Hal

aman

1

LAPORAN RESMI PROJECT AKHIR ELNIKA DASAR

KONTROL LEVEL BAK AIR PADA

INSTALASI PEMBUANGAN AIR LIMBAH (IPAL)

KELAS : A3-A4

Designer :

Imroati P27 838 011 021 Vivin Tri Wahyuni P27 838 011 040

Waktu pengerjaan project : 23 November 2011

304 – Elektronika Dasar

Asisten :

M. Badrul Munir

Konsul I Konsul II Konsul III Konsul IVTanggal 30 Novemver 7 Desember 14 Desember 21 DesemberJam

Paraf

LABORATORIUM ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK – POLTEKKES

SURABAYA

LABORATORIUM ELEKTRONIKA

Hal

aman

2

JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK – POLTEKKES

SURABAYA

ABSTRAK

Pada project elektronika dasar ini kita membuat suatu Kontrol Level Bak

Air pada Instalasi Pembuangan Air Limbah. Sistem tersebut di dalamnya

terdapat rangkaian yang mengontrol jalannya pompa air, indaktor ketinggian

air, dan sistem bahaya. Pada sistem ini kita akan mengetahui bagaimana fungsi

dan cara kerja masing-masing rangkaian sehingga menjadi satu kesatuan sistem.

Dalam hal ini kita juga mempelajari mekanika yang nantinya akan dipergunakan

untuk menunjang sistem kerja Instalasi Pembuangan Air Limbah. Pada masing-

masing rangkaian terdapat berbagi komponen yang akan membuat rangkaian

dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Komponen-komponen yang dibutuhkan

antara lain resistor,LDR, potensiometer, LED, dioda, trafo,kapasitor,transistor,

relay, SCR, TRIAC, dan sebagainya. Dalam sistem ini kita juga memerlukan

power supply yang akan digunakan untuk memberikan daya kepada masing-

masing rangkaian . Rangkaian tersebut meliputi ;

rangkaian sensor cahaya digunakan untuk mengaktifkan dan mematikan sistem

pada kondisi gelap dan terang.

rangkaian sensor air rangkaian yang digunakan untuk megatur pompa air agar

menyala dan mati.

rangkaian sensor bahaya rangkaian yang digunakan untuk memberikan tanda

apabila sensor telah mencapai level bahaya

rangkaian flip-flop digunakan untuk berkedipnya lampu AC 220 V,sedangkan

rangkaian dimmer digunakan untuk mengetahui level air dengan cara

mengetahui terang redupnya lampu AC 220V.

Semua rangkaian diatas akan dijelaskan dalam laporan ini berikut cara kerjanya

Kata kunci : Power supply, water level control, dimmer, flip-flop.

Hal

aman

3

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar belakang

Dalam mempelajari elektronika tidak lengkap rasanya jika tidak

membuat suatu project atau rangkaian yang berfungsi secara terstruktur.

Pada akhir semester satu ini kita akan membuat project yaitu Kontrol Level

Bak Air pada Instalasi Pembuangan Air Limbah dengan sistem kerja sebagai

berikut :

Power Supply terdiri dari empat outputan yaitu plus 5 V, plus 12 V,

minus 5 V dan minus 12 V. On dan off nya power supply tergantung dari

intensitas cahaya luar. Saat kondisi gelap (malam hari), seluruh sistem

Instalasi Pembuangan Air Limbah tidak bekerja. Saat kondisi terang (siang

hari), seluruh sistem Instalasi Pembuangan Air Limbah bekerja normal.

Cara kerja sistem Instalasi Pembuangan Air Limbah yaitu apabila air

berada pada level low maka pompa air bekerja. Dan apabila level air sudah

masuk level high maka pompa air berhenti. Saat terdapat kesalahan pada

sistem sensor dimana pompa tetap bekerja maka level air sampai pada level

bahaya. Jika level air pada kondisi level bahaya, maka Lampu AC 220 Volt

berkedip meskipun level airnya sudah turun. Kedipan lampu akan berhenti

jika tombol reset ditekan. Lampu 220 Volt juga berfungsi sebagai pemantau

bak air. Semakin penuh air yang ada pada bak dua, maka lampu akan

semakin terang. Sebaliknya jika level air pada bak dua menurun maka lampu

meredup.

Dengan adanya project seperti itu diharapkan mahasiswa Teknik

Elektromedik dapat lebih mahir elektronika dengan adanya pengalaman

dalam eksperimen. Untuk rangkaian-rangkaian yang ada di dalamnya kita

akan jelaskan pada bab selanjutnya.

Hal

aman

4

2. Tujuan

Pada pengerjaan project ini bertujuan :

1. Mahasiswa dapat mengaplikasikan berbagai komponen yang dipelajari

dalam satu semester pada suatu rangkaian

2. Mahasiswa dapat membuat rangkaian Kontrol Level Bak Air Pada

Instalasi Pembuangan Air Limbah (IPAL)

3. Mahasiswa dapat menyelesaikan permasalahan apabila terjadi trouble

pada rangkaian

Hal

aman

5

BAB II

ISI

1. Dasar Teori

1.1 Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor komposisi karbon terdiri dari sebuah unsur resistif berbentuk tabung dengan kawat atau tutup logam pada kedua ujungnya. Badan resistor dilindungi dengan cat atau plastik. Resistor tersedia dari dalam beberapa seri yang nilai-nilainya merupakan kelipatan 10, dimana jumlah nilai yang diberikan setiap seri ditentukan oleh toleransinya. Pada resistor terdapat hubungan berbanding lurus atau hubungan linear antara voltase dan arus.

