Laporan 6 Detektor Logika (Logic Probe) Tegar Priambudi [PDF]

Citation preview

LAPORAN BENGKEL ELEKTRONIKA LOGIC PROBE LM 324



Disusun Oleh :



Disusun Oleh:



TEGAR PRIAMBUDI EK – 1C / 16 3.32.15.2.19



PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2015-2016



BAB 1 PENDAHULUAN



1.1 LATAR BELAKANG Dalam masa sekarang ini,, inovasi dalam sistem deteksi semakin berkembang. Oleh karena itu setiap manusia terutama seorang mahasiswa dituntut agar mampu beradaptasi dengan perkembangan iptek tersebut. Sebenarnya instansi pendidikan di Indonesia tealah menerapkan perkembangan iptek tersebut, salah satunya yaitu dengan adanya pembelajaran mengenai rangkaian elektronika pada jurusan teknikal di berbagai instansi pendidikan. Dalam laporan ini penulis akan membahas mengenai rangkaian “LOGIC PROBE LM 324” dimana rangkaian tersebut bisa difungsikan sebagai sistem deteksi logika pada output / keluaran. Rangkaian Logic Probe LM 324 terdiri dari berbagai komponen, ini menggunakan beberapa komponen, diantaranya resistor, LED dan IC LM 324 sebagai komponen utama. Fungsi resistor dalam rangkaian alarm sederhana ini adalah membatasi arus dan tegangan. Fungsi LED sebagai indikator output dan fungsi IC LM 324 sebagai detektor output keluaran dari sebuah rangkaian maupun IC Input dari rangkaian Logic Probe LM 324 merupakan output keluaran dari sebuah rangkaian maupun IC, dengan demikian diperlukan adanya alat yang dapat dijadikan sebagai indikator dengan mudah menggantikan fungsi Avometer Pengembangan aplikasi dari Logic Probe bisa dibuat pengganti peran Avometer dalam deteksi keluaran output sebuah rangkaian maupun IC yang dapat memberikan sebuah hasil yang akurat, cepat dan mudah digunakan dalam deteksi output



1.2 TUJUAN



logika.



Tujuan dalam praktikum ini adalah agar mahasiswa dapat : 1. Mengetahui karakter, fungsi, dan cara kerja setiap komponen dalam 2. 3. 4. 5. 6.



rangkaian “ Logic Probe LM 324 “. Membaca dan mengerti gambar skema rangkaian. Mengatur tata letak setiap komponen sehingga tertata dengan rapi. Membuat alur ( pengawatan antar komponen ) pada PCB dengan benar. Mengetahui cara kerja rangkaian “Logic Probe LM 324”. Mengetahui titik kesalahan rangkaian bila alat tidak bekerja normal dan



menemukan solusinya. 7. Menganalisa data setiap komponen saat sistem bekerja. 8. Menyimpulkan data dari analisa cara kerja rangkaian dan data hasil analisa komponen saat bekerja.



BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Komponen Untuk pembuatan rangkaian “Logic Probe LM 324” maka dibutuhkan komponen sebagai kebutuhan pokok dalam rangkaian, komponen-komponen tersebut adalah sebagai berikut :



1. Resistor Dalam rangkaian elektronika sering menjumpai komponen yang bernama resistor (tahanan). Resistor adalah komponen pasif elektronika yang memberikan hambatan terhadap perpindahan elektron (muatan negatif). Yang dimaksud resistor sebagai komponen pasif adalah komponen yang dapat bekerja tanpa sumber tegangan atau arus tetapi hanya melemahkan atau mengurangi sinyal tegangan. Resistor disingkat dengan huruf “R”. Satuan resistor adalah Ohm (Ω), yang menemukan adalah George Ohm (1787-1854), seorang ahli fisika dari Jerman. Kemampuan resistor untuk menghambat disebut resistansi atau hambatan listrik. Resistor terbuat dari bahan karbon. Suatu resistor dikatakan memiliki hambatan 1 (satu) ohm apabila resistor tersebut menjembatani beda tegangan sebesar satu volt dan arus listrik yang timbul akibat tegangan tersebut adalah sebesar 1 (satu) ampere. Ada 4 (empat) fungsi resistor, yaitu:  Menghambat arus listrik  Pembagi Tegangan dan Arus  Pendeteksi Sinyal  Mengatur operasional sistem elektronika Setiap komponen memiliki karakteristik yang berbeda-beda, begitu juga resistor memiliki 5 (lima) karakteristik, yaitu:  Nilai resistansi  Toleransi  Dissipasi daya  Koefisien temperatur



 Koefisien tegangan Berdasarkan penggunaannya, resistor dapat dibagi menjadi 4 (empat) bagian sebagai berikut:  Resistor Fixed Value adalah resistor yang mempunyai nilai hambatan tetap (konstan) dan terdapat gelang/cincin warna untuk mengetahui nilai hambatan dan toleransi. Resistor jenis ini terbuat dari nikelin atau karbon.



