Teknik Elektro'23: April 2024

DISPENSER OTOMATIS

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan[kembali]

Voltage follower, juga dikenal sebagai unity gain amplifier, adalah jenis sirkuit elektronik yang memiliki karakteristik unik di mana tegangan outputnya sama dengan tegangan inputnya. Hal ini dicapai dengan menggunakan operational amplifier (op-amp) dengan gain tegangan yang sangat tinggi.

Salah satu kegunaan utama dari voltage follower adalah sebagai buffer antara sumber sinyal dengan beban, karena memiliki impedansi input yang tinggi dan impedansi output yang rendah. Dengan demikian, voltage follower mampu menghasilkan tegangan output yang stabil tanpa mempengaruhi sumber sinyal.

Selain itu, voltage follower juga digunakan dalam aplikasi di mana diperlukan isolasi tegangan antara dua bagian sirkuit, atau untuk mengubah impedansi sinyal. Meskipun sederhana dalam desainnya, voltage follower memiliki peran yang penting dalam menjaga integritas sinyal dalam sistem elektronik.

2. Tujuan[kembali]

Membuat rangkaian sederhana untuk dispenser otomatis
Memahami dan mengetahui cara kerja dari rangkaian dispenser otomatis

3. Alat dan bahan[kembali]

- Alat
1) DC Voltmeter
DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

ALAT:
a. Voltmeter

      voltmeter digunakan untuk mengukur besaran tegangan listrik (volt).

BAHAN:
   a. Baterai


        Baterai berfungsi sebagai penyuplai energi dan tegangan listrik.

b. Resistor

        Resistor berfungsi sebagai memberi hambatan pada arus listrik yang mengalir

c. LED

           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.

      d. Transistor NPN


            Pada transistor NPN, kaki basis memiliki kutub positif dan bersinggungan langsung dengan sumber listrik atau baterai. Sedangkan kaki emitor memiliki kutub negatif karena berhubungan langsung dengan massa. Kutub negatif juga ditemukan pada kaki kolektor yang menghubungkan massa di rangkaian listrik.
          1.       Bi-Polar NPN Transistor
2.       DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
3.       Continuous Collector current (IC) is 500mA
4.       Emitter Base Voltage (VBE) is 5V
5.       Base Current(IB) is 5mA maximum
              6. Available in To-92 Package

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

      f. 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.

      g. Dioda

            Dioda adalah komponen pasif 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). Saat ini bahan semikonduktor pembuat dioda adalah semikonduktor silikon dan germanium. Semikonduktor bahan silikon merupakan bahan yang paling banyak digunakan pada jenis dan tipe dioda karena silikon menawarkan beberapa kelebihan seperti kinerja yang tinggi dan biaya produksi yang lebih rendah. Biasanya tegangan jatuh dioda berbahan silikon berkisar 0,7 Volt.

      h. Motor

            Merupakan piranti elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. pada motor DC terdapat 2 Input yang jika diberikan input yang berbeda maka motor akan berputar CCW atau CW tergantung pada inputan yang dimasukan dan jika diberikan dua input dengan nilai sama maka motor dc akan berhenti. maksud nilai disini adalah HIGH atau LOW.
                jadi :
                HIGH HIGH = motor tidak berputar
               HIGH LOW = motor berputar
               LOW LOW = motor tidak berputar
               LOW HIGH = motor berputar

      i. logicstate

            Gerbang logika atau logic gate adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik.

      j. Sensor PIR


               Passive Infrared Receiver atau disebut juga dengan Sensor PIR adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek. 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 adalah alat yang dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek.

·       Wide range on input voltage varying from 4.V to 12V (+5V recommended)
·       Output voltage is High/Low (3.3V TTL)
·       Can distinguish between object movement and human movement
·       Has to operating modes - Repeatable(H) and Non- Repeatable(H)
·       Cover distance of about 120° and 7 meters
·       Low power consumption of 65mA
·       Operating temperature from -20° to +80° Celsius

      k. Sensor infrared

            Sensor inframerah adalah jenis sensor cahaya yang digunakan untuk mengenali cahaya inframerah. Bahan baku pembuatannya ialah material piroelektrik dan material sensor foton. Fungsi utama dari sensor inframerah ialah media komunikasi bagi dua perangkat elektronik yang memuat sensor sebagai komponennya.
5VDC Operating voltageI/O
pins are 5V and 3.3V compliant
Range: Up to 20cm
Adjustable Sensing range
Built-in Ambient Light Sensor
20mA supply current
Mounting hole

      l. Sensor water

          Water level merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air dengan output analog kemudian diolah menggunakan mikrokontroler. Cara kerja sensor ini adalah pembacaan resistansi yang dihasilkan air yang mengenai garis lempengan pada sensor.
       1. Product Name: water level sensor
       2. Item :. K-0135
       3. Operating voltage :. DC5V
       4. Working current : less than 20mA
       5. Sensor Type : Analog
       6. detection area :. 40mm x16mm
       7. Production process :. FR4 double-sided HASL
       8. mounting hole size : 3.0mm
       9. user-friendly design : half-moon -slip handle depression
       10. Working temperature : 10 C - 30 C
       11. Operating humidity : 10% - 90% non-condensing
       12 Weight : 3g
       13 Product Dimensions : 65mm x 20mm x 8mm

      m. Sensor Suhu

                Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dan dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian kontrol yang sangat mudah.