Resistor memiliki resistifitas yang juga disebut sebagai tahanan. Besar resistifitas menunjukkan berapa kuat suatu komponen menahan arus. Apabila resistifitas besar, berarti daya untuk menahan arus juga besar sehingga arus menjadi kecil. Resistor ada dua macam yaitu resistor tetap dan resistor tidak tetap. Resistor tetap (Fixed Resistor) adalah resistor yang sudah di tetapkan nilai resistansinya dari pabrik pembuatnya. Sedangkan resistor tidak tetap (Variable resistor) adalah resistor yang nilai resistansinya dapat diubah - ubah sesuai kebutuhan. Ex : NTC, LDR, Potensiometer, Trimpot, dll.

Gambar dan simbol Resistor

1.2 LDR (Light Dependent Resistor)

Light Dependent Resistor (LDR) atau disebut juga fotokonduktor merupakan jenis resistor yang berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. LDR berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi tahanan listrik (resistansi) pada rangkaian elektronika. Resistansi yang dihasilkan LDR berubah sesuai perubahan intensitas cahaya yang masuk.

Semakin terang atau semakin banyak intensitas cahaya yang masuk, resistansi keluaran LDR semakin kecil. Semakin gelap atau semakin sedikit intensitas cahaya yang masuk, resistansi keluaran LDR semakin besar. LDR bisa dimanfaatkan sebagai sensor jarak, pendeteksi halangan maupun sensor warna.

Gambar dan simbol LDR

Hal

aman

6

1.3 Variable resistor

Variabel Resistor adalah sebuah resistor yang nilainya dapat berubah – ubah dengan menggeser atau memutar toggle, sehingga nilai resistor dapat kita atur sesuai kebutuhan pada suatu rangkaian. Contohnya potensiometer dan multiturn.

Potensiometer

Potensiometer adalah tahanan tidak tetap atau variable yang nilai tahanannya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Bentuk fisiknya besar dan dibuat dari bahan kawat atau karbon (arang). Potensiometer merupakan komponen resistor tiga terminal, apabila ketiga terminal digunakan potensiometer berfungsi sebagai rangkaian pembagi tegangan. Namun jika hanya dua terminal (terminal bagian tengah dan salah satu terminal bagian tepi) yang digunakan, potensiometer berfungsi sebagai variable resistor atau rheostat. Potensiometer merupakan sesnsor atau tranduser mekanik. Contoh penggunaan potensiometer yaitu dalm pengaturan volume radio. Di pasaran kita sering menjumpai jenis potensiometer, baik yang dilengkapi dengan sakelar maupun yang tidak menggunakan sakelar. Untuk jenis yang menggunakan sakelar pada umumnya dipergunakan sebagai pengatur volume pada pesawat pemancar radio yang fungsinya selain sebagai pengatur volume juga berfungsi sebagai sakelar untuk menghidupkan atau mematikan arus listrik yang dipakai dalam pesawat radio tersebut.

Gambar dan simbol potensiometer

Multiturn

Resistor jenis multiturn merupakan komponrn resistor tiga terminal yang tidak memiliki batas putaran pada kedua arahnya. Jika ketiga terminal digunakan, multiturn berfungsi sebagai rangkaian pembagi tegangan. Namun jika hanya dua terminal (terminal bagian tengah dan salah satu terminal bagian tepi) yang digunakan, multiturn berfungsi sebagai resistor. Nilai resistansi multiturn dapat diubah-ubah menggunakan obeng. Perputaran nilai resistansinya lebih halus dibandingkan perputaran pada potensiometer.

Gambar dan simbol mutiturn

Hal

aman

7

1.4 LED

LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dibuat dari bahan Ga (galium), As dan Fosfor yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED mempunyai dua kaki, kaki panjang merupakan kaki anoda dan yang pendek adalah kaki katoda. LED merupakan produk temuan setelah dioda,struktunya juga sama dengan dioda. LED digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energy cahaya jika dikenai tegangan maju. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula, pada saat ini warna-warna cahaya LED yang sering di jumpai adalah warna merah, kuning, dan hijau. Ada tiga kategori umum penggunaan LED, yaitu sebagai lampu indikator, transmisi sinyal cahaya yang dimodulasikan dalam suatu jarak tertentu, sebagai penggandeng rangkaian elektronik yang terisolir secara total.

Gambar dan simbol LED

1.5 Trafo

Transformator atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.

Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder transformator ada dua jenis yaitu:

1. Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).

Gambar dan simbol trafo step up

2. Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).

