elektro==alat penuang minuman kopi dan susu

8/16/2019 Elektro==ALAT PENUANG MINUMAN KOPI DAN SUSU

1/87

ALAT PENUANG MINUMAN KOPI DAN SUSU

SECARA AUTOMATIS

TUGAS AKHIR

Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian Studi Diploma III

untuk Mencapai Gelar Ahli Madya

Di susun oleh :

Nama : Nanang Anggono Putro

NIM : 5352301021

Program studi : Teknik Elektro D3

Jurusan : Teknik Elektro

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2007


2/87

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir ini telah dipertahankan dan disyahkan dihadapan sidang

Panitia Ujian Tugas Akhir Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang pada :

Hari : Rabu

Tanggal : 15 Agustus 2007

Pembimbing,

Drs. Agus Murnomo, M.T

NIP. 131 616 610

Penguji II, Penguji I,

Ir. Ulfah Mediaty Arif, M.T Drs. Agus Murnomo, M.T

NIP. 132 205 929 NIP. 131 616 610

Ketua Jurusan Kaprodi

Djoko Adi Widodo, M.T Drs. Agus Murnomo, M.T

NIP. 131 570 064 NIP. 131 616 610

Dekan,

Prof. Dr. Soesanto, M.Pd

NIP. 130 875 753


3/87

ABSTRAK

Nanang Anggono Putro.2007 “Alat Penuang Minuman Kopi Susu Secara

Automatis”, Tugas Akhir Teknik Elektro Diploma III. Fakultas Teknik.Universitas Negeri Semarang.

Automatisasi penuang cairan merupakan suatu sistem yang dapat

menentukan volume cairan sesuai dengan setting awal yang sudah ditentukan.

Automatisasi penuangan ini dapat diaplikasikan dalam berbagai kebutuhan,

seperti pada penjual minuman atau sebagai persediaan minuman pada kantor-

kantor yang memiliki banyak karyawan, yang tidak efektif jika persediaan air

minum dilayani oleh seorang pegawai saja.

Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah mengaplikasikan gerbang-

gerbang logika dan IC Dekode Counter 4017 sehingga alat yang dibuat

mempunyai nilai guna , lebih-lebih dapat memiliki nilai jual di kalangan industriminuman dan sebagai penentu harga pada mesin penuang minuman kopi dan susu

secara automatis. Manfaat dari pembuatan tugas akhir ini adalah dapat

meringankan pekerjaan manusia dan menjadikan segalanya serba praktis dan

dapat keuntungan.

Metode yang digunakan adalah metode kepustakaan, metode observasi,

metode diskusi dan metode eksperimen. Hasil dari alat tersebut adalah bahwa alat

ini dapat menuangkan cairan secara automatis, yang dimaksud dengan automatis

disini adalah kita dapat memilih minuman kesukaan kita dengan cara memilih

salah satu switch dengan cara kita hanya memasukkan gelas terlebih dahulu pada

tempat yang telah disediakan dan ketinggian cairan tersebut telah disetting dengan

infra merah untuk menentukkan seberapa cairan yang dibutuhkan untuk bisa

mematikan selenod valve setelah itu kita memasukkan uang koin Rp. 1.000,00

dengan settingan sebanyak dua kali lalu kita dapat memilih dari salah satu

minuman kesukaan kita yaitu kopi, susu atau kopi-susu.

Dari alat tersebut juga dapat diaplikasikkan ke cairan yang lain yang tidak

transparan. Dan alat tersebut digunakan 3 sensor infra merah yang digunakan

untuk menyetting ketinggian cairan yang dibutuhkan untuk mematikan solenoid

dan untuk menyetting koin yang dapat melewati sensor infra merah tersebut, dan

pada alat ini kepekatan dari cairan itu berpengaruh pada kinerja alat untuk

mematikan solenoid dan pada kecepatan pengisian ke dalam gelas.


4/87

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur dipanjatkan terhadap Allah SWT tuhan penguasa

semesta alam, atas semua kenikmatan dan anugerah yang diberikan sehingga

dapat terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini.

Ucapan terima kasih juga saya haturkan kepada Yth :

1. Drs. Agus Murnomo, M.T, dosen pembimbing, terima kasih untuk semua

arahan yang diberikan.

2. Drs. Agus Murnomo, M.T, selaku Kaprodi D3 Teknik Elektro, Fakultas

Teknik Universitas Negeri Semarang yang telah memberikan kemudahan

pada proses penyelesaian Tugas Akhir ini.

3. Drs. Djoko Adi Widodo, M.T, selaku ketua jurusan Teknik Elektro,

Fakultas Teknik Universitas Semarang.

4. Prof. Drs. Soesanto, Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang.

5. Ayah dan Ibu serta adik tercinta atas semua dukungan moral dan spiritual

yang diberikan sehingga dapat terselesaikannya Tugas Akhir ini.

6. Teman-teman senasib seperjuangan di TE TIK D3 Bencong dan Didik

7. Drs. Subali terima kasih semua arahan dan pandangan kepada saya

Semua pihak yang telah membantu memberikan bantuan dalam

penyelesaian Tugas Akhir ini.

Semarang, 2007

Pembuat TA


5/87

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO :

Hidup adalah kehidupan yang harus dinikmati dan

dipertanggungjawabkan. (My Friend)

Allah selalu punya rahasia dalam semua kehendak-Nya, dan memberikan

yang terbaik kepada hamba-Nya yang bertaqwa.

Kegagalan adalah awal dari keberhasilan.

Dunia tidak selebar daun kelor

PERSEMBAHAN :

Tugas akhir ini aku persembahkan kepada :

Bapak dan ibu yang memberiku amanat untuk menyelesaikan TA ini.

Adikku Arie.

Teman-teman seperjuangan (akhirnya!!!!!!!!!).

Bapak Drs Subali sekeluarga,yang telah mendorong diriku.

Bapak dan ibu Suryo.

Ticha harapan masa depan.


6/87


7/87

7. IC rangkaian logika ................................................................... 14

8. Op-Amp..................................................................................... 22

9. Sensor suhu LM 35.................................................................... 24

10. Relay.......................................................................................... 25

11. Solenid valve ............................................................................. 28

12. Kerangka berfikir ...................................................................... 29

13. Perencanaan alat ........................................................................ 32

14. Pengukuran dan pembahasan .................................................... 56

BAB III PENUTUP ................................................................................... 73

1. Kesimpulan................................................................................ 73

2. Saran.......................................................................................... 75

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 76

LAMPIRAN ............................................................................................... 77


8/87

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Simbol Resistor ......................................................... 5

Gambar 2. Ddioda....................................................................... 6

Gambar 3. Dioda dengan bias maju ........................................... 6

Gambar 4. Dioda dengan reverse bias ....................................... 7

Gambar 5. Simbol LED ...............................................................8

Gambar 6. Spektrum sinar .......................................................... 9

Gambar 7. Simbol skematik transistor ........................................ 10

Gambar 8. Transistor sebagai saklar .......................................... 12

Gambar 9. Fototransistor............................................................ 13

Gambar 10. Simbol gerbang OR Gate dua masukan.................... 15

Gambar 11. Simbol AND gate dua masukan ................................ 16

Gambar 12. Simbol NOT gate ....................................................... 17

Gambar 13. Simbol NAND gate .................................................... 18

Gambar 14. Simbol NOR gate....................................................... 18

Gambar 15. Simbol XOR gate ....................................................... 19

Gambar 16. RS Flip- flop menggunakan gerbang Nand................ 20

Gambar 17. Timming diagram 4017 ............................................. 22

Gambar 18. Simbol skematik Op- Amp .......................................... 23

Gambar 19. Op- Amp sebagai Komparator................................... 25

Gambar 20. Sensor Suhu LM 35 ................................................... 25

Gambar 21. Relay SPDT ............................................................... 26

Gambar 22. Selenoid Valve............................................................. 29

Gambar 23. Blok diagram sistem.................................................. 30

Gambar 24. Diagram alir sistem .................................................. 31

Gambar 25. Rangkaian sensor koin ............................................. 35

Gambar 26. Rangkaian Penghitung koin ...................................... 37

Gambar 27 . Rangkaian Selektor Switch........................................ 38

Gambar 28. Rangkaian Detektor Isi Gelas ................................... 41

Gambar 29. Rangkaian Selenoid Driver ....................................... 42

Gambar 30. Rangkaian Sensor Suhu ............................................ 43


9/87

Gambar 31. Timing Diagram Rangkaian Pengontrol Suhu.......... 46

Gambar 32. PCB Sensor Koin dan Penghitung Koin ................... 48

Gambar 33. PCB Selektor Switch ................................................. 49