4. Dasar teori[kembali]

a. baterai
            Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

      b. Resistor
            Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

      c. Transistor NPN
            Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis (Dasar), Kolektor (Pengumpul) dan Emitor (Pemancar). Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi lainnya. Selain itu, transistor juga dapat digunakan sebagai kran listrik sehingga dapat mengalirkan listrik dengan sangat akurat dan sumber listriknya.
Transistor sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Dari kedua kata tersebut dapat kita simpulkan, pengertian Transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi suhu tertentu. Transistor pertama kali ditemukan pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H, Brattain. Tetapi, komponen ini mulai digunakan pada tahun 1958. Jenis Transistor terbagi menjadi 2, yaitu transistor tipe P-N-P dan transistor N-P-N. Pada transistor NPN, kaki basis memiliki kutub positif dan bersinggungan langsung dengan sumber listrik atau baterai. Sedangkan kaki emitor memiliki kutub negatif karena berhubungan langsung dengan massa. Kutub negatif juga ditemukan pada kaki kolektor yang menghubungkan massa di rangkaian listrik.

      d. 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.

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
Electromagnet (Coil)
Armature
Switch Contact Point (Saklar)
Spring
Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.
      e. LED
            LED atau singkatan dari light-emitting diode merupan alat yang mengeluarkan cahaya, dalam rangkaian ini kita menggunakannya sebagai indikator, apakah rangkaiannya berfungsi atau tidak.
      f. Water Sensor
            Water sensor adalah controller yang bisa mendeteksi volume air, tinggi air, serta kualitas air di dalam tangki, sungai, danau, dan sejenisnya dengan akurat dan mudah. Sensor ini merupakan perangkat yang bisa mematikan atau mengobarkan pompa air secara otomatis andai air mulai berakhir atau sudah nyaris penuh.

       g. PIR sensor
           Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.

Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1. Fresnel Lens

Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.

2. IR Filter

IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.

3. Pyroelectric Sensor

Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

Grafik respon sensor PIR

1. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan

Pada grafik tersebut ; (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda ; (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan ; (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR, namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.

2. Respon terhadap suhu

Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR.

      h. Infrared sensor
            Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier). Bentuk dan Konfigurasi Pin IR Detector Photomodules TSOP.

Prinsip Kerja Sensor Infrared

Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.

Prinsip kerja rangkaian sensor infrared berdasarkan pada gambar 2. Adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat seperti gambar 3:

Grafik Respon Sensor Infrared:

Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.

      i. Sensor Suhu
            Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

            Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC


ditunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antara 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35 = Suhu 10 mV
            Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .
            Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35:
Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC
Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
      j. Motor DC
            Motor arus searah dengan belitan medan seri adalah jenis motor traksi tertua. Ini memberikan karakteristik torsi kecepatan yang berguna untuk propulsi, memberikan torsi tinggi pada kecepatan rendah untuk akselerasi kendaraan, dan torsi menurun seiring dengan peningkatan kecepatan. Dengan mengatur belitan medan dengan beberapa tap, karakteristik kecepatan dapat bervariasi, sehingga memungkinkan kontrol akselerasi operator yang relatif mulus. Ukuran kontrol lebih lanjut diberikan dengan menggunakan pasangan motor pada kendaraan dalam kontrol pararel seri ; untuk operasi lambat atau beban berat, dua motor dapat dijalankan secara seri dari suplai arus searah. Dimana kecepatan yang lebih tinggi diinginkan, motor ini dapat dioperasikan secara paralel, membuat tegangan yang lebih tinggi tersedia di masing-masing motor sehingga memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi. Bagian dari sistem rel mungkin menggunakan voltase yang berbeda, dengan voltase yang lebih tinggi dalam jangka panjang antar stasiun dan voltase yang lebih rendah di dekat stasiun yang hanya memerlukan pengoperasian lebih lambat.

      k. Op -amp
            Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input. Sebagai penguat operasional ideal, operasional amplifier (Op-Amp) memiliki karakteristik sebagai berikut :

Impedansi Input (Zi) besar = ∞
Impedansi Output (Z0) kecil= 0
Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞
Band Width respon frekuensi lebar = ∞
V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1.
Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.
      l. Logicstate
            Gerbang logika atau logic gate adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

      m. Dioda
            Diode 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). Diode dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika. Diode sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier dan sering kali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan serta parameter penggunaan. Beberapa jenis diode juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.

         pada rangkaian ini memakai transistor fixed bias dan self bias sedangkan pada om-amp memakai Voltagte Follower, Non Inverting Amplifier, dan Detector Non Inverting

- self bias adalah teknik untuk mengatur titik operasi (operating point) transistor tanpa menggunakan sumber tegangan DC eksternal terpisah untuk base.