Gambar dan simbol trafo step down

Hal

aman

8

1.6 Dioda

Dalam elektronika, dioda adalah salah satu jenis komponen aktif yang berfungsi sebagai komponen penyearah. Dioda terbuat dari semikonduktor jenis silikon dan germanium. Dioda disusun menggunakan semikonduktor jenis p sebagai kutub positif (+) dan semikonduktor jenis n sebagai kutub negatif (-). Karena dioda termasuk komponen aktif, arus listrik yang mengalir dari sambungan p ke sambungan n akan dilewatkan jika tegangan listrik yang dilewatkan pada dioda berbahan silikon minimal 0,7 volt dan pada dioda berbahan germanium minimal 0,3 volt. Dioda juga berfungsi sebagai sakelar dalam rentang tegangan rendah. Sebagai contoh pada dioda jenis silikon, jika tegangan kurang dari 0,7 volt tegangan tidak dilewatkan dan jika tegangan lebih besar dari 0,7 volt tegangan dilewatkan. Kebanyakan dioda digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda dibagi dalam beberapa jenis yaitu dioda penyearah, dioda zener, dan dioda foto.

Pada dioda penyearah, jika arus listrik yang lewat searah dengan arah dioda yaitu dari potensial tinggi ke potensial rendah, dan tegangan bernilai lebih besar dari tegangan minimum dioda, arus akan dilewarkan. Namun jika dioda dipasang berkebalikan dengan arah arus listrik, dioda berfungsi untuk menghambat arus listrik yang lewat. Kapasitas dioada memiliki batas, sehingga jika tegangan disambungan n jauh lebih besar dari pada tengan di sambungan p, puluhan atau ratusan volt, kemungkinan dioda akan breakdown karena tidak mampu menahan aliran arus listrik. Dioda penyearah antara lain digunakan untuk menyearahkan arus listrik bolak-balik pada transformator dan mencegah arus berbalik arah dalam rangkaian elektronika.

Gambar dan simbol dioda penyearah

1.7 Dioda bridge

Dioda bridge adalah pengaturan dari empat atau lebih dioda dalam sebuah jembatan konfigurasi. Dioda bridge digunakan sebagai penyearah tegangan pada power supply. Dioda bridge adalah dioda silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas menjadi satu kesatuan komponen. Di pasaran terjual berbagai macam kapasitasnya. Ukuran dioda bridge yang utama adalah voltage dan ampere maksimumnya. Dioda bridge digunakan untuk menyearahkan arus satu gelombang penuh

Gambar dan simbol dioda bridge

1.8 IC Regulator

Integrated circuit atau IC adalah komponen dasar yang terdiri dari resistor, transistor dan lain-lain. IC adalah komponen yang dipakai sebagai otak peralatan elektronika. IC regulator rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya agar efek dari naik

- +

D 4

D B

2

1

3

4

Hal

aman

9Kapasitor Polar

Kapasitor Non Polar

atau turunnya tegangan jala-jala tidak mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil. IC regulator digunakan untuk meregulasi tegangan, tegangan yang keluar setelah melalui IC regulator akan sesuai dengan jenis IC.

Misalkan IC 7805 maka tegangan yang keluar sebesar +5V. IC 7805 mempunyai arti 78 adalah menstabilkan tegangan positif. Sedangkan 05 adalah besarnya tegangan yang keluar sebesar +5V. Sedangkan untuk IC 7905 mempunyai arti 79 adalah menstabilkan tegangan negatif dan 05 adalah besarnya tegangan yang keluar sebesar -5V.

Untuk mengetahui kaki pada IC regulator kita dapat melihat posisi IC, apabila pada IC tertera kode IC maka terhitung dari kiri ke kanan adalah kaki satu,dua dan tiga. Pada IC 78xx kaki satu adalah kaki input, kaki dua adalah kaki ground dan kaki tiga adalah kaki output. Sedangkan untuk IC79xx kaki satu adalah kaki ground, kaki dua adalah kaki input, kaki tiga adalah kaki output.

Gambar dan simbol IC regulator

1.9 Kapasitor

Kapasitor disebut juga kondensator adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu tertentu tanpa disertai reaksi kimia. Besaran yang diukur pada sebuah kapasitor adalah kapasitansi yang dinotasikan dengan C. Satuan kapasitansi adalah farad (F). Dalam bidang elektronika, satuan farad adalah satuan yang sangat besar dan jarang dipergunakan. Dalam praktek biasanya dipergunakan satuan farad dalam bentuk pecahan seperti

1 Faraf (F) = 1.000.000 µF(Micro Farad)1 Micro Farad (µF)= 1.000 nF (Nano Farad)1 Nano Farad (nF) = 1.000 pF (Piko Farad)

Kapasitor dibagi dalam jenis kapasitor polar dan kapasitor non-polar. Kapasitor non-polar dapat dipasang bolak-balik pada rangkaian elektronika, tanpa memperhatikan kutub positif dan negatifnya. Pada kapasitor polar, kutub negatif (-) digambarkan sebagai garis putih. Pemasangan kutub positif (+) dan kutub negatif (-) kapasitor yang salah pada rangkaian elektronika dapat menyebabkan rangkaian rusak atau meledak. Fungsi dan tujuan pemasangan kapasitor :

Memisahkan arus bolak-balik (AC) dengan arus searah (DC) Sebagai filter sebagai rangkaian catu daya Sebagai pembangkit frekuensi pada rangkaian pemancar Menghilangkan bouncing atau loncatan api pada sakelar Menghemat daya listrik pada lampu TL

