Tr Unipolar

Mesin Pengaduk Adonan

1. Tujuan

-Mengetahui dan memahami fungsi dari transistor mosfet  

-Driver Motor DC ialah perangkat elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik   dalam bentuk gerakan berputar.
-Dapat diterapkan untuk membuat mesin pengaduk adonan.

2. Alat dan Bahan

Alat

 Motor DC   

Motor  DC sebagai mesin pengaduk adonan

a. Transisor Mosfet (IRF540)

Transistor Mosfet adalah jenis gerbang berinsulasi transistor efek medan (IGFET) yang dibuat oleh oksidasi semikonduktor yang dikontrol , biasanya silikon . Tegangan gerbang tertutup menentukan konduktivitas listrik perangkat; kemampuan untuk mengubah konduktivitas dengan jumlah tegangan yang diberikan dapat digunakan untuk memperkuat atau mengganti sinyal elektronik.

c. Optocoupler

Optocoupler adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik.

d. Logicstate

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

e. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. 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.

Cara Membaca Resistor

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.



f. Kapasitor

Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik

Cara menghitung Nilai Kapasitor berdasarkan kode tersebut adalah sebagai berikut :

Kode : 473Z

Nilai Kapasitor = 47 x 103

Nilai Kapasitor = 47 x 1000

Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047µF

Huruf dibelakang angka menandakan Toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, Berikut adalah daftar Nilai Toleransinya :

B = 0.10pF

C = 0.25pF

D = 0.5pF

E = 0.5%

F = 1%

G= 2%

H = 3%

J = 5%

K = 10%

M = 20%

Z = + 80% dan -20%

473Z = 47,000pF +80% dan -20% atau berkisar antara 37.600 pF ~ 84.600 pF.

g. Dioda

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).

h. Sensor IR Obstacle

Sensor infred ini menggunakan prinsip pantulan cahaya infrared sebagai penentu nilai nya. Ketika modul sensor mendeteksi sebuah halangan atau object di depan sensor maka akan diperoleh pantulan cahaya dengan intensitas yang diatur sesnitivitas nya dengan sebuah potensiometer. Nilai yang dihasilkan adalah HIGH atau LOW, yang kemudian bisa digunakan oleh MCU untuk melakukan kontrol terhadap device lain seperti motor DC pada robot.

                                         


i. Sensor PIR (Passive Infrared)

Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek dan karena semua objek memancarkan energi radiasi.

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.

k. Op Amp

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.  





l. Transistor 2N2222

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.

m. LED

Lampu LED adalah produk diode pancaran cahaya (LED) yang disusun menjadi sebuah lampu.

n. Baterai

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik

o. Buzzer

Bel atau bunyi bip adalah perangkat pensinyalan audio, yang bisa berupa mekanis, elektromekanis, atau piezoelektrik. Penggunaan umum buzzer biasanya adalah pada perangkat alarm, timer, dan konfirmasi input pengguna seperti klik mouse atau penekanan tombol.

p. 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. 

3. Dasar Teori 

DMDC ialah perangkat elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gerakan berputar. Di DMDC ada jangkar dengan satu atau lebih koil terpisah. Setiap gelung berakhir pada cincin terbelah (sakelar). Dengan isolator di antara sakelar, cincin split dapat bertindak sebagai sakelar bipolar (sakelar lemparan ganda).

Konsep Driver Motor Dc

     Motor arus searah bekerja sesuai dengan prinsip gaya Lorentz, yang menurutnya ketika konduktor arus ditempatkan dalam medan magnet, gaya (dikenal sebagai gaya Lorentz) akan dibuat secara ortogonal antara arah medan magnet dan arah arus mengalir. 

1. Sensor PIR bekerja dengan cara menangkap pancaran infra merah, kemudian pancaran infra merah yang tertangkap akan masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, sinar infra merah mengandung energi panas membuat sensor pyroelektrik dapat menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian komperator akan membandingkan sinyal yang sudah diterima dengan tegangan referensi tertentu yang berupa keluaran sinyal 1-bit. Sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1. 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya perubahan pancaran infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah.

     Sensor PIR disini bekerja sebagai saklar utama untuk menghidupkan mesin pengaduk adonan tersebut.

2. Fungsi dari IR Obstacle Sensor untuk mendeteksi halangan/sesuatu yang menghalangi sensor ini menggunakan pantulan cahaya infrared. Cara kerjanya, ketika ada objek menghalangi sensor pada jarak tertentu (mulai dari 2cm sampai 500cm.