Gambar 34. PCB Sensor Suhu ...................................................... 50

Gambar 35. Box Amplifier yang dimodifikasi............................... 51

Gambar 36. Penutup muka box amplifier .................................... 52

Gambar 37. Box Rangkaian tampak depan................................... 53

Gambar 38. Bagian samping meja................................................ 54

Gambar 39. Bagian atas meja....................................................... 54

Gambar 40. Meja tempat tandon .................................................. 55

Gambar 41. Titik – titik Pengukuran Sensor Koin........................ 56

Gambar 42. Titik – titik Pengukuran Detektor Gelas .................. 58

Gambar 43. Pengukuran Penghitung Koin................................... 60

Gambar 44. Pengukuran Titik – titik Detektor Isi Gelas ............. 64

Gambar 45. Pengukuran Titik – titik Selektor Swtch.................... 66

Gambar 46. Pengukuran Titik – titik Sensor Suhu........................ 71


10/87

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Tabel kebenaran Gerbang OR ................................................... 15

Tabel 2. Tabel kebenaran And Gate......................................................... 16

Tabel 3. Tabel kebenaran NOT gate ........................................................ 17

Tabel 4. Tabel kebenaran Nand Gate ...................................................... 18

Tabel 5. Tabel kebenaran Nor Gate ......................................................... 19

Tabel 6. Tabel kebenaran XOR Gate ....................................................... 19

Tabel 7. Tabel kebenaran RS flip- flop dengan Nang Gate ...................... 21

Tabel 8. Alat yang digunakan................................................................... 32

Tabel 9. Bahan – bahan yang dibutuhkan................................................ 32 Tabel 10. Table Kebenaran Selector Switch .............................................. 40

Tabel 11. Data Hasil Pengukuran Sensor Koin ......................................... 56

Tabel 12. Data Hasil Pengukuran Detektor Gelas .................................... 59

Tabel 13. Data Hasil Pengukuran Penghitung Koin ................................. 61

Tabel 14. Data Hasil Pengukuran Detector Gelas .................................... 64

Tabel 15. Data Hasil Pengukuran Selector Switch.................................... 67

Tabel 16. Pengukuran Titik – titik Selector Switch Pada Kondisi Kerja ... 68

Tabel 17. Data Hasil Pengukuran Sensor Suhu......................................... 71


11/87

DAFTAR LAMPIRAN

1. Data Sheet Komponen

2. IC 10 Decode Counter 4017

3. OP-Amp LM 311

4. Gerbang NOR CD 4001

5. Gerbang NAND 4011

6. Inverting Schmitt Tringger 40106B

7. Sensor Suhu LM 35

8. Transistor BC 107


12/87

SURAT KETERANGAN SELESAI REVISI TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan dibawah ini adalah Dosen Penguji Tugas Akhir dari

mahasiswa :

Nama : Nanang Anggono Putro

NIM : 5352301021

Jurusan : Teknik Elektro

Prodi : Teknik Instrumentasi dan Kendali D3

Menyatakan bahwa mahasiswa tersebut diatas telah menyelesaikan Revisi Tugas

Akhir dengan Judul : “Penuang Kopi Susu Secara Automatis”.

Demikian surat pernyataan ini dibuat agar digunakan dengan semestinya.

Pembimbing Penguji

Drs. Agus Murnomo, M.T Ir. Ulfah Mediaty Arief, M.T

NIP. 131 616 610 NIP. 132 232 153

Sekretaris

Drs. R. Kartono, M.Pd

NIP. 131 474 229


13/87

BAB I

PENDAHULUAN

1.

LATAR BELAKANG

Perubahan teknologi berkembang begitu pesat, sehingga dibutuhkan

pemikiran-pemikiran yang inovatif dengan menggunakan peralatan yang ada

untuk sebuah aplikasi tertentu yang bermanfaat bagi kehidupan

bermasyarakat. Begitu pula dengan bidang elektronika, perkembangan

teknologi pada khususnya elektronika menuntut automatisasi dalam segala hal

yang dapat meringankan pekerjaan manusia dan menjadikan segalanya serba

instan, praktis dan ekonomis.

Berdasarkan beberapa alasan tersebut di atas, maka penyusun mencoba

untuk merancang sebuah alat untuk menuangkan cairan, dalam hal ini adalah

minuman kopi dan susu yang dapat bekerja secara automatis tanpa

memerlukan petugas atau operator yang bertugas untuk menuangkan dan

mengambilkan air minum yang disediakan. Dalam kehidupan sehari-hari,

mesin ini adapat diaplikasikan sebagai mesin penjual minuman, khususnya

minuman yang berwarna, tidak transparan seperti kopi dan susu. Dengan

menggunakan mesin ini penjual hanya bertugas mengisi kembali tangki

penampungan apabila tangki penampungan dalam keadaan kosong.

Rancangan mesin ini dilengkapi dengan beberapa sensor ataupun

tranduser yang digunakan utuk mendeteksi suhu dalam tangki atau tandon

minuman, sensor level pada gelas, sensor pecahan uang logam sebagai alat


14/87

pembayaran, dan sebuah decode counter untuk melakukan setting harga setiap

satuan (tiap gelas) mulai dari seribu rupiah sampai sepuluh ribu rupiah.

2.

TUJUAN PEMBUATAN TUGAS AKHIR

Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Membuat system automatisasi untuk menuangkan cairan dengan prinsip-

prinsip digital.

2. Mempermudah petugas / operator dalam mengambilkan air minum.

3.

PEMBATASAN MASALAH

Pada pembuatan tugas akhir ini penyusun membuat batasan masalah

dalam alat penuang air minum terutama air kopi dan susu ke dalam gelas

dengan menggunakan prinsip-prinsip digital, yaitu

a. Dalam alat ini menggunakan gelas dengan volume 350 ml

b. Penggunaan uang logam Rp.1.000,00 sebagai alat pembayaran

c. Alat ini menggunakan konsep digital dalam semua operasi

pengontrolan yaitu pengontrolan solenoid valve, suhu cairan,

sensor isi gelas, sensor gelas, pendeteksi pecahan uang logam

sebagai alat pembayaran.

d. Kombinasi gerbang-gerbang logika dan IC 10 dekode counter

dengan rangkaian transistor sebagai saklar, yang digunakan untuk

memberikan tiga pilihan rasa bagi pengguna yang akan


15/87

menggunakan jasa yang ditawarkan. Adapun tiga pilihan rasa

tersebut adalah susu, kopi, kopi-susu

4.

METODE PENULISAN

Dalam menyusun Tugas akhir ini menggunakan beberapa metode,

yakni sebagai berikut:

1. Studi Kepustakaan

Studi ini dilakukan dengan cara mencari literatur yang ada untuk

memperoleh data yang berhubungan dengan alat yang dibuat.

2. Metode Observasi

Yaitu melakukan pengamatan dan mempelajari peralatan yang sudah ada

sehingga memperoleh gambaran yang lebih jelas dan dapat dijadikan

acuan dalam perencanaan dan pembuatan alat.

3. Metode Diskusi

Metode ini untuk mendapatkan pengarahan dan petunjuk dalam

pembuatan Tugas Akhir. Diskusi dilakukan dengan dosen pembimbing

Tugas Akhir ataupun dengan pihak lain, sehingga pembuatan Tugas

akhir dapat berjalan lancar.

4. Metode Eksperimen

Metode ini dilakukan dengan percobaan perancangan atau modifikasi

rangkaian yang berhubungan dengan Tugas Akhir, dan diikuti dengan

pengukuran berbagai parameter yang berhubungan dengan pembuatan

alat sehingga diperoleh data yang dapat dipertanggungjawabkan.


16/87

5.

SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika tugas akhir ini terdiri dari tiga bagian, yaitu:

I. Bagian Awal, terdiri dari :

1. Halaman judul

2. Abstrak

3. Halaman pengesahan

4. Motto dan persembahan

5. Kata pengantar

6. Halaman daftar isi

7. Halaman daftar gambar

8. Halaman daftar table

9. Halaman daftar lampiran

II. Bagian Isi, terdiri dari :

BAB I PENDAHULUAN menjelaskan tentang latar belakang, tujuan

pembuatan alat, metode penulisan, pembatasan masalah, dan sistematika

penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI menerangkan Resistor, Dioda, LED, LED IR,

Transistor, IC rangkaian logika, Relay, Selenoid valve, Kerangka berfikir,

Pembahasan, pengukuran dan analisa.