U 1L M 7 8 0 5 / TO

1

3

2V I N

GN

D

V O U T

U 2L M 7 9 0 5 C / TO 2 2 0

2 3

1

I N O U T

GN

D

Hal

aman

10

Gambar dan simbol kapasitor

1.10 Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), dan stabilisasi tegangan. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Transistor merupakan komponen elektronika pertama yang mengantarkan dunia elektronika klasik menuju elektronika modern. Transistor memiliki 3 buah kaki atau pin yaitu: Collector (C), Emitter (E) dan Basis (B). Posisi kaki-kaki ini berbeda antara transistor satu dengan yang lain walaupun ada juga yang sama. Pada pemasangannya tidak boleh tertukar karena bisa menyebabkan panas pada transistor yang mengakibatkan kerusakan. Transistor memiliki beberapa jenis yaitu :

1. PNP (Positive Negative Positive)

Prinsip kerja dari transistor PNP adalah arus akan mengalir dari emitter menuju ke kolektor jika pada pin basis dihubungkan ke sumber tegangan. Arus yang mengalir ke basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari emitor ke kolektor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor. Dengan kata lain, transistor PNP hidup ketika tegangan basis lebih rendah daripada tegangan emitter. Tanda panah pada symbol diletakkan pada emitter dan menuju ke dalam. Transistor PNP dapat bekerja apabila pada kaki basis dialiri tegangan kurang dari 0,7 V.

Gambar dan simbol transistor PNP

2. NPN (Negative Positive Negative)

Arus yang mengalir dari basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor. Dengan kata lain, transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada tegangan emitter. Tanda panah dalam symbol diletakkan pada kaki emitter dan menunjuk ke luar. Transistor NPN dapat bekerja apabila pada kaki basis dialiri tegangan lebih dari 0,7 V.

Gambbar dan simbol transistor NPN

Hal

aman

11

1.11 Relay

Relay merupakan salah satu jenis switch (sakelar). Perbedaannya, relai dikendalikan secara elektronik, sedangkan switch (saklelar) dikendalikan secara mekanik. Relay menggunakan prinsip electromagnet koil (kumparan). Relay dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya. Relay terdiri dari beberapa komponen-komponen penyusun, yaitu:

1. Koil (Kumparan) : komponen utama relay yang digunakan untuk menciptakan medan magnet (elektromagnetik).

2. Input : bagian control relay. Relay membutuhkan tegangan masukan (VDC) untuk dapat mengoprasikan kumparan.

3. Common : bagian keluaran relay yang tersambung dengan Normally Closed (NC) dalam keadaan normal.

4. Normally Closed (NC) : bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common.

5. Normally Open (NO) : bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common. Tetapi Normally Open akan terhubung dengan common apabila relay diberi tegangan.

Cara kerja relay yaitu apabila pada coil diberi tegangan maka lilitan yang ada pada coil akan terinduksi sehingga menyebabkan adanya tegangan pada coil. Maka jika ada tegangan kontak akan terhubung dengan No. Apabila pada coil tidak ada tegangan yang masuk maka lilitan yang ada pada coil tidak akan terinduksi sehingga tidak ada teegangan pada coil. Maka jika tidak ada tegangan kontak akan terhubung dengan Nc.

Gambar dan simbol relay

1.12 SCR

Silicon Controlled Rectifier atau sering disebut dengan SCR. Komponen yang satu ini juga mirip dengan transistor karena ia juga memiliki tiga buah kaki. Tapi kaki pada SCR berbeda dengan transistor karena ia memiliki kode kaki tersendiri. Kaki yang terdapat pada SCR diberi kode sebagai berikut :

A = anodaK = katodaG = gate

Struktur SCR terbentuk dari dua buah junction NPN dan PNP yang dirangkai sebgai berkut :

R E L A Y

35

412

Hal

aman

12

Fungsi dari SCR adalah sebagai saklar dan otomatis dan pengendali tegangan pada suatu rangkaian elektronik.

SCR biasanya digunakan untuk mengontrol khususnya pada tegangan tinggi karena SCR dapat dilewatkan tegangan dari 0 sampai 220 Volt, tergantung pada spesifik dan tipe dari SCR tersebut. SCR memiliki berbagai macam daya dan kekuatan, misalnya berkekuatan 100V/2A. Hal ini berarti bahwa SCR tersebut hanya bisa dipakai tak lebih dari 2 A atau sama dan tidak lebih dari 200 watt.

SCR tidak akan menghantar atau on, meskipun diberikan tegangan maju sampai pada tegangan breakovernya SCR tersebut dicapai. SCR akan menghantar jika pada terminal gate diberi pemicu yang berupa arus dengan tegangan positif dan SCR akan tetap on bila arus yang mengalir pada SCR lebih besar dari arus yang penahan. Satu-satunya cara untuk membuka (meng-off-kan) SCR adalah dengan mengurangi arus Triger dibawah arus penahan.

Apabila SCR disulut dengan tegangan AC maka harus disulut terus menerus karena tegangan AC berosilasi yang mempunyai nilai negatif sehingga perlu disulut terus menerus. Tetapi apabila disulut dengan tegangan DC maka sekali sulut SCR akan bekerja terus karena tegangan DC tidak berosilasi atau grafik grafiknya berupa grafik lurus.