- fixed bias adalah adalah teknik untuk mengatur titik operasi (operating point) transistor menggunakan dua resistor dan sumber tegangan DC eksternal.

- voltage follower adalah adalah rangkaian elektronik yang menggunakan operational amplifier (op-amp) untuk menghasilkan output voltage yang hampir sama dengan input voltage.

- non inverting amplifier adalah Non-inverting amplifier adalah rangkaian elektronik yang menggunakan operational amplifier (op-amp) untuk menguatkan sinyal input voltage tanpa membalikkan fasenya

- detector non inverting adalah Detektor penyeberangan nol mencari titik di mana sinyal melewati batas tegangan tertentu, biasanya nol volt. Dalam detektor penyeberangan nol non-inverting, sinyal input diterapkan ke terminal non-inverting dari operational amplifier (op-amp). Tegangan referensi (biasanya nol) terhubung ke terminal inverting.

5. Percobaan [kembali]

Langkah-langkah percobaan:

-Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus

· -Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.

· -Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian

· -Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh

-Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka LED atau buzzer akan hidup yang berarti rangkaian bekerja

Prinsip Kerja:

Sensor infrared berfungsi untuk mendeteksi gelas atau benda ketika diletakkan di dispenser. Ketika gelas diletakkan di dispenser maka gerbang logika di sensor akan ditandai dengan 1. Begitupun sebaliknya. Ketika gerbang logika bernilai 1, maka sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 5 Volt, selanjutnya diumpankan ke Voltage follower. Berdasar teori Voltage follower sebagai penguat berkonstanta 1, yaitu Vo=Vi, maka tegangan output yang keluar akan bernilai 5 Volt juga. Selanjutnya , tegangan output di umpankan ke R7 yang bernilai 5k ohm yang selanjutnya dihubungkan ke kaki base transistor dan kaki emiiter transistor. Tegangan yang terbaca di Vbe yaitu 0,8 Volt yang memenuhi syarat transistor fixed bias. Karena aktif, maka arus mengalir ke R2 dan juga mengalir ke R6 dan relay. Karena ada aliran arus di relay, maka switch berpindah dari kanan ke kiri, yang menyebabkan rangkaian yang di dekat sensor infrared menjadi loop tertutup.

Sensor PIR berfungsi sebagai mendeteksi tubuh pada dispenser. Disini saya memasang 3 buah sensor PIR, diantara nya PIR1 untuk mendeteksi permintaan air biasa, PIR2 untuk mendeteksi permintaan air dingin, dan PIR3 untuk mendeteksi permintaan air panas. Ketika salah 1 PIR atau ketiga PIR bergerbang logika 1 menandakan adanya permintaan air dari dispenser. Ketika gerbang logika bernilai 1, maka sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 5 Volt, selanjutnya diumpankan ke Non iverting Amplifier. Berdasar teori yaitu Vo=(Rf/Ri +1)Vi, maka tegangan output yang keluar akan bernilai 10 Volt . Selanjutnya , tegangan output di umpankan resistor yang selanjutnya dihubungkan ke kaki base transistor dan kaki emiiter transistor. Tegangan yang terbaca di Vbe yaitu 0,8 Volt yang memenuhi syarat transistor self bias. Karena aktif, maka arus mengalir resistor dan relay. Karena ada aliran arus di relay, maka switch berpindah dari kanan ke kiri, yang menyebabkan rangkaian yang di dekat sensor infrared menjadi loop tertutup.

Sensor Water akan aktif ketika gelas hampir penuh. sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 5 Volt, selanjutnya diumpankan ke Detektor Non Inverting. Karena dipasang Vsaturasi di Detektor non inverting, maka sesuai Teori, Vo=+Vsaturasi-1, maka Vo bernilai 11 Volt. Selanjutnya , tegangan output di umpankan ke R3 yang bernilai 5k ohm yang selanjutnya dihubungkan ke kaki base transistor dan kaki emiiter transistor. Tegangan yang terbaca di Vbe yaitu 1,5 Volt yang memenuhi syarat transistor fixed bias. Karena aktif, maka arus mengalir ke R8 dan juga mengalir ke R10 dan relay. Karena ada aliran arus di relay, maka switch berpindah dari kanan ke kiri, yang menyebabkan rangkaian yang di dekat sensor infrared menjadi loop tertutup.

Sensor Suhu mendeteksi suhu dari air yang di keluarkan ketika dispenser aktif, baik itu suhu air biasa, air panas dan air dingin.

Foto rangkaian:

rangkaian untuk sensor gelas