BAB III PENUTUP menguraikan tentang Kesimpulan dan saran

III. Bagian akhir, terdiri dari :

1. Daftar pustaka

2. Lampiran-lampiran


17/87

BAB II

LANDASAN TEORI

1. RESISTOR

Dalam rangkaian elektronika, resistor diperlukan sebagai pembagi arus

dan tegangan. Untuk mengetahui besarnya arus dan tegangan yang mengalir

pada suatu rangkaian dapat diketahui dengan hukum ohm. Hukum ohm

menyatakan bahwa besarnya arus berbanding lurus dengan tegangan dan

berbanding terbalik dengan hambatan.

I = R

V

Dimana : I = Arus dalam Ampere

V = Tegangan dalam Volt

R = Hambatan dalam ohm

Gambar 1. Simbol Resistor

2.

DIODA

Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan

semikonduktor. Dioda memiliki fungsi yaitu hanya dapat mengalirkan arus

satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor p

dan n. satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe p dan satu sisinya yang lain


18/87

adalah tipe n. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari

sisi p menuju n.

Anoda Katoda

+ -P N

+++

++++ +

+++

++

++++

++++

++++

++++

++

---

----

---

---

--

-

---

- --

-

Anoda Katoda

Depletionlayer

(a) (b)

Gambar 2. Dioda

(a) Simbol Dioda

(b) Struktur Dioda

Gambar 2. menunjukkan sambungan p-n dengan sedikit porsi kecil

yang disebut lapisan deplesi ( Depletion Layer ), dimana terdapat

keseimbangan hole dan elektron. Pada sisi p banyak terbentuk hole-hole

yang siap menerima elektron sedangkan di sisi n banyak terdapat elektron

bebas. Lalu jika diberi bias positif, yaitu dengan memberi tegangan potensial

sisi p lebih besar dari sisi n, maka elektron dari sisi n akan bergerak untuk

mengisi hole (muatan positif) di sisi p. Tentu kalau elektron mengisi hole

pada sisi n, maka akan terbentuk hole pada sisi n karena ditinggal elektron.

+ -P N

+++

++++ +

+++

++

++++

++++

++++

++++

++

--

-

---

-

---

---

--

-

---

- -

-

-

Gambar 3. Dioda dengan bias maju ( forward bias)


19/87

Apabila dioda diberi reverse bias, elektron pada sisi n dan hole pada

sisi p akan bergerak saling menjauhi sehingga pada persambungan tidak

terdapat ikatan ion yang berarti memperlebar lapisan pengosongan. Semakin

besar reverse bias yang diberikan akan semakin lebar pula lapisan

pengosongan yang terbentuk, sehingga dioda tidak dapat menghantar. Jika

tegangan reverse terus ditingkatkan maka pada suatu saat dioda akan

mencapai batas tegangan maksimal yang dapat merusak dioda, tegangan ini

disebut sebagai tegangan dadal (breakdown voltage).

+ -P N

+++

++++ +

+++

++

++++

++++

++++

++++

++

---

----

---

---

--

-

---

- --

-

Gambar 4. Dioda dengan bias negative ( Reverse bias)

Dapat disimpulkan bahwa dioda akan bersifat menghantar jika

diberikan padanya bias maju ( forward bias), dan sebaliknya tidak dapat

menghantar (isolator) jika dioda diberi reverse bias.

3. LED (Light Emiting Dio da)

Light Emitting Dioda (LED), merupakan komponen yang dapat

mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah

dioda. Strukturnya sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa

elektron yang menerjang sambungan p-n juga melepaskan energi panas dan


20/87

energi cahaya. Karakteristik LED sama dengan karakteristik dioda penyearah,

bedanya jika dioda membuang energi dalam bentuk panas, sedangkan LED

membuang energi dalam bentuk cahaya.

Keuntungan menggunakan LED adalah struktur solid, ukurannya kecil,

masa pakai tahan lama dan tidak terpengaruh oleh on / off pensaklaran, mudah

dipakai dan mudah didapat. Karena tahan lama dan tidak terpengaruh oleh on /

off pensaklaran, maka LED banyak digunakan sebagai display atau indikator

baik itu pada audio atau mesin-mesin kontrol. Sedangkan kerugian

penggunaan LED adalah intensitas cahayanya yang lemah, sehingga tidak

dapat dipakai sebagai sumber cahaya besar.

Anoda Katoda

Gambar 5. Simbol LED

Radiasi cahaya yang dipancarkan LED tergantung dari materi dan

susunan dioda P-N dan bahan semikonduktor penyusun LED itu sendiri.

Bahan semikonduktor yang sering digunakan dalam pembuatan LED adalah:

Ga As (Galium Arsenide) meradiasikan sinar infra merah,

Ga As P (Galium Arsenide Phospide) meradiasikan warna merah dan

kuning,

Ga P (Galium Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning.

Seperti halnya sebuah dioda, salah satu karakteristik LED adalah harga

ketergantungan antara I terhadap V. Grafik antara V-I untuk LED sama


21/87

dengan grafik V-I untuk dioda penyearah. Perbedaannya terletak pada

pengertian tegangan dan arus yang lewat. Harga arus I yang melewati LED

menentukan intensitas cahaya yang dipancarkan, atau dengan kata lain arus

LED sebanding dengan intensitas cahaya yang dihasilkan.

Jika arus yang melewati LED besar, maka intensitas cahaya yang

dihasilkan juga terang, sebaliknya jika arus yang lewat kecil maka nyala LED

akan redup atau LED tidak akan menyala sama sekali.

4. LED Infra Merah

Beberapa ragam indikator status LED yang tampak (visible) adalah

merah, hijau , kuning. Selain itu juga terdapat LED dengan cahaya tak tampak

(invisible) seperti LED infra merah. Infra merah adalah sinar dengan panjang

gelombang ( ) lebih besar dari 800 nm dan tidak dapat dilihat oleh mata.

Gambar 6. Spektrum Sinar

LED dengan cahaya tidak tampak (Invisible) banyak digunakan dalam

proses film dan dalam sistem keamanan. LED infra merah digunakan ketika

diperlukan daya penekanan optis yang tinggi. LED ini mempunyai intensitas


22/87

sinar lebih besar dibanding LED dengan cahaya tampak. LED infra merah

merupakan padanan spectral terbaik untuk kebanyakan fototransistor sebagai

elemen penerima sinar penginderaan photoelektronik.

5.

TRANSISTOR

Pada prinsipnya transistor merupakan sambungan dari dua buah dioda

dimana dioda yang satu disebut dioda kolektor, sedangkan dioda satunya lagi

disebut dengan dioda emitor. Berdasarkan sambungan dari dua buah dioda

tersebut, maka transistor dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu jenis NPN

dan jenis PNP.

B

C

E

B

C

E

(a) (b)

N P N

B

C EPN

B

C EP

(c) (d)

Gambar 7. Simbol skematik transistor

(a) Simbol transistor NPN

(b) Simbol transistor PNP

(c) Sambungan transistor NPN

(d) Sambungan transistor PNP


23/87

Transistor NPN dan PNP mempunyai sifat yang saling berkebalikan

walaupun sebenarnya prinsip kerja kedua jenis transistor tersebut adalah sama.

Untuk transistor PNP diperlukan arus dan tegangan yang berlawanan dengan

arah NPN. Jika pada transistor NPN kolektornya lebih positif daripada emitor,

maka transistor PNP emitornya lebih positif daripada kaki kolektor.

Salah satu fungsi dari beberapa kegunaan transistor adalah transistor

sebagai saklar, transistor sebagai saklar mempunyai beberapa kelebihan

dibandingkan menggunakan saklar mekanik. Kelebihan tersebut antara lain :

a. Tidak menimbulkan percikan bunga api pada saat on atau off ,

b. Mempunyai kecepatan yang tinggi untuk melakukan

pensaklaran,

c. Membutuhkan arus DC yang relatif kecil (I b ) dalam

mengoperasikan transistor sebagai saklar.

Transistor berfungsi sebagai saklar tutup pada saat transistor dalam

keadaan saturasi (jenuh), sehingga arus pada kolektor maksimum. Keadaan ini

terjadi karena pada basis terdapat (I b ) yang bisa menyulut transistor minimal

sebesar

I b =hfe

Icsat

Tegangan kolektor-emitor pada titik jenuh adalah

Vce=Vce(sat)


24/87

Dimana Vce (sat) dan faktor penguatan (h fe ) dapat dilihat pada lembar

data (data sheet) transistor yang bersangkutan. Sebaliknya transistor berfungsi

sebagai saklar terbuka apabila transistor dalam keadaan tersumbat (cut off).

Pada titik ini arus basis adalah nol dan arus kolektor sangat kecil (sebesar arus

bocoran I ceo ).