Gambar dan simbol SCR

1.13 TRIAC

TRIAC atau Triode for Alternating Current (Trioda untuk arus bolak-balik) merupakan dua buah SCR yang dihubungkan secara paralel berkebalikan dengan terminal gate bersama. Berbeda dengan SCR yang hanya melewatkan tegangan dengan polaritas positif saja, tetapi TRIAC dapat dipicu dengan tegangan polaritas positif dan negatif, serta dapat dihidupkan dengan menggunakan tegangan bolak-balik pada gate. TRIAC banyak digunakan pada rangkaian pengedali dan pensaklaran.

TRIAC bekerja diibaratkan seperti kran air yang apabila kran semakin besar maka air yag mengalir juga besar begitu sebaliknya. Seperti halnya dengan SCR apabila arus yang masuk ke gate besar maka arus yang mengalir dari anoda ke katoda juga besar, apabila arus yang masuk kecil maka yang mengalir dari anoda ke katoda juga kecil. TRIAC biasanya digunakan dalam rangkaian dimmer lampu belajar.

Gambar dan simbol TRIAC

S C R

TR I A C

Hal

aman

13

1.14 Header dan Konektor

Header atau biasa dikenal dengan nama pinhead berguna sebagai soket tempat menghubungkan kabel-kabel konektor. Sedangkan konektor digunakan untuk menghubungkan kabel pada rangkaian elektronika dengan rangkaian elektronika lain.

Gambar dan simbol konektor

1.15 Sakelar (Switch)

Sakelar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan jaringan listrik. Sakelar pada dasarnya merupakan alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain untuk jaringan listrik arus kuat, sakelar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen alat elektronika arus lemah. Secara umum sakelar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu. Material kotak sambungan umumnya dipilih agar tahan terhadap korosi. Pada dasarnya tombol bisa diaplikasikan untuk sensor mekanik, karena bisa dijadikan sebagai pedoman pada mikrokontroll untuk pengaturan alat dalam pengontrolan. Jenis dan bentuk sakelar bermacam-macam sesuai dengan penggunaannya pada rangkaian elektronika.

Sakelar ToggleSakelar toggle merupakan sensor mekanik yang digunakan untuk

menyalakan atau mematikan alat elektronik, berukuran relatif kecil, dan digunakan pada arus listrik kecil. Untuk menyalakan alat elektronik, kita harus menekan tombol on sakelar tersebut dan untuk mematikannya kita harus menekan tombol off sakelar tersebut. Contoh penggunaan sakelar toggle yaitu pada lampu.

Gambar sakelar toggle Sakelar Push ButtonSakelar push button digunakan untuk menyalakan atau mematikan

alat elektronik sesaat ketika tombol sakelar ditekan. Push button itu sendiri ada dua macam, yaitu push button on dan push button off. Apabila sakelar push button on ditekan maka rangkaian akan terhubung dan apabila dilepas maka rangkaian akan terputus. Sedangkan push button off ditekan maka rangkaian terputus dan apabila dilepas akan terhubung kembali

J P 1

H E A D E R 5

12345

J 9

C O N 5

12345

Hal

aman

14

Gambar sakelar push button

2. Penjelasan Rangkaian

2.1 Rangkaian Power Supply

Pada project ini digunakan dua power supply, yaitu power supply tambahan yang mempunyai outputan +5,+12, dan ground yang digunakan untuk menyuplai tegangan pada semua rangkaian kecuali pada rangkaian flip-flop dan rangkaian dimmer. Dan untuk power supply satunya mempunyai outputan +12, -12, +5, -5, dan ground digunakan untuk menyuplai rangkaian flip-flop dan dimmer, dengan skematik sebagai berikut:

