Alarm Lemari Es
Dalam
penulisan ini akan dijelaskan bagaimana cara kerja dan pembuatan suatu
rangkaian elektronika yang berbasis sistem digital. Rangkaian yang tersaji didalam penulisan ini
adalah sebuah rangkaian “ALARM LEMARI ES” yaitu suatu alat yang bekerja secara
otomatis berdasarkan intensitas cahaya yang diterima suatu sensor. Dalam
rangkaian ini sensor yang dipergunakan adalah sebuah LDR (Light Dependent
Resistor). Rangkaian ini juga bisa dipergunakan untuk memonitor atau memantau
pintu yang lain selain pintu lemari es.
Rangkaian
alarm lemari es ini membutuhkan kompenen – kompenen :
Resistor
Resisitor adalah sebuah alat yang digunakan
untuk menghambat arus listrik pada sebuah rangkaian listrik, resistor digunakan
untuk mendapatkan arus yang sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian
TRIMPOT
Resistor
yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan
menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai hambatan dari suatu trimpot dapat
dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot tersebut.
Kapasitor
Kapasitor adalah suatu komponen
elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi
listrik. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan
kapasitansi.
IC
4093
IC yang saat ini kami pakai ialah IC 4093, IC ini
berjenis IC CMOS. IC ini biasanya sering dipergunakan dalam rangkaian-rangkaian
elektronika. IC ini terdiri dari 4 gerbang NAND dengan 2 inputan. Kelebihan
dari IC ini ialah konsumsi dayanya rendah sehingga cocok dipakai pada peralatan
elektronika yang memakai baterai.
Dioda
Dioda merupakan jenis komponen pasif.
Dioda memiliki dua kaki/kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda .
Buzzer
Buzzer
adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran
listrik menjadi getaran suara.
Analisa Rangkaian pada
Proyek ini
Analisa secara untuk “Alarm Lemari Es“ ini dibagi
menjadi tiga bagian, yaitu: Activator(9V), Input(LDR), Proses(IC4903), dan
Output(Buzzer).
Activator
Activator
disini berfungsi untuk mengaktifkan komponen-komponen yang ada pada PCB.
Activator ini berasal dari adaptor yang diberi tegangan sebesar 9 Volt.
Input
Input
pada rangakaian ini ialah LDR atau Light Dependent Resistent). LDR akan bekerja
bila mendapat cahaya, bila LDR tidak mendapat cahaya maka LDR tidak akan
mengalirkan tegangan kea tau dari vcc. Disaat LDR tidak bekerja maka disini
saklar atau switch yang akan bekerja.
Proses
Pada bagian ini arus akan mengalir melalui Resistor 3
yang bernilai 1M. Lalu melewati Dioda 1 yang bernilai n4748. Disaat melewati
dioda terjadi foward bias. Selanjutnya arus akan mengalir dari R3,D1,C4 ke
kaki-kaki IC yang memiliki empat gerbang NAND.
Di IC ini, tegangan dapat di ibaratkan dengan nilai 0 dan 1. Tegangan yang
bernilai satu berasal dari tegangan vcc. Denyut buzzer berasal dari output N1
(pin 4) yang terhubung dengan R2 (Resistor 1M) kemudian mengalami osilasi.
Osilasi menyebabkan output amplitudonya berubah – ubah secara periodik dengan
waktu. Karena perubahan amplitudo ini, terjadi output yang berdenyut pada
buzzer.
Output
Buzzer
pada rangkaian ini merupakan output dari rangkaian alarm lemari es. output yang
dihasilkan pada rangkaian ini adalah bunyi yang dihasilkan oleh buzzer. Disini
rangkaian menggunakan buzzer 12 volt. Fungsi buzzer hampir sama dengan speaker,
hanya dibedakan dari bentuk dan kualitas suara.
Analisa
Rangkaian Secara Detail
Agar alat ini bisa
berfungsi, beri tegangan sebesar sembilan volt yang sifatnya DC yang berasal
dari adaptor. Tegangan ini secara otomatis akan mengalir ke setiap komponen
yang ada di PCB. Tegangan masukan dapat melalui saklar(switch) ataupun
LDR(Light Dependent Resistence). LDR di rangkaian ini berfungsi sebagai saklar
otomatis. Bila LDR tidak mendapat cahaya sama sekali maka arus dapat kita
alirkan melalui saklar(switch) yang sifatnya Single Pole Single Throw(SPST).