Untuk aproksimasi tegangan kolektor-emitor adalah :

Vce Vcc

B

C

E

Vcc

RbRc

Vcc

Gambar 8. Transistor sebagai saklar

6.

FOTOTRANSISTOR

Prinsip kerja fototransistor sama persis dengan kerja transistor sebagai

saklar. Perbedaannya terletak pada denyut yang masuk ke dalam basis. Jika

pada transistor biasa denyut yang diberikan berupa arus DC, maka pada

fototransistor denyut yang dikenakan pada basis adalah intensitas cahaya yang

sesuai dengan karakteristik fototransistor tersebut.

Dalam kondisi normal, kolektor mendapat reverse bias, dan emitor

mendapat forward bias. Pada kaki kolektor akan selalu ada sedikit arus bocor

(Ico), yaitu arus bocor antara kolektor dan basis. Ico selain dipengaruhi oleh


25/87

temperatur juga dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang datang pada daerah

pengosongan antara kolektor dan basis. Sifat inilah yang dimanfaatkan oleh

fototransistor untuk menghantar atau on.

N

B

EP

IR ray’s

Depletionlayer

B

CEN

Depletionlayer

P--

--

++

++

(a) (b)

B

C

E

Vcc

ICo

ICo

ICo B

C

E

(c) (d)

Gambar 9. Fototransistor

a) Fototransistor terkena cahaya b) Fototransistor tdk terkena cahaya c) Simbol fototransistor d) Karakteristik fototransistor

Saat fototransistor tidak terkena cahaya, basis–emitor tidak

mendapatkan bias, elektron tidak dapat bergerak bebas, sehingga depletion

layer melebar, dengan demikian arus tidak dapat mengalir, transistor dalam

keadaan cut off . Sebaliknya, saat fototransistor terkena cahaya dengan

intensitas cahaya yang sesuai dengan karakteristik fototransistor tersebut,


26/87

maka terjadi perpindahan elektron di sekitar lapisan pengosongan yang

akhirnya membentuk sebuah ikatan ion di sekitar lapisan pengosongan,

sehingga lapisan pengosongan menyempit dan transistor akan bersifat

menghantar atau on.

Karakteristik fototransistor :

1) Basis terbuka, semua Ico akan mengalir ke basis, transistor akan

menghasilkan arus kolektor Ic = .Ico , sehingga terdapat arus bocor

antara kolektor-emitor Ico = .Ico + Ico Iceo = ( +I)Ico. sehingga

pada saat basis terkena cahaya maka akan dikuatkan sebesar .Ico

oleh fototransistor.

2) Dengan demikian pengaruh cahaya pada sebuah fototransistor adalah

kali lebih besar terhadap fotodioda. Dengan demikian dapat

disimpulkan bahwa fototransistor lebih peka cahaya dibandingkan

dengan fotodioda.

3) Untuk sistem yang membutuhkan sensitifitas besar, biasanya basis

selalu terbuka dan transistor dirangkai dengan rangkaian darlington.

4) Dengan rangkaian darlington akan diperoleh sensitifitas yang besar,

namun sebagai imbasnya akan diperoleh respons yang kurang begitu

cepat.

7.

IC RANGKAIAN LOGIKA

IC merupakan komponen elektronik yang terdiri dari kombinasi

antara transistor, dioda, resistor, dan kapasitor. Sedangkan IC logika dapat


27/87

diartikan sebagai suatu IC yang dapat melakukan fungsi-fungsi logika seperti

penjumlahan, pengurangan, ataupun perkalian.

a.

Gerbang OR (OR Gate)

OR gate merupakan suatu rangkaian logika dasar yang menyatakan

bahwa outputnya akan mempunyai logika “1” (high) jika salah satu atau

semua inputnya dalam keadaan “1” (high). OR gate minimal terdiri dari dua

buah input, dan sebuah pin keluaran dengan logika high atau low. Secara

sederhana dalam bentuk matematis OR gate dapat dilambangkan sebagai suatu

operasi penjumlahan input-input gerbang OR, dari minimal dua inputan.

Keluaran gerbang OR hanya akan berlogika rendah jika semua masukan

dalam kondisi low. Sementara pada keadaan lain keluaran dari gerbang ini

akan selalu dalam keadaan tinggi.

C = A+B

Dimana

C = Output

A,B = Input

4017

CA

B

Gambar 10. Simbol gerbang OR Gate dua masukan

Tabel 1. Tabel kebenaran Gerbang OR

A B C

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1


28/87

b. Gerbang AND (AND Gate)

AND gate adalah suatu rangkaian logika dimana outputnya akan

mempunyai logika “1” jika semua inputnya diberi logika “1” (high). Dalam

prakteknya logika “1” diperoleh dengan menghubungkan masukan dengan

sumber tegangan dan logika “0” diperoleh dengan menghubungkan masukan

yang diinginkan dengan ground atau nol volt. Secara matematis gerbang AND

dilambangkan dengan operasi perkalian, dimana output merupakan hasil kali

dari semua input masukan yang ada. Notasi matematika dapat ditulis sebagai

berikut :

C = A.B

Dimana

C = Output

A, B = Inputnya

4001

CAB

Gambar 11. Simbol AND gate dua masukan

Tabel 2. Tabel kebenaran AND gate

A B C

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1


29/87

c.

Gerbang NOT (Not Gate)

NOT gate sering juga disebut “Complementary circuit” atau

inverter . NOT Gate hanya mempunyai sebuah inputan dan sebuah output

dimana antara input dan output akan mempunyai nilai logika yang selalu

berlawanan.

Jelasnya jika inputnya diberi logika tinggi (1) maka outputnya akan

mempunyai logika rendah (0). Sebaliknya output yang dihasilkan akan high

apabila inputannya rendah.

A C

Gambar 12. Simbol NOT gate

Tabel 3. Tabel kebenaran NOT gate

A B

0 1

1 0

Menurut persamaan boole, notasi matematikanya dapat ditiliskan sebagai

berikut: C = A (dibaca : NOT A).

d. Gerbang NAND (Nand Gate)

NAND gate merupakan gabungan dari And gate dan Not gate.

Sebenarnya kata “NAND” merupakan singkatan dari “NOT-AND” yang

berarti kebalikan dari AND. Jadi, logika NAND gate adalah rangkaian AND


30/87


31/87

Tabel 5. Tabel kebenaran NOR gate

A B C

0 0 10 1 0

1 0 0

1 1 0

f.

Exlusive OR gate (XOR gate)

Exlusive OR gate atau XOR adalah suatu gerbang logika dimana

hanya mempunyai dua input dan satu output. Logika XOR bersifat

mempunyai output dengan logika “0” bila kedua inputnya berlainan akan

menghasilkan keluaran “1”.

Jadi output dapat dikatakan merupakan jumlah antara input 1 dikali

kebalikan ( NOT ) input 2 dengan kebalikan ( NOT ) input 1 dikali 2. Secara

matematis fungsi dari X OR gate dapat dinyatakan sebagai:

C = A. B + A .B

Cara membaca persamaan diatas adalah: (A and NOT B) OR (NOT A and B).

CA

B

Gambar 15. Simbol X OR gate

Tabel 6. Tabel kebenaran XOR gate

A B C

0 0 00 1 1

1 0 1

1 1 0


32/87

g.

Flip-flop

Flip-flop adalah suatu rangkaian regeneratif dengan dua buah piranti

aktif, yang dirancang sedemikian rupa sehingga salah satu penghantar bersifat

menghantar pada saat piranti yang lain terpancung. Keluaran flip-flop akan

tertahan pada posisi tinggi (high) atau kondisi (low) selama selang waktu yang

tak terbatas sampai rangkaian mendapat trigger yang dapat merubah kondisi

keluaran flip-flop.

Rangakaian flip-flop tidak harus menggunakan transistor, namun

bisa diubah menggunakan komponen elektronika yang lain seperti

menggunakan gerbang-gerbang logika, sebagai contoh pembuatan flip-flop

menggunakan gerbang NAND.

s

RY

Y

Gambar 16. RS Flip-flop menggunakan gerbang Nand

NAND gate akan memberikan output tinggi (“1”) apabila ada salah

satu inputnya rendah (“0”). Adapun table kebenaran dari RS flip-flop yang

dibentuk oleh NAND gate adalah sebagai berikut:


33/87

Tabel 7. Tabel kebenaran RS flip-flop dengan NAND gate

R S Y Y Keterangan

0 0 1 1 Terlarang 0 1 0 1 Reset

1 0 1 0 Set

1 1 - - Memori

Pada saat input R = 0, dan S = 0 maka kedua output adalah

berlogika 1, ini dikatakan kondisi terlarang karena flip-flop dipaksa untuk

melakukan set dan reset secara bersamaan. Sedangkan sifat dari flip-flop

adalah jika salah satu ouputnya berlogika 0, maka output yang lain akan

berlogika 1.