Gambar skematik rangkaian power supply tambahan

Gambar skematik rangkaian power supply 4 outputan

R 1

2 2 0

+ C 4

2 2 0 0 u F

U 2L M 7 8 1 2 C / TO 3

1 3

2

I N O U T

GN

D+ C 2

2 2 0 u F

J 1

C O N 1

1

Q 1

TI P 3 0 5 5

C 61 0 4

D 4

1 N 4 0 0 7

U 1L M 7 8 0 5 C / TO 3

1 3

2

I N O U T

GN

D

J 2

C O N 1

1

D 1

L E D

J 3

C O N 1

1

Q 2

TI P 3 0 5 5

C 31 0 4

+ C 5

2 2 0 u F

D 3

1 N 4 0 0 7

- +

D 2

D I O D E B R I D G E

2

1

3

4

+ C 12 2 0 0 u F

J P 1

H E A D E R 3

123

Q 1

TI P 3 0 5 5

+ C 82 2 0 u F

+ C 1 1

2 2 0 u F

C 61 0 4

+ C 12 2 0 0 u F

J 3

C O N 1

1

U 3L M 7 8 1 2 C / TO 2 2 0

1 3

2

I N O U T

GN

D

C 1 21 0 4

J 5

C O N 1

1

+ C 1 0

2 2 0 0 u F

L E D I N D I K A TO R 1

L E D

J 1

C O N 1

1

L E D I N D I K A TO R 2

L E D

+ C 72 2 0 0 u F

Q 4

TI P 2 9 5 5

Q 3

TI P 3 0 5 5

U 1L M 7 8 0 5 C / TO 2 2 0

1 3

2

I N O U T

GN

D

D 3

1 N 4 0 0 7

12

D 6

1 N 4 0 0 7

12

R 2

1 k 5

R 1

1 k 5

C 91 0 4

U 4L M 7 9 1 2 C / TO 2 2 0

2 3

1

I N O U T

GN

D

- +

D 1

D B

2

1

3

4

J 4

C O N 1

1

J P 1

H E A D E R 5

12345

Q 2

TI P 2 9 5 5

+ C 22 2 0 u F C 3

1 0 4

U 2L M 7 9 0 5 C / TO 2 2 0

2 3

1

I N O U T

GN

D J 2

C O N 1

1

D 2

1 N 4 0 0 71 2

D 5

1 N 4 0 0 7

1 2

+ C 4

2 2 0 0 u F

- +

D 4

D B

2

1

3

4

+ C 5

2 2 0 u F

Hal

aman

15

Tabel Uji power supply 4 outputan

No Load Load 3V Load 7,5V

+5V -5V +12V -12V +5V -5V +12V -12V +5V -5V +12V -12V

+4,94V -5,29V +11,79V -12,22V +2,30V -2,31V +2,54V -2,53V +4,30V -4,49V +5,40 -5,49V

2.2 Rangkaian Sensor Cahaya

Rangkaian ini digunakan untuk on-off power supply empat outputan, apabila keadaan terang (siang hari) maka power supply empat outputan akan on begitu sebaliknya apabila keadaan gelap (malam hari) maka power supply akan off. Disini pembagian tegangan menggunakan multiturn agar kita dapat mengatur sensitivitas dari LDR dengan mudah sehingga terjadi pembagian tegangan yang akan masuk basis transistor. Pada rangkaian ini menggunakan double transistor untuk memperkuat arus.

Gambar skematik rangkaian sensor cahaya

2.3 Rangkaian Sensor Air

Pada rangkaian ini terdapat dua sensor yaitu low dan high. Pada saat low kontak K3 tehubung ke No, menyebabkan pompa menyala. Karena SCR Q3 telah tertriger terlebih dahulu. Ketika sensor low mendapat tegangan +5V dari air, maka kontak relay K2 terhubung ke No dan menyebabkan tidak ada tegangan yang masuk ke gate SCR. Namun pompa tetap menyala karena karakteristik SCR sebagai pengunci tegangan. Ketika air menyentuh sensor high, tegangan +5V masuk pada basis transistor Q1 dan menyebabkan relay K1 bekerja sehingga kontak K1 terhubung pada No, sehingga anoda SCR terputus (tidak mendapat tegangan). Lalu relay K3 tidak bekerja dan menyebabkan kontak K3 terhubung ke Nc sehingga pompa tidak bekerja.

J 1

+5 V 1

R 3

1 K

J 4

G N D 1

R 1L D R

Q 2N P N

Q 1N P N

J 3

+1 2 V 1

J 2

A C 2 2 0

1 2

M U L TI TU R N

1 0 0 K

13

2

L S 1

R E L A Y S P D T

35

412

J 5

t ra f o + re la y b a h a y a

12

R 1

2 2 0

D 3

D I O D E

Q 12 N 1 6 1 3

2

3

1

K 1

R E L A Y S P D T

35

412

K 2

R E L A Y S P D T

35

412

J 21 2 V

1 2

+C 3

1 0 u F / 3 5 V

D 2

D I O D E

J 6

H I G H

1

+ C 11 0 u F / 3 5 V

J 5

L O W

1

R 3

1 K

Q 3S C R

D 1

D I O D E

J 3A C 2 2 0 V

1 2

J 4

P O M P A

12

+ C 21 0 u F / 3 5 V

K 3

R E L A Y S P D T

35

412

J 7

5 V

1

R 2

2 2 0

Q 22 N 1 6 1 3

2

3

1

Hal

aman

16

Gambar skematik rangkaian sensor air

2.4 Rangkaian Dimmer

Tegangan AC 220V masuk ke T1 dan potensiometer 100K. Arus yang masuk pada gate diatur oleh besarnya resistansi potensiometer, R1, dan R2. Besar kecilnya arus yang masuk ke gate mempengaruhi besar kecinya arus yang mengalir dari T1 ke T2. Pemasangan kapasitor pada yang dipasang paralel pada gate dan T2 bertujuan agar proses dimming dapat lebih linier.

Gambar skematik rangkaian dimmer

2.5 Rangkaian Sensor bahaya

Ketika air belum menyentuh sensor bahaya, relay 1 tidak bekerja maka kontak 1 terhubung ke Nc 1 dan menyebabkan dimmer bekerja. Pada saat air menyentuh sensor bahaya, gate SCR mendapat tegangan sehingga tegangan masuk pada basis transistor Q1 dan menyebabkan relay 1 bekerja. Bekerjanya relay 1 ini menyebabkan terdapat dua kondisi.