Bentuk Fisik



 Resistor Variabel adalah resistor yang nilainya dapat diubah-ubah dengan menggeser atau memutar tuasnya, sehingga nilai resistor dapat kita atur sesuai kebutuhan. Contohnya adalah potensiometer dan trimpot.



Bentuk fisik



Simbol Potensiometer



Bentuk fisik trimpot



Simbol-Simbol Trimpot



 Resistor NTC dan PTC. Resistor NTC (Negative Temperature Coefficient) adalah resistor yang nilainya akan bertambah kecil bila suhu sekitar semakin tinggi. Resistor PTC (Positive Temperature Coefficient) adalah resistor yang nilainya akan bertambah besar bila suhu sekitar semakin tinggi.



 LDR (Light Dependent Resistor) adalah resistor yang berubah nilai hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya semakin gelap, nilai hambatannya semakin besar. Bila cahaya semakin terang, nilai hambatannya semakin kecil.



Pada resistor fix value ada 2 (dua) macam pembacaan nilai resistansi, yaitu kode angka dan kode warna (cincin/gelang warna). Kode angka maksudnya nilai hambatannya sudah tertulis pada tubuh resistor, biasanya jenis resistor ini memiliki dissipasi daya yang besar. Kode warna maksudnya, nilai hambatannya dengan menerjemahkan warna ke dalam angka sesuai tabel.



2.



LED (Light Emitting Diode) LED adalah komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya bila mendapatkan catu daya. LED merupakan produk temuan setelah dioda, oleh karena itu led adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya. Struktur LED juga sama dengan dioda, tetapi pada LED elektron menerjang sambungan P-N (Positif-Negatif). LED dibuat dari bahan semikonduktor campuran, seperti galium arsenida fosfida (GaAsP), galium fosfida (GaP), galium indium fosfida (GalnP), dan galium alumunium arsenida (GaAlAs). Untuk mendapat emisi cahaya, doping yang dipakai adalah gallium, arsenic dan phosphorus. Jenis doping menentukan warna cahaya pada LED.



Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan dissipasi dayanya. Berikut adalah bagian-bagian (struktur) LED.



LED memiliki dua kaki yang terbuat dari sejenis kawat yang warnanya putih. Kawat yang panjang adalah Anoda, sedangkan kawat yang pendek adalah Katoda. Coba perhatikan bagian dalam LED, akan terlihat berbeda antara kaki kiri dan kanan. Yang ukuran benderanya lebih besar adalah katoda, sedangkan yang ukuran bendera lebih kecil adalah anoda. Anoda adalah elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar listrik lainnya pada sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Katoda merupakan kebalikan dari anoda. Katoda adalah elektroda dalam sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir keluar darinya. Untuk lebih jelasnya, berikut bentuk dan simbol LED.



Karakteristik LED, yaitu jika diberi panjaran/tegangan maju, pertemuannya mengeluarkan cahaya dan warna cahaya bergantung pada jenis dan kadar material pertemuan. Ketandasan cahaya berbanding lurus dengan arus maju yang mengalirinya.



Karakteristik LED.



Cara Kerja LED: LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari Anoda ke Katoda sehingga Anoda dihubungkan ke sumber tegangan dan Katoda dihubungkan ke ground. Pemasangan kutub LED tidak boleh terbalik karena menyebabkan LED tidak menyala. LED memiliki karakteristik berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang mengalir pada LED maka semakin terang cahaya yang dihasilkan. Namun besarnya arus yang diperbolehkan adalah 10 mA-20 mA dan pada tegangan 1.6 V – 3.5 V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus lebih dari 20 mA maka LED terbakar, oleh karena itu perlu resistor sebagai pembatas arus.



Di dalam LED terdapat zat kimia yang mengeluarkan cahaya jika elektronelektron melewatinya. Dengan mengganti zat kimia (doping) maka mengubah panjang gelombang cahaya yang dipancarkannya, seperti infra red, hijau/biru/merah, dan ultraviolet. Macam-Macam LED: 1. Dioda Emiter cahaya adalah sebuah dioda emisi cahaya dapat mengubah arus listrik langsung menjadi cahaya. Dengan mengubah-ubah jenis dan jumlah bahan yang digunakan untuk bidang temu P-N. LED dapat dibentuk agar dapat memancarkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Warna yang biasa dijumpai adalah merah, hijau, dan kuning. Berikut contohnya.