Jika input R = 1 dan S = 0 maka flip-flop dikatakan melakukan set ,

keluaran Y =1 dan keluaran Y = 0, sebaliknya jika input R = 0 dan S = 1

maka flip-flop melakukan reset yang berarti keluaran Y = 0 dan Y = 1. Pada

saat input R =1 dan S = 1, maka kedua output flip-flop tidak akan berubah

atau tetap pada kondisi output sebelumnya. Kondisi ini dikatakan sebagai

memori / pengingat.

h. Counter 4017

Counter atau sering disebut dengan pencacah akan mempunyai

denyut keluaran yang terus bergeser setiap inputannya mendapat satu kali

pulsa denyut. IC counter 4017 merupakan pencacah dengan keluaran 10 bit

sehingga IC ini dinamakan decode counter.

Seperti yang terlihat pada timing diagram IC 4017, output Q0 sampai

Q9 akan mengeluarkan pulsa secara bergantian setiap kali mendapatkan pulsa


34/87

denyut pada masukannya. Proses pencacahan ini akan terus diulang dari Q9

sampai Q0 selama tidak mendapat pulsa denyut reset.

Gambar 17. Timing diagram 4017

8. OP-AMP

Pada dasarnya Op-Amp merupakan sebuah penguat yang terdiri dari

puluhan resistor dan transistor, dimana gabungan antara dua komponen ini

mempunyai bentuk yang sangat kompak namun mempunyai harga yang

sangat murah. Op-Amp dirancang untuk melakukan tugas-tugas matematis

seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Pada intinya

Op-Amp mempunyai lima buah terminal dasar yaitu : dua terminal untuk

sumber tegangan, dua untuk isyarat masukan dan satu lagi untuk terminal

keluaran.


35/87

Op-Amp mempunyai karakteristik seperti sebuah penguat yang

mendekati ideal, diantaranya adalah sebagai berikut :

a) Faktor penguatan lingkaran terbuka (open loop Gain) besar, tapi terbatas

sampai kira-kira 100.000 kali.

b) Bila harga pada inputnya nol, maka outputnya belum tentu tepat nol, tetapi

mungkin sedikit lebih atau kurang.

c) Walaupun iompedansinya inputannya tinggi, tetapi terbatas hanya

beberapa ratus kilo Ohm.

d) Harga impedansi outputnya yang kecil juga terbatas hanya beberapa ratus

sampai puluhan kilo saja.

e) Rise timenya tidak nol.

f) Dipengaruhi oleh perubahan tegengan sumber dan temperatur yang cukup

besar.

Non Inverting Input

Inverting Input

Vcc

Ground

+

-

+

-

Vo

a11

a22

3a3

4a4

b1

b2

b3

b4

5

6

7

8

Not Offset

Inv Input

Non Inv Input

Ground NC

Vcc

Output

Not Offset

(a) (b)

Gambar 27. Simbol skematik Op-Amp

(a) Simbol Op-Amp

(b) Pin Op-Amp LM 741

Kerja Op-Amp sebagai komparator (pembanding) dengan jalan

membandingkan tegangan antara input inverting dan tegangan pada input non


36/87

inverting. Hasil dari perbandingan inilah yang akan dijadikan sebagai tegangan

keluaran. Dalam hal ini input inverting digunakan sebagai sumber tegangan

referensi dengan nilai tegangan yang telah ditentukan pada setting awal.

+

-

LM 311

12 V

10K

5K Vreff

Gambar 28. Op-Amp sebagai Komparator

Dalam melaksanakan kerjanya, tegangan dari input dibandingkan dengan

tegangan referensi (Vreff ), jika tegangan dari input sedikit saja lebih tinggi dari

tegangan referensi maka output dari pembanding ini akan berlogika high.

9.

SENSOR SUHU LM 35

LM 35 merupakan sensor suhu yang mempunyai kemampuan untuk

merubah suhu menjadi tegangan dengan perubahan yang linier yaitu sebesar 19

mV/oC. Bentuk fisik IC ini sangat mirip dengan transistor kecil dengan tiga

buah pin yaitu sumber tegangan, grounding, dan output. Dalam melakukan

pengubahan suhu, LM 35 mengubah suhu pada permukaan IC yang selanjutnya

hasil dari konfersi suhu menjadei tegangan dikeluarkan dalam bentuk tegangan

melalui kaki nomor dua (tengah).


37/87

Gambar 29. Sensor Suhu LM 35

Jika pengukuran menggunakan sensor suhu LM 35 maka range suhu yang

dapat diukur mulai dari 0oCsampai dengan 150

oC. ini berarti lebih cukup jika

digunakan untuk pengukuran air mendidih. Dengan menggunakn IC LM 35

maka setting suhu yang diinginkan akan menjadi lebih mudah karena perubahan

suhupada IC ini sangatlah linier. Setting suhu yang diinginkan diperoleh dengan

mengatur tegangan keluaran IC LM 35 sesuai dengan kebutuhan.

10. RELAY

“Relay adalah suatu saklar yang menghubungkan rangkaian beban on dan

off dengan pemberian energi elektromagnetis, yang membuka atau menutup

kontak pada rangkaian.”

Pada dasarnya relay terdiri atas sebuah kumparan / koil dengan inti besi

lunak, kontak relay dan lidah berpegas. Dasar kerja relay adalah jika kumparan

dialiri arus maka terjadi perubahan medan magnet di sekitar kumparan,

akibatnya besi lunak yang terdapat dalam inti kumparan berubah menjadi

magnet dan menarik lidah berpegas sehingga kontak Normally Open (NO)

menjadi saklar tertutup.Lidah inilah yang dijadikan sebagai salah satu kontak

saklar. Jika arus dimatikan, berarti kumparan kehilangan arus maka sifat magnet


38/87

pada besi lunak hilang dan lidah tertarik oleh pegas sehingga kontak Normally

Closed (NC) tertutup. Pemasangan kumparan relay dihubungkan secara seri

dengan rangkaian driver dan lidah kontak juga dihubungkan seri dengan beban.

Hal ini akan menjaga keamanan rangkaian dari arus beban yang lebih besar

daripada arus driver.

A

B Spring

Coil

Normally Clossed Contact

Normally Opened Contact

(a) (b)

Spring

Coil Normally Opened Contact

Gambar 21. Relay SPDT

(a) Simbol relay SPDT

(b) Konstruksi relay tanpa tegangan

(c) Konstruksi relay dengan tegangan

Relay mempunyai dua buah kontak yaitu Normally Open(NO) dan

Normally Closed (NC). Normally Open adalah kontak relay dimana kontak ini

terbuka pada saat kumparan relay tidak dialiri arus, sedang Normally Closed


39/87

adalah kontak relay yang akan tertutup pada saat relay tidak dialiri arus dan

secepatnya membuka kembali ketika kumparan diberi arus. Agar lebih jelas

berikut cara kerja dari sebuah relay :

a) Mula-mula relay dalam keadaan tanpa arus, posisi kontak dalam keadaan

Normally Closed (NO), karena lidah tertarik oleh gaya pegas,

b) Arus diberikan pada koil, terjadi medan magnet dalam kumparan dengan

inti besi lunak

c) Medan magnet yang dihasilkan dalam inti besi menarik lidah berpegas

sampai terhubung dengan kontak Normally Open, keadaan ini mengubah

kontak Normally C losed terbuka dan kontak Normally Open tertutup.

d) Jika sumber arus dihilangkan maka medan elektromagnet pada inti besi

lunak hilang dan lidah tertarik oleh gaya pegas. Lidah kontak seperti posisi

semula dan posisi kontak Normally Closed tertutup.

Bahan yang digunakan sebagai kontaktor relay bermacam-macam,

disesuaikan dengan kebutuhan dan harga yang dimiliki oleh kontak tersebut.

Bahan-bahan tersebut rata-rata merupakan suatu penghantar yang baik seperti

silver / perak, Perak Cadmium Oxide, Palladium, Platina, dan Emas. Pemilihan

bahan ini tentu saja berpengaruh pada harga dan kualitas barang yang

digunakan.

11.

SOLENOID VALVE

Prinsip kerja solenoid valve sebenarnya tidak jauh berbeda dengan cara

kerja sebuah relay. Jika pada relay medan magnet yang ditimbulkan dari aliran


40/87

arus pada kumparan digunakan untuk menarik lidah kontaktor, namun pada

medan magnet yang ditimbulkan digunakan untuk menggerakkan katup / klep

sehingga solenoid valve berfungsi sebagai kran air dalam kondisi terbuka.