R 1

2 2 0

D 3

D I O D E

Q 12 N 1 6 1 3

2

3

1

K 1

R E L A Y S P D T

35

412

K 2

R E L A Y S P D T

35

412

J 21 2 V

1 2

+C 3

1 0 u F / 3 5 V

D 2

D I O D E

J 6

H I G H

1

+ C 11 0 u F / 3 5 V

J 5

L O W

1

R 3

1 K

Q 3S C R

D 1

D I O D E

J 3A C 2 2 0 V

1 2

J 4

P O M P A

12

+ C 21 0 u F / 3 5 V

K 3

R E L A Y S P D T

35

412

J 7

5 V

1

R 2

2 2 0

Q 22 N 1 6 1 3

2

3

1

Q 1TR I A C

L A M P

N O L

12

C 12 2 4

C 21 0 3

R 2

1 0 0 K

13

2

F A S A

2 2 0 V

12

R 16 , 8 K / 5 W a t t

R 23 3 0 / 0 , 5 W a t t

Hal

aman

17

Kondisi pertama, saat relay 1 bekerja, kontak 1 yang mendapat tegangan AC 220V terhubung ke No 1 dan menyebabkan kontak 1 pada relay 2 juga mendapat tegangan untuk itu kontak 1 pada relay 2 terhubung ke No 1, kemudian tegangan AC 220V masuk ke rangkaian flip-flop. Kondisi kedua, saat relay 1 bekerja, kontak 2 yang mendapat tegangan 12V terhubung ke No 2 dan menyebabkan kontak 2 pada relay 2 juga mendapat tegangan sehingga kontak 2 pada relay 2 terhubung ke No 2 kemudian tegangan 12V masuk ke rangkaian flip-flop.

Flip-flop akan tetap menyala sebelum tombol push button off ditekan. Ditekannya tombol push button ini menyebabkan terputusnya tegangan 5V yang masuk ke anoda.

Gambar skematik rangkaian sensor bahaya

2.6 Rangkaian Flip-Flop

Prinsip rangkaian ini berdasarkan pengisian dan pengosongan kapasitor. Potensiometer disini digunakan untuk pembagian tegangan yang masuk ke basis transistor, kita dapat mengatur seberapa cepat flip-flop dari LED. Pada relay dipasang dioda dimaksudkan agar tidak ada arus balik pada relay. Dioda dipasang reverse agar arus tetap melalui relay dan memblok jika ada arus balik. Pengosongan dan pengisian kapasitor menyebabkan terjadinya saturasi dan cut off pada relay SPDT. Oleh karena itu kontak terhubung ke No dan Nc secara bergantian, maka menyebabkan lampu AC 220V berkedip.

Gambar skematik rangkaian flip-flop

L S 1

R E L A Y 1

34

5

68

712

J 21 2 V

1 2S W 1

P U S H B U TTO N O F F

Q 2S C R

L S 2

R E L A Y 2

34

5

68

712

Q 1N P N

J 4

K E D I M M E R

12

J 15 V

1

R 24 K 7

J 3

A C 2 2 0

1 2

J 81 2 V P S U TA M A

1 2

J 7

S E N S O R B A H A Y A

1

J 5

K E K O N TA K F L I P - F L O P

12

J 6

K E F L I P - F L O P

12R 1

1 K

R 4

2 k 2

+

C 2

4 7 u F / 2 5 V

+

C 3

4 7 u F / 2 5 V

K 1

R E L A Y S P D T

35

412

D 1

1 A

Q 1

C 9 4 5

Q 2

C 9 4 5

D 2

L E D

J 1

K 2 2 0 V / N O 2 2 0 V

12

J 3

N O 1 2 V

12

R 22 2 K

R 34 7 0

J 2

L a m p u 2 2 0 + D im m e r

12

R 11 0 0 K

13

2

Hal

aman

18

2.7 Rangkaian Keseluruhan

Power Supply terdiri dari empat outputan yaitu plus 5 V, plus 12 V, minus 5 V dan minus 12 V. On dan off nya power supply tergantung dari intensitas cahaya luar. Saat kondisi gelap (malam hari), seluruh sistem Instalasi Pembuangan Air Limbah tidak bekerja. Saat kondisi terang (siang hari), seluruh sistem Instalasi Pembuangan Air Limbah bekerja normal. Untuk pengaturan on dan off nya power supply empat outputan kita gunakan rangkaian sensor cahaya. Sedangkan sensor cahaya tersebut disupply oleh power supply tambahan yang selalu aktif.

Cara kerja sistem Instalasi Pembuangan Air Limbah yaitu apabila air berada pada level low maka pompa air bekerja. Dan apabila level air masuk level high maka pompa air berhenti. Untuk menghidupkan dan mematikan pompa secara otomatis sesuai ketinggian air, kita gunakan rangkaian sensor air. AC 220V yang menyuplai pompa air dikendalikan oleh sensor cahaya, apabila pada saat pengisisan dikonsikan gelap pompa akan berhenti dan apabila dikondisikan terang kembali pompa akan meneruskan pengisiannya begitu juga pada saat pengosongan. Di samping itu, semakin penuh air yang ada pada bak penampung air, maka lampu akan semakin terang dan sebaliknya.

Saat terdapat kesalahan pada sistem sensor dimana pompa tetap bekerja maka level air sampai pada level bahaya. Secara otomatis sensor bahaya mengaktifkan rangkaian flip-flop dimana rangkaian flip-flop terhubung dengan lampu AC 220V dan mengakibatkan lampu berkedip. Inputan DC rangkaian flip-flop disuplai oleh power supply empat outputan sehingga apabila pada saat level bahaya dikondisikan gelap lampu akan mati dan apabila dikondisikan terang kembali lampu akan berkedip lagi. Meskipun level airnya sudah turun, lampu tetap berkedip terang atau dengan kata lain tidak terpengaruh oleh turunnya air (proses dimming). Kedipan lampu akan berhenti jika tombol reset ditekan.

