPUT);: Mengatur pin OG sebagai output.
pinMode(OT, OUTPUT);: Mengatur pin OT sebagai output.
Serial.begin(9600);: Memulai serial komunikasi dengan baud rate 9600.

Loop:

S1 = digitalRead(P);: Membaca nilai digital dari pin P dan menyimpannya dalam variabel S1.
S2 = digitalRead(G);: Membaca nilai digital dari pin G dan menyimpannya dalam variabel S2.
S3 = digitalRead(T);: Membaca nilai digital dari pin T dan menyimpannya dalam variabel S3.
S4 = digitalRead(W);: Membaca nilai digital dari pin W dan menyimpannya dalam variabel S4.

Kondisi:

Program ini menggunakan serangkaian kondisi untuk menentukan output pada pin OW, OP, OG, dan OT.
Setiap kondisi memeriksa nilai variabel S1, S2, S3, dan S4.
Berdasarkan kombinasi nilai 1 dan 0 pada variabel tersebut, program menentukan output yang sesuai pada masing-masing pin.
Jika kondisi tidak terpenuhi, maka semua pin diset ke LOW.

Output:

Pin OW, OP, OG, dan OT dikontrol oleh program ini berdasarkan kondisi yang ditentukan.
Output pada pin-pin tersebut dapat berupa HIGH atau LOW.

E. VIDEO SIMULASI

F. DOWNLOAD FILE

Download HMTL klik disini

Download kodingan arduino klik disini
Download Simulasi Rangkaian klik disini
Download Video Membuat Rangkaian klik disini
Download Datasheet LED klik disini
Download Datasheet Switch klik disini
Download Data Sheet Resistor klik disini
Download Data Sheet Dioda 1N4001 klik disini
Download Data Sheet Transistor NPN BC547 klik disini
Download Data Sheet Relay klik disini
Download Data sheet Touch Sensor klik disini
Download Data sheet Vibration Sensor klik disini
Download Data sheet Magnetic Sensor klik disini
Download File Library Touch Sensor klik disini
Download File Library Vibration Sensor klik disini
Download File Library Magnetic Sensor klik disini

Blog Kuliah

MODUL 1 - SWITCH DAN LED

Tidak ada komentar:

Posting Komentar