    Sensor IR Obstacle disisi bekerja sebagai pendeteksi kerusakan pada motor, bila terjadi kerusakan pada rangkaian misalnya ada kabel yang putus atau terjadi kerusakan pada motor pengaduk. Ketika mesin pengaduk adonan telah dihidupkan tetapi motor tidak mau berputar maka sensor tetap dalam keadaan mati, tetapi bila mesin pengaduk tetap dalam keadaan baik bila sensor IR Obstacle dihidupkan maka sensor IR Obstacle akan aktif karena ada gerakan dari motor dan buzzer pada rangkaian sensor IR Obstacle akan aktif sebagai penanda bahwa mesin pengaduk adonan dalam keadaan baik.

3. Op-Amp Sebagai penguat sinyal pada rangkaian.

4. Transistor 2N2222 yaitu transistor junction bipolar NPN umum (BJT) yang digunakan untuk aplikasi penguatan atau pensaklaran daya rendah. Tujuan umum ini dirancang untuk arus rendah ke sedang, daya rendah, tegangan menengah, dan dapat beroperasi pada kecepatan sedang.

5. Relay adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyambung dan memutuskan arus listrik dalam sebuah rangkaian. Karena fungsi relay tersebut, itulah mengapa komponen yang satu ini juga disebut sebagai saklar. Hal ini karena komponen yang satu ini berguna untuk membuka dan menutup aliran arus listrik.

6. Optocoupler Pada prinsipnya, Optocoupler dengan kombinasi LED-Phototransistor adalah Optocoupler yang terdiri dari sebuah komponen LED (Light Emitting Diode) yang memancarkan cahaya infra merah (IR LED) dan sebuah komponen semikonduktor yang peka terhadap cahaya (Phototransistor) sebagai bagian yang digunakan untuk mendeteksi cahaya infra merah yang dipancarkan oleh IR LED.

4. Prinsip Kerja Rangkaian

       Kondisi pertama terjadi ketika MOSFET Q1 dan MOSFET Q3 hidup sedangkan MOSFET Q2 dan MOSFET Q4 mati, sisi kiri gambar motor akan terhubung ke kutub positif catu daya, sedangkan sisi kanan motor akan terhubung ke kutub negatif dari catu daya sehingga motor akan bergerak ke arah jarum Jam.

      Kondisi KEDUA terjadi ketika MOSFET Q2 dan MOSFET Q4 hidup sedangkan MOSFET Q1 dan MOSFET Q3 mati, sisi kanan pada motor akan terhubung ke kutub positif catu daya, sedangkan sisi kiri motor akan terhubung ke kutub negatif dari catu daya sehingga motor akan bergerak ke arah berlawanan jarum Jam.

     Kondisi ketiga adalah jika MOSFET Q1 dan MOSFET Q4 hidup sementara MOSFET Q2 dan MOSFET Q3 dimatikan, konfigurasi ini akan menyebabkan sisi kiri dan kanan motor dihubungkan ke kutub yang sama yang merupakan kutub positif sehingga tidak ada perbedaan tegangan antara kedua polaritas motor, sehingga motor akan berhenti. Konfigurasi ini disebut konfigurasi interupsi.

      Kodisi keempat jika MOSFET Q2 dan MOSFET Q4 menyala, sementara MOSFET Q1 dan MOSFET Q3 mati, kedua motor polaritas akan terhubung ke kutub negatif catu daya. Jadi tak ada beda tegangan kepada ke 2 polaritas bagian motor dan motor akan berhenti.

     Konsisi kelima dapat dihindari ialah ketika MOSFET Q4 serta MOSFET Q1 secara bersamaan atau MOSFET Q2 dan MOSFET Q3 secara bersamaan. Dalam konfigurasi ini, arus hubung singkat terjadi antara kutub positif catu daya dan kutub negatif catu daya.

5. Gambar Rangkaian

Video

7. Link Download

1. File Rangkaian Proteus                  download 

2. Video                                              download

3. Datasheet  Transistor Mosfet          download 

    Datasheet Dioda                              download 

    Datasheet Sensor IR Obstacle        download 

    Datasheet Sensor PIR                     download 

    Datasheet Transistor 2N2222          download 

4. Library Sensor IR Obstacle  klik disini 

    Library Sensor PIR  klik disini