Jadi pada saat kumparan di aliri arus listrik terjadi medan magnet di sekitar

solenoid dan diantara dua solenoid ini diberi inti yang dapat bergerak bebas ke

atas dan kebawah, inti atau core terbuat dari bahan yang dapat ditarik oleh

magnet sehingga ketika terjadi medan magnet disekitar kumparan inti tersebut

tertarik ke atas. Inti yang dapat bergerak keatas dan kebawah ini dihubungkan

dengan katup atau klep sehingga jika inti tertarik keatas klep juga ikut tertarik

keatas yang berarti solenoid valve dalam keadaan terbuka.

Sebaliknya, jika arus dalam kumparan dimatikan maka medan magnet di

sekitar kumparan juga akan hilang dan inti besi bergerak turun karena tertekan

oleh gaya pegas yang dipasang berlawanan dengan arah gaya medan magnet

kumparan. Gaya pegas ini mendorong klep penutup dan menyumbat laju aliran,

swehingga solenoid valve akan tertutup.

Solenoid valve sebenarnya merupakan gabungan dari dua unit fungsional

yaitu

a) Solenoid (elektromagnet) beserta inti dan plunger nya

b) Badan kran yang berisi lubang mulut pada tempat piringan dan stop

kontak untuk membuka dan menutup aliran cairan.


41/87

Gambar 22. Selenoid Valve

12. Kerangka Berfikir

Sistem automatisasi penuang cairan merupakan suatu sistem yang

dapat menentukan volume cairan sesuai dengan setting awal yang sudah

ditentukan. Automatisasi penuang ini dapat diaplikasikan dalam berbagai

kebutuhan, seperti pada penjualan minuman atau persediaan minuman pada

kantor-kantor yang memiliki banyak karyawan, yang tidak efektif jika

persediaan air minum dilayani oleh seorang pegawai saja. Sistem ini

menggunakan konsep digital dalam semua operasi pengontrolan solenoid

valve, suhu cairan, sensor isi gelas, sensor gelas, pendeteksi pecahan uang

logam sebagai alat pembayaran. Kombinasi gerbang-gerbang logika dan IC

10 dekode counter dengan rangkaian transistor sebagai saklar, yang


42/87

digunakan untuk memberikan tiga pilihan rasa bagi pengguna yang akan

menggunakan jasa yang ditawarkan. Adapun tiga pilihan rasa tersebut

adalah susu, kopi, kopi-susu yang semuanya disajikan dalam kedaan hangat.

Perancang memilih tiga rasa tersebut karena karakteristik minuman tersebut

hampir sama sehingga tidak mengganggu kinerja utama solenoid valve yang

cukup sensitive dengan cairan yang melewatinya.

Flowchart Sistem :

Start

MasukkanGelas

Pilih Menu

Solenoid Terbuka

Masukkan

koin

Reset

Finish

Tidak

Lengkap

Gambar 24. Diagram alir system

13. PERENCANAAN ALAT


43/87


44/87

berjajar, sehingga jika jalan masuk koin dimasuki pecahan yang ukurannya

lebih kecil dari rancangan, maka koin yang dimasukkan tidak akan

terdeteksi oleh sensor koin tersebut. Sedangkan jika dimasukkan pecahan

yang luas permukaannya lebih lebar, maka koin tersebut tidak akan masuk

karena celah yang digunakan terlalu sempit.

FotoTransistor

LEDIR

BC 107

1 K

1 K

+5 V

FotoTransistor

LEDIR

BC 107

1 K

1 K

+5 V

10K

10K

Gambar 25. Rangkaian sensor koin

Output dari dua buah detektor koin terbebut digabung menjadi satu

dengan menggunakkan gerbang NOR, sehingga outputnya hanya akan

mengguling dari kondisi low ke kondisi high jika LIM kedua-duanya

terhalang oleh koin yang dimasukkan dalam waktu yang bersamaan.


45/87

Resistor 1K digunakan untuk membatasi arus basis yang masuk ke

transistor BC 107. output dari detektor koin ini juga di hubungkan dengan

LED, sehingga jika koin yang dimasukkan sudah sesuai dengan setting yang

diberikan maka LED dengan label koin lengkap akan menyala.

b. IC 4017 Sebagai Koin Counter

IC counter 4017 merupakan pencacah 10 bit, dimana keluarannya akan

terus bergeser dari output 1 (Q0) sampai dengan output 10 (Q9) setiap kali

inputnya mendapat satu kali pulsa denyut atau clock. Clock IC ini

diambilkan dari detektor koin untuk menghitung berapa jumlah koin yang

melewati sensor. Setelah menghitung pulsa yang diterima oleh masukkan,

selanjutnya keluaran dihubungkan dengan selektor yang digunakan untuk

memilih dan mengaktifkan solenoid valve.

Penyambungan ke driver solenoid ini dapat diubah- ubah dengan

menggeser dip Switch untuk menentukan berapa kali clock sistem ini dapat

bekerja. Sebagai contoh jika dihubungkan dengan output Q2, maka sistem

hanya mau bekerja jika input counter 4017 mendapat dua kali pulsa denyut

(sensor memberi pulsa sebanyak dua kali) yang berarti juga koin

membutuhkan dua buah uang logam yang bisa menutupi detektor koin

secara bersamaan yang bisa mengaktifkan counter.


46/87

U/D

Reset

B1

B8

Carry out

ENB

Counter

Dari sensorkoin

Out

Dari DetektorGelas

Dari Detektor IsiGelas

(Q0)

(Q9)

Gambar 26. Rangkaian Penghitung koin

c. Selektor Switch

Untuk memberi pilihan rasa yang diinginkan, setelah memasukkan koin

dan telah dicacah oleh IC 4017 Counter, selanjutnya memilih rasa yang

diinginkan yaitu kopi, susu, dan kopi susu.

Selektor ini terdiri dari tiga buah switch dan gerbang – gerbang logika

NAND sebagai flip – flop dan gerbang – gerbang lain sebagai rangkaian

pendukungnya.


47/87

Reset

A

B

C

Dari KoinIR

G4

G3

G2

G1

FF1

FF2

FF3

H

U3

U2

U1

5V

5V

5V

Gambar 27. Rangkaian Selektor Switch

Mula-mula rangkaian selektor switch direset sehingga rangkaian siap

untuk dioperasikan, berarti output flip-flop dalam kondisi low “0”. Setelah


48/87

switch A ditekan, berarti tegangan dari sumber tegangan ditanahkan

sehingga output dari gerbang OR (U1) berubah dari posisi high ke posisi

low. Output dari gerbang OR dengan kondisi low ini dihubungkan dengan

gerbang NAND yang dirangkai sebagai RS flip-flop. Keadaan ini

mendorong flip-flop (FF1) untuk menghasilkan keluaran high. Selanjutnya

FF1 dihubungkan dengan XOR gate (G1) yang akan menentukan solenoid

valve mana yang akan bekerja. Selain itu output dari flip-flop juga

dihubungkan dengan gerbang NOR dengan tiga masukkan (H) yang disusun

berganda, sehingga keluaran yang dihasilkan sama seperti gerbang OR.

Rangkaian ini digunakan untuk mengunci flip-flop sehingga rangkaian tidak

bekerja sampai flip-flop mendapatkan pulsa reset yang berasal dari detektor

isi gelas dan detektor gelas. Keluaran dari G1 dihubungkan pada gerbang

AND tiga masukkan (G3) yang nantinya akan diteruskan ke solenoid valve.

Begitu juga jika tombol B on, sistem akan melakukan kerja yang sama,

namun berlaku untuk U2, FF2, G2 dan G4.

Apabila tombol C ditekan, output U3 rendah, dan output FF3 terguling

dari posisis low ke posisi high. Input G1 dan G2 secara bersamaan mendapat

pulsa high sehingga output G1 dan G2 akan high. G3 dan G4 siap menerima

perintah dari G1 dan G2 sehingga X dan Y akan sama-sama tinggi, dan kran

X dan kran Y terbuka secara bersamaan.


49/87

Tabel 10. Table Kebenaran Selector Switch

RST A B C U1 U2 U3 FF1 FF2 FF3 H G1 G2 G3 G4

1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0

1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1

1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1

d. Detektor Isi Gelas

Untuk mendeteksi isi gelas digunakan sinar infra merah yang

ditembuskan ke dalam gelas menuju receiver. Karena sinar infra merah yang

dipancarkan harus mendapat menembus gelas, maka gelas yang digunakan

harus gelas yang transparan dan tidak boleh ada hiasan yang dapat

menghalangi sinar infra merah yang dipancarkan.