Bila LDR mendapat cahaya maka energi yang berasal dari cahaya
akan berubah menjadi tegangan yang akan mengalirkan arus ke resistor 3, dioda
1, resistor 1 , dan trimpot 1. Di rangkaian ini resistor 1 dan trimpot 1 harus
dirangkai secara seri setelah itu dirangkai secara paralel dengan resistor 3.
Disini
muatan listrik disimpan terlebih dahulu dan apabila kapasitor sudah terisi
penuh dengan muatan, baru kapasitor mengalirkan muatan ke kaki input IC (pin
5). Konstanta waktu inilah yang menyebabkan adanya waktu tunda antara interkasi
saklar atau LDR dengan buzzer. D1 merupakan diode zener yang digunakan untuk
membatasi tegangan yang masuk pada kapasitor. Pada rangkaian ini, kita
menggunakan IC CMOS 4093 yang bertipe NAND. Jadi nilai output diberi inverter.
Setiap tegangan yang masuk ke kaki – kaki input, tegangan diubah menjadi logika
0 atau 1. Untuk tegangan yang berasal dari Vcc diberi logika 1 (tegangan
tinggi) dan tegangan yang berasal dari ground diberi logila 0 (tegangan
rendah). Pertama – tama, input masuk dari NAND1 (pin 5 dari R3 dan pin 6 dari
C1 yang terhubung dengan ground). Maka output dari NAND1 ini adalah 1. Pada
output NAND1 dihubungkan dengan R2 (Resistor 1M) ke C1 sehingga membentuk
rangkaian osilator. Osilator ini membuat NAND1 mengalami osilasi, yang
menyebabkan amplitudo gelombang naik turun. Kemudian output dari NAND1 diteruskan
ke kedua input NAND2 menghasilkan outputnya (pin 3) berlogika 0. Kemudian dari
pin 3 diteruskan ke input NAND3 (pin 9) dan masuk input baru (pin 8 ) dari C2
(Kapasitor 10n) yang terhubung dengan ground, dan menghasilkan logika 1. Dari
output NAND3 ini, terjadi pembagian arus ke R4 (Resistor 10K) beserta T2
(Trimpot 20K) dan kedua input N4 (pin 12 dan pin 13) yang terhubung ke salah
satu kaki buzzer. NAND4 menghasilkan ouput (pin 11) yang berlogika 0. Dan
output NAND3 yang bernilai 1 tadi juga terhubung ke kaki lain dari buzzer.
Karena adanya perbandingan tinggi rendah tegangan di
kedua kaki buzzer, maka buzzer bisa mengalirkan tegangan sehingga bisa
mengeluarkan output berupa suara yang berdenyut karena adanya osilator tadi.
Kegunaan C3 disini adalah sebagai muatan cadangan.
UJI
COBA ALAT
Untuk menguji alat tersebut beri tegangan sebesar 9
Volt.Kemudian alat tersebut diatur sensivitas tegangannya pada LDR dengan
memutar Trimpot 1 memakai obeng pada T1. Lalu kita hubungkan jack banana merah
ke vcc dan jack banana hitam ke ground. Atur trimpot 1 untuk mengatur
sensivitas cahaya dari LDR. Bila LDR tidak mendapat cahaya, maka kita gunakan
saklar yang berlogika 1(saklar tertutup) agar bersifat ON. Setelah itu
outputnya yang berupa buzzer akan berbunyi.
Dari sini kita bias atur volume suara buzzer dari trimpot
2 yang bernilai 20K. Alat akan bekerja apabila pintu lemari dibuka maka cahaya
akan mengenai LDR dan dalam beberapa detik buzzer sebagai output dari rangkaian
ini akan berbunyi. Dan apabila pintu lemari ditutup maka saklar mikro dalam
keadaan off sehingga memutuskan arus yang menyebabkan buzzer mati.
Rangkaian Alarm Lemari Es ini juga
menggunakan sakelar mikro atau switch On/ Off selain menggunakan sensor LDR.
Fungsi dari sakelar On /Off ini sebagai pengganti sensor LDR yang apabila
lemari es tidak memiliki lampu dapat menggunakan sakelar sebagai pengganti
sensornya.