2. LED Warna Tunggal adalah LED yang banyak dijumpai. LED warna tunggal mempunyai bidang temu P-N pada satu keping silikon. Sebuah lensa menutupi bidang temu P-N tersebut untuk memfokuskan cahaya yang dipancarkan. Berikut contohnya.



3. LED Tiga Warna Tiga Kaki, dimana 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 tegangan pada kaki LED merah dan hijau membuat LED menyala. Apabila tegangan diberikan pada kedua katoda dalam waktu yang bersama, maka kedua LED menyala bersama-sama. Pencampuran warna merah dan hijau akan menghasilkan warna kuning.



4. LED Tiga Warna Dua Kaki, disini dua bidang temu P-N dihubungkan dalam arah yang berlawanan. Warna yang akan dipancarkan LED ditentukan oleh polaritas tegangan pada kedua LED. Suatu sinyal yang dapat mengubah polaritas akan menyebabkan kedua LED menyala dan menghasilkan warna kuning.



Klasifikasi tegangan kerja LED menurut warna yang dihasilkan: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.



Infra Merah Merah Oranye Kuning Hijau Biru Putih Ultraviolet



: 1.6 V : 1.8 V - 2.1 V : 2.2 V : 2.4 V : 2.6 V : 3.0 V - 3.5 V : 3.0 V - 3.6 V : 3.5 V



Berikut beberapa contoh Rangkain seri dan paralel LED.



1. Rangkaian Seri LED.



2. Rangkaian Paralel LED.







Menghitung Nilai Resistor yang dihubungkan LED. Persoalan: misal kita mempunyai LED warna merah dengan tegangan kerja 1.8 V yang akan dinyalakan menggunakan sumber tegangan (adaptor) +12 V, maka kita harus mencari nilai resistor yang dihubungkan LED. Sebelumnya I maks. adalah 20 mA. Berikut penyelesaiannya.



The Formula:



The Steps: I maks = 20 mA =0.02 A 12−1.8 R LED = = 510 Ω 0.02



Keunggulan LED: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Efisiensi energi lebih tinggi dibanding lampu lain, hemat energi 80% - 90%. Waktu penggunaan lebih lama hingga 100 ribu jam. Tegangan operasi DC nya rendah. Cahaya keluaran LED bersifat dingin/cool (tidak ada sinar UV/energi panas). Ukurannya mini dan praktis. Tersedia dalam berbagai warna. Harga murah.



Kelemahan LED: 1. Suhu lingkungan yang tinggi menyebabkan gangguan elektrik pada LED. 2. Harga LED per lumen lebih tinggi dibandingkan dengan lampu lain. 3. Intensitas cahaya (Lumen) yang dihasilkan tergolong kecil.



3. IC LM 324 Sering disebut juga dengan OP-AMP. Digunakan sebagai penguat sinyal tegangan DC maupun AC. Penguat disini maksudnya adalah untuk memperbesar tegangan. Jadi jika kita ingin memperbesar tegangan atau sinyal bisa kita gunakan op-amp. jadi kita bisa merubah tegangan dari mV (milivolt) menjadi V (volt), microVolt menjadi mV dan V, sesuai dengan yang kita inginkan dan butuhkan. Membuat Op-Amp bisa menggunakan gabungan transistor dan juga IC Op-Amp. Kini orang banyak menggunakan IC sebagai penguat. Hal ini dikarenakan lebih mudah menggunakan IC ketimbang transistor. IC Op-Amp dasar adalah LM741. Namun yang biasa digunakan adalah IC LM324, yang merupakan gabungan dari 4 buah Op-Amp. penggunaan LM324 dinilai lebih praktis, ekonomis dan lebih mudah dalam penggunaannya. IC LM324



.



PERHITUNGAN PENGUATAN : Vout = Vin x ( 1 + (Rf / Ri) ) Dimana Vout = 1



Amp



jawab:



+



Tegangan Keluaran Vin = Tegangan Inputan (Rf/Ri) = Penguatan Contoh : Misal tegangan masukan (tegangan awal) Vin adalah 100mV. Besar resistor Rf yang digunakan 100k, dan resistor Ri adalah 20k, berapakah nilai keluaran ( yang dikeluarkan) OpLM324??



terlebih dahulu merubah satuan tegangan 100mV = 0,1 V Vout = Vin x ( 1 + (Rf/Ri) ) Vout = 0.1 x ( 1 + (100k /20k) ) Vout = 0,1 x ( 1 + (5)) Vout = 0,1 x 6 Vout = 0,6 Volt atau 0,6 V = 600mV Jadi tegangan keluaran Op-Amp tersebut adalah 600mv