Hal

aman

19

Power Supply Tambahan

Power Supply 4 outputanSensor Bahaya

Sensor AirRangkaian Flip-Flop

Rangkaian Dimmer

Sensor Cahaya

pompa

terminal

high

low

danger

Tata letak rangkaian

low high

Hal

aman

20

3. Hasil Dan Analisa

Dari hasil pengujian, dapat diketahui bahwa :

Setiap komponen yang mempunyai kumparan atau lilitan terkadang mempunyai arus balik seperti pada relay. Sehingga perlu dipasang dioda dan kapasitor. Pemasangan dioda bertujuan agar tidak ada arus balik. Sedangkan pemasangan kapasitor berguna untuk menyimpan tegangan sampai mendapatkan tegangan yang mampu untuk mengaktifkan relay apabila terjadi drop tegangan pada relay.

Mekanika pemutaran potensiometer pada rangkaian dimmer perlu diperhatikan. Yang harus diperhatikan yaitu perhitungan antara pemutaran potensiometer dengan jarak antar sensor. Apabila kita menggunakan mekanika katrol, kita harus memperhitungkan diameter poros katrol terhadap diameter pemutar potensiometer. Selain itu harus diperhatikan berat beban pada kedua lengan katrol, dimana harus dikondisikan lengan yang berada dalam bak lebih berat dari pada lengan yang lainnya. Lengan yang berada dalam bak harus kita berikan pelampung agar terdapat gaya angkat ke atas saat air naik dan dapat turun saat air turun. Diameter luar dan dalam katrol harus diperhitungkan agar nantinya apabila berputar, pergerakan potensiometer dari nol sampai maksimal dapat mewakili ketinggian air low sampai high.

Untuk melinierkan proses dimming harus diperhitungkan besar nilai kapasitor. Sedangkan untuk memperkecil tegangan supaya pada saat low keadaan lampu mati dan memiliki tegangan 0 volt, dapat kita perbesar nilai resistansi pada rangkaian tersebut dengan memasang resistor secara seri dengan potensiometer untuk mendapatkan nilai yang lebih besar.

Hal

aman

21

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

Dalam pengerjaan project diperlukan ketelitian pada saat pemasangan

rangkaian serta pengecekan tegangan yang masuk pada tiap-tiap

komponen. Kita juga harus memperhatikan ukuran masing-masing

komponen seperti halnya kapasitor yang memiliki batas tegangan

maksimal yang dapat dilewatinya

Apabila terjadi arus balik perlu adanya dioda pada setiap komponen

yang memiliki kumparan atau lilitan. Kita harus memperhatikan proses

penyolderan komponen, karena teknik penyolderan mempengaruhi

sambungan antar komponen.

Pada dasarnya yang membuat seseorang mahir elektronika adalah

pengalam dalam bereksperimen dan ketekunan.

Hal

aman

22

Daftar Pustaka

[1] Prihono, Jago Elektronika secara Otodidak, 11 – 14, Kawan Pustaka, Surabaya, 2009.

[2] Tooley. Mike, Rangkaian elektronik – Prinsip dan Aplikasi, 29 – 30, Erlangga, Jakarta, 2002.

[3] Chandra. Fanky & Arifianto. Deni, Jago Elektronika – Rangkaian Sistem Otomatis, 9 – 15, Kawan Pustaka, Jakarta, 2010.

[4] Rusmadi. Dedy, Mengenal Teknik Elektronika, 15 – 21, 67 – 76, CV. Pionir Jaya Bandung, Bandung, 2009.

[5] Rusmadi. Dedy & Deny Prihadi, Belajar Rangkaian Elektronika Tanpa Guru, 43-46;78, Del Fajar Utama, Bandung, 2007.

[6] Prihono. S.T. M.T, Jago Elektronik Secara Otodidak, 20-22;27-28, Kawan Pustaka, Jakarta, 2009.

[7] Chandra Franky, Jago Elektronika Rangkaian Sistem Otomatis, 22-24;38-39, Kawan Pustaka, Jakarta, 2010.

[8] Zam, Efvy Zamidra., Mudah Menguasai Elektronika, Hal. 31, Penerbit Indah, Surabaya, 2002.

[9] http://id.wikipedia.org/wiki/LED,VR, dan LDR

[10] http://id.wikipedia.org/wiki/Relai

[11] http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor

[12] http://id.wikipedia.org/wiki/SCR

[13] http://id.wikipedia.org/wiki/TRIAC

[14] http://id.wikipedia.org/wiki/Penyearah_terkendali_silikon

[15] http://id.wikipedia.org/wiki/Dioda

[16] http://id.wikipedia.org/wiki/78xxhttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_komponen_elektronika

Hal

aman

23

Lampiran

Rangkaian Power Supply Tambahan

Rangkaian Power Supply 4 outputan

Rangkaian Sensor Cahaya

Hal

aman

24

Rangkaian Flip-Flop

Rangkaian Sensor Bahaya

Rangkaian Sensor Air

Hal

aman

25

Rangkaian Dimmer