Jika cairan dalam hal ini kopi atau susu telah mengisi gelas yang

disediakan sampai level tertentu (gelas penuh), maka cairan dalam gelas

akan menghalangi fototransistor sehingga basis transistor tidak mendapat

bias, fototransistor off sehingga kolektor high. Kolektor dari fototransistor

dihubungkan dengan basis transistor BC 107 dan penjungkir ( NOT gate),

yang nantinya dihubungkan dengan reset pada IC counter 4017.

LED dengan tulisan “gelas penuh” akan menyala, solenoid driver akan

bekerja dan solenoid valve akan tertutup sehingga aliran cairan akan

terhenti.


50/87

Ke counter4017

BC 107

1K6

MEL 11

1K

12 V

LEDIR

560

10K

Gambar 28. Rangkaian Detektor Isi Gelas

e. Solenoid Valve

Komponen utama dari solenoid driver ini adalah transistor C 945, BC

107, dioda 1N 4002 untuk menghilangkan pengaruh induksi yang

ditimbulkan oleh kumparan pada relay, dan relay SPDT 12VDC yang

digunakan untuk pensaklaran valve, sehingga valve akan tertutup jika gelas

terisi penuh dan terbuka setelah saklar pemilih ditekan. Resistor pada basis

transistor C 945 digunakan untuk membatasi arus yang melewati basis

sehingga transistor tidak rusak pada saat arus basis terlalu besar.


51/87

1 KC 945

12 V

1N4007

BC 107

Relay12 VDC

Dari

Selektor rasa

Gambar 29 Rangkaian Solenoid Driver

Prinsip kerja rangkaian ini sama persis dengan rangkaian darlington

sebagai saklar. Dengan rangkaian darlington akan diperoleh penguatan arus

yang besar karena hfe dari rangkaian tersebut sebesar perkalian dari hfe kedua

transistor yang terpasang. Penggunaan solenoid valve yang besar sehingga

rangkaian dapat berfungsi untuk mengemudikan solenoid valve.

f.

Rangkaian Pengontrol Suhu

Komponen utama rangkaian ini adalah dua buah sensor suhu berupa IC

LM 35, dua buah Op-Amp LM 311 sebagai komparator, dua buah resistor

10 K, satu buah resistor 4K7 dan trimpot sebagai pembagi tegangan

referensi, IC 4011 (4 buah gerbang NAND), sebuah transistor BC 107

sebagai saklar, dan sebuah relay sebagai pemutus sumber tegangan elemen

pemanas.


52/87

Output dari sensor suhu IC LM 35 adalah sebesar 10 mV/ 0

C, jadi pada

suhu 500

C output sensor suhu adalah 0,5 V sedangkan pada suhu 600

C

outputnya 0,6 V.

+

-

LM 311

12 V

VR1

+

-

LM 311

VR2

12 V

12 V

4K7 Ks

R

Y

10K

Komp. 1

Komp.2

10K

5K

C 945

R E L A Y

12 V

LM 35

Gambar 30. Rangkaian Sensor Suhu

Pemasangan dioda pada sensor suhu dimaksudkan agar tegangan output

dari sensor suhu yang masuk ke input non-inverting komparator tidak terlalu

kecil. Hal ini dikarenakan tangggapan dari OP-Amp kurang bagus untuk

tegangan yang terlalu kecil. Dengan pemasangan dioda ini, maka tegangan

output sensor suhu pada temperatur 500

C menjadi 0,7 V + 0,5 V = 1,2 V.

Sedangkan pada suhu 600

C outputnya menjadi 0,7V + 0,6 V = 1,3 V.

Tegangan referensi pada input inverting komparator 1 diset pada

tegangan 1,3 V sehingga outputnya akan tinggi pada temperature di atas 600

C dan rendah pada temperature di bawah 600

C. Sedangkan tegangan


53/87

referensi pada input inverting komparator 2 diset pada tegangan 1,2 V.

sehingga outputnya akan tinggi pada temperature di atas 600

C dan rendah

pada temperature di bawah 600

C. Cara kerja rangkaian ini adalah sebagai

berikut :

Saat temperature berada di bawah 500

C output sensor adalah kurang dari

1,1 V sehingga output komparator 1 rendah dan output komparator 2

juga rendah.

Input S = 1 dan R = 0 sehingga output dari RS flip-flop menjadi rendah

(RS flip-flop mereset).

Transistor tidak mendapat bias sehingga berlaku sebagai saklar yang

terbuka dan pemanas menyala karena pemanas dihubungkan dengan NC

pada relay.

Pada saat temperature berada di atas 500C tetapi dibawah 60

0C maka

output sensor suhu berada diantara 1,2 V sampai dengan 1,3 V. Output

komparator 1 rendah dan komparator 2 tinggi.

Input S = 1 dan S = 1 sehingga output dari RS flip-flop tetap

mempertahankan kondisi sebelumnya yaitu rendah (kondisi memori).


terbuka dan pemanas tetap menyala.

Pada saat temperature di atas 600 C, maka tegangan output sensor suhu

di atas 1,3 V sehingga keluaran komparator 1 tinggi dan keluaran

komparator 2 tinggi.


54/87

Input S = 0 dan R = 1 sehingga output dari RS flip-flop menjadi tinggi

(RS flip-flop mengeset).

Transistor mendapat bias basis, sehingga transistor berlaku sebagai

saklar yang tertutup dan pemanas padam.

Setelah temperatur turun kembali menjadi antara 500

C sampai dengan

600

C tegangan output sensor suhu berada diantara 1,2 V sampai dengan

1,3V. Output komparator 1 menjadi rendah dan output komparator 2

tinggi.

Input S = 1 dan R = 1 sehingga output dari RS flip-flop t etap

mempertahankan kondisi sebelumnya yaitu tinggi (kondisi memori).

Transistor masih mendapat bias sehingga masih berlaku sebagi saklar

yang tertutup dan pemanas masih tetap padam.

Setelah temperature berada dibawah 500C, maka output sensor suhu

menjadi kurang dari 1,2 . Output komparator 1 rendah dan output

komparator 2 juga rendah.

Input R = 1 dan S = 0 sehingga output dari RS flip-flop menjadi rendah

(RS flip-flop mereset).


terbuka dan pemanas kembali menyala.

Kondisi semacam ini akan terus berulang dengan proses pensaklaran

yang sama.


55/87


56/87

4) Hasil penyablonan diperiksa dulu apakah masih ada jalur yang putus

atau terhubung dengan jalur yang berdekatan, kemudian hasil sablonan

dilarutkan dengan larutan ferri klorid yang telah dicampur dengan air

hangat sambil digoyang-goyang agar proses pelarutan lapisan tembaga

lebih cepat. Untuk mempercepat proses pelarutan juga dapat dilakukan

dengan larutan ferri klorid yang lebih pekat.

5) Setelah semua permukaan tembaga yang tidak tertutup cat sablon (tidak

dibutuhkan ) larut, maka PCB bisa diangkat dari larutan, kemudian PCB

dicuci dengan air supaya ferri klorid yang tersisa hilang dan tidak

menimbulkan korosi pada permukaan PCB. Selanjutnya sisa cat yang

masih menempel dibersihkan dengan tiner atau bensin sampai semua cat

sablon yang tersisa bersih.

6) Tahap selanjutnya adalah proses pengeboran. Ukuran mata bor yang

digunakan disesuaikan dengan ukuran kaki komponen yang akan

dipasang. Setelah PCB Dilubangi langkah selanjutnya adalah

penyolderan.


57/87

Adapun gambar layout dan PCB dari masing – masing rangkaian adalah

sebagai berikut :

1. PCB rangkaian sensor koin, dan penghitung koin.

(a)

(b)

Gambar 32. PCB Sensor Koin dan Penghitung Koin

(a) PCB tampak bawah (b) PCB tampak atas

2. PCB rangkaian selector Switch


58/87

(a)

(b)

Gambar 33. PCB Selektor Switch (a) PCB tampak bawah (b) PCB tampak atas

3. PCB rangkaian sensor suhu


59/87

(a)

(b)

Gambar 34 . PCB Sensor Suhu

(a) PCB tampak bawah (b) PCB tampak atas


60/87

Setelah kita membuat PCB dari setiap rangkaian yang kita

butuhkan langkah selanjutnya adalah pembuatan box rangkaian Sebagai

tempat untuk meletakkan PCB rangkaian yang telah dibuat. Dalam hal

ini digunakan box amplifier yang telah dimodifikasi sehingga dapat

disesuaikan dengan kebutuhan. Tahap-tahap perombakan box amplifier :

1) Bagian muka box amplifier diberi lubang dengan jalan di bor

sehingga mata gergaji dapat masuk dan mudah dilakukan

pemotongan.