BAB 3 PEMBAHASAN



3.1 Gambar Rangkaian



3.2 Daftar Komponen DAFTAR KOMPONEN N O



NAMA



1



Resistor Fix Value



2 3



LED IC LM 324



VALUE 1M Ω ±5% 390KΩ ±5% 270KΩ ±5%



RATING 0.5 W 0.5 W 0.5 W



SERI



1,5 V



N



JUMLAH 2 3 1 2 1



3.3 Layout Komponen



Tata Letak Komponen



Jalur PCB



3.4 Cara Kerja Rangkaian



Secara umum, cara kerja rangkaian dapat dibuat diagram seperti di bawah ini.



INPUT



PROSES



• Source DC 5 Volt • Kawat



• IC LM 324



OUTPUT • Lamp u



Keterangan diagram: a. Blok diagram ”Input” maksudnya Rangkaian alarm sederhana diberikan tegangan input sebagai tegangan kerja rangkaian sebesar +12 volt DC dengan penghubung (connector) adalah kabel. b. Blok diagram ”Proses” maksudnya Rangkaian alarm sederhana memiliki komponen-komponen sebagai proses terjadinya alarm. Resistor sebagai komponen pasif yang membatasi arus dan tegangan. IC LM 324 sebagai detektor input logika c. Blok diagram ”Output” maksudnya Rangkaian alarm sederhana memiliki output, yaitu Lampu sebagai indikator. Lampu sebagai komponen listrik yang mengeluarkan cahaya yang menampilkan /menunjukkan hasil dari proses bekerjanya alarm sederhana.



3.5 Pengukuran Setelah melakukan praktikum pengukuran tegangan dan arus pada rangkaian Logic Probe LM 324, langkah selanjutnya menganalisa hasil pengukuran. Menganalisa dapat berupa menghitung hasil tegangan di beberapa titik berdasar teori dan praktik



V In 1 (3) V In 1 (2) V Out 1 (D1) LED Red



LOGIKA 0 0,2 V V In 2 (5) 0,2 V V In 2 (6) 3,7 V V Out 1 (D2) ON LED Green



0V 0,7 V 0V OFF



V In 1 (3) V In 1 (2) V Out 1 (D1) LED Red



LOGIKA 1 0,5 V V In 2 (5) 0,5 V V In 2 (6) 0V V Out 2 (D2) OFF LED Green



5,2 V 0,7 V 3,7 V ON



BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. Rangkaian Logic Probe LM 324 bekerja berdasar dari sistem komparator non inverting 2. Rangkaian Logic Probe LM 324 dapat dikembangkan dalam rangkaian detektor output rangkaian elektronika maupun output logika IC



4.2 Saran 1. Pahamilah skema rangkaian dengan benar sbebelum melakukan praktikum. 2. Buatlah layout komponen sesuai dengan dimensi ukuran komponen sebenarnya. 3. Periksa kembali jalur pengawatan rangkaian pada PCB sebelum proses pelarutan. 4. Penyolderan dimulai dari komponen pasif dan tahan terhadap suhu panas. terlebih dahulu, selanjutnya baru ke komponen aktif. 5. Sebelum melakukan pengujian rangkaian, sebaiknya periksa dulu rangkaian baik dari input tegangan maupun tata letak komponen pada rangkaian. 6. Pada pengukuran tegangan dan arus, sebaiknya mengecek kondisi alat ukur dan range yang akan dikur serta cara pengukuran sehingga tidak terjadi kerusakan pada alat ukur. 7. Sebelum melakukan praktik, sebaiknya sesuaikan dengan prosedur dan K3.



DAFTAR PUSTAKA



Prihono,dkk.2009.Jago Elektronika secara Otodidak.Jakarta:Kawan Pustaka. Sarjono,Herman Dwi.2007.Elektronika Teori dan Penerapan.Jember:Cerdas Ulet Kreatif. Muhadi,Bambang.2005.Membaca dan Mengidentifikasi Komponen Elektronika.Jakarta:Dikti. http://Fungsi dan cara kerja transistor - Dunia Elektronika dan hobbi.html www.sndelektronik.blogspot.com www.wikipedia.org/wiki/transistor_darlington.com www.farisulfc.blogspot.com/2014/07/led-liquid-detector.html www.electronical-instrument.blogspot.com/2010/06/macam-macam-resistor.html www.elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/meningkatkan-kemampuantransistor/ www.tehnikserviceelektronik.blogspot.in/2014/05/contoh-transistordarlington.html



LAMPIRAN



• Datasheet Resistor • Datasheet LED • Datasheet IC LM 324