2) Permukaan bagian depan box dipotong sehingga ujung muka box

terbuka.

Gambar 35. Box Amplifier yang dimodifikasi

3) Untuk menutup bagian muka box yang terbuka digunakan PCB

polos yang diberi lubang sebagai tempat panel atau tombol lain dan

disesuaikan dengan kebutuhan.


61/87

Gambar 36. Penutup muka box amplifier

4) Bagian atas dipertahankan menggunakan tutup box yang asli,

dengan sedikit perubahan warna disesuaikan dengan penutup muka

box.

5) Bagian bawah box di bor dengan menggunakan bor plat berdaya

150 watt dengan diameter 3 mm dan ukuran disesuaikan dengan

lebar PCB, selanjutnya bagian bawah yang sudah diberi lubang di

beri spacer kuningan sebagai kaki penyangga PCB.

6) Bagian luar box dihaluskan dengan amplas, kemudian dicat dengan

menggunakan cat semprot sehingga diperoleh hasil yang halus dan

rapi.


62/87

Gambar 37. Box Rangkaian tampak depan

Keterangan :

1. Penampil Selektor Rasa, 2. Saklar Power, 3. Saklar “Kopi”, 4. Saklar “Susu”, 5. Saklar

“Kopi-Susu”, 6. LED “Masukkan Gelas”, 7. LED “Masukkan Koin”, 8. LED “Koin

Lengkap”, 9. LED “gelas penuh”.

Kemudian setelah langkah kedua telah selesai maka langkah

selanjutnya adalah pembuatan tandon air yang digunakan menggunakan plat

aluminium yang dibentuk silinder dengan diameter 16 Cm dan tinggi 30

Cm. Sebagai meja tempat meletakkan tandon digunakan papan partikel yang

halus sehingga benda kerja terlihat rapi dan enak dipandang. Pembuatan

meja tandon melalui beberapa tahap sebagai berikut :

1) Papan partikel dipotong menyerupai huruf L sebanyak tiga buah,

digunakan untuk bagian kanan, kiri, dan tengah sebagai sekat

antara dua tangki.


63/87

Gambar 38. Bagian samping meja

2) Papan ukuran 50 x 26 Cm diberi dua lubang dengan diameter 17

Cm.

Gambar 39. Bagian atas meja

3) Memotong papan partikel ukuran 50 x 37 Cm digunakan sebagai

alas.

4) Merangkai papan yang sudah dipotong menjadi bentuk seperti

gambar di bawah ini.


64/87

16 Cm

26 Cm

50Cm

37 Cm

31 Cm

16 Cm

Gambar 40. Meja tempat tandon


65/87

14.

PENGUKURAN DAN ANALISIS

a. Titik-titik Pengukuran Sensor Koin

FotoTransistor

LEDIR

BC 107

1 K

1 K

+5 V

FotoTransistor

LEDIR

BC 107

1 K

1 K

+5 V

Ke Counter4017

10K560

2a

2b

2e

2d

2c

10K560

Gambar 41. Titik – titik Pengukuran Sensor Koin

1) Data Hasil Pengukuran

Dari pengukuran tiap-tiap titik pada rangkaian sensor koin

diperoleh data-data sebagai berikut:

Tabel 12. Data Hasil Pengukuran Sensor Koin

No LED 1 LED 2 2a 2b 2c 2d 2e

1. Terbuka Terbuka 0 Volt 4 Volt 0 Volt 4 Volt 0 Volt

2. Terbuka Tertutup 0 Volt 4 Volt 4 Volt 0 Volt 0 Volt

3. Tertutup Terbuka 4 Volt 0 Volt 0 Volt 4 Volt 0 Volt

4. Tertutup Tertutup 4 Volt 0 Volt 4 Volt 0 Volt 4 Volt


66/87

2) Analisa Data pada saat Kondisi 1 (LED 1dan LED terbuka)

Titik 2a

V2a adalah 0 V, karena kolektor daan emitor foto transistor terhubung

singkat, sehingga tegangan pada kolektor Q1 (MEL 11) langsung

ditanahkan. V2a = 0 Volt “0” (low), sehingga basis Q2 tidak mendapat

bias.

Titik 2b

Karena basis Q2 tidak mendapat bias, maka transistor dalam keadaan

off. V2b sebesar tegangan catu dikurangi tegangan barier transistor

tersebut.

V2b = Vcc-Vbe V2b = 5-0,6 V2b = 4,4 Volt.

Titik 2c

V2c sebesar 0 V, karena kolektor dan emitor foto transistor MEL 11

terhubung singkat, sehingga tegangan pada kolektor Q3 (MEL 11)

langsung ditanahkan. Pertanahan ini mengakibatkan drop tegangan

antara kolektor emitor, sehingga V2c = 0 V “0” (low) dan basis Q4

tidak mendapat bias

Titik 2d

Karena basis Q4 tidak mendapat bias, maka transistor Q4 dalam

keadaan off. V2d = Vcc-Vbe V2d= 5-0,6. V2d = 4,4 V.

Titik 2e

V2e = 4 V, V2b = 4 V = “1” dan V2b = 4 = “1” V2e = “0” (low)

karena menggunakan gerbang NOR.


67/87


68/87

1) Data Hasil Pengukuran Detektor Gelas

Tabel 13. Data Hasil Pengukuran Detektor Gelas

No. Gelas 3a 3b 3c 3d 3e 3f

1. Ada 0 Volt 4 Volt 0 Volt 0 Volt 0 Volt 4 Volt

2. Tidak 4 Volt 0 Volt 4 Volt 4 Volt 4 Volt 0 Volt

2) Analisa Data pada saat Kondisi 1 (Switch On gelas diletakkan pada

tempatnya)

V3a yaitu sebesar 0 V atau “0” (low), karena tegangan pada titik 3a

ditanahkan melalui SW1.V3b = 4 V “1” (high) disini terbukti V3b =

(NOT V3a).V3c adalah kebalikan dari V3b, V3b = 4 V (high) maka

V3c = “0” (low).V3d mempunyai kondisi yang sama dengan V3c,

V3c = “0” (low) V3d = “0” (low).

V3e kondisinya sama dengan V3d, V3d =”0” (low) V3e = “0”

(low) dan transistor off.

V3e low, transistor off, sehingga V3f sebesar Vcc, sekitar 5 Volt.

Dalam praktek tegangan terukur sebesar 4 Volt, LED padam.

3) Kondisi 2, Gelas Tidak Ada (SW1 Off )

V3a = Vcc. V3a = 4V, V3a = “1” (high).

V3b adalah kebalikan dari V3a. V3a = “1”, V3b = “0” (low) = 0 V.

V3c adalah kebalikan dari V3b karena tegangan dilewatkan melalui

inverter.

V3b = “0”, V3c = “1”. Tegangan terukur pada titik 3c = 4V (high).


69/87

V3d sama dengan V3c. V3c = 4V (high), V3d terukur = 4 V.

Logika V3e sama dengan V3d. V3e terukur = 4V = “1” (high).

V3f = 0 V, berlogika “0” (low). Keadaan ini terjadi karena transistor

on, sehingga seolah-olah kolektor dan emitor terhubung singkat dan

arus langsung ditanahkan melalui transistor. Pada kondisi ini LED

menyala.

c. Titik-titk Pengukuran Penghitung Koin

U/D

Reset

B1

B8

Carry out

ENB

Counter

Dari sensorkoin

Out

Dari DetektorGelas

Dari Detektor IsiGelas

4a

4b

4c

4d

4e

(Q0)

(Q9)

Gambar 43. Pengukuran Penghitung Koin


Pengukuran yang dilakukan pada rangkaian penghitung koin

diperoleh data-data sebagai berikut:


70/87

Tabel 14. Data Hasil Pengukuran Penghitung Koin

No. Gelas Koin 4a 4b 4c 4d 4e Out Isi Gelas

1. Ada Lengkap 2,5 0 0 0 0 2,5 (Q1) Kosong 2. Ada Tidak Lkp 0 0 0 0 0 2,5 (Q0) Kosong

3. Tidak Lengkap 2,2 2,5 0 0 2,2 2,5 (Q0) Kosong

4. Tidak Tidak Lkp 0 2,5 0 1 2 2,5 (Q0) Kosong

5. Ada Lengkap 2,2 0 2,5 3 2,2 2,5 (Q0) Penuh

6. Ada Tidak Lkp 0 0 3 3 2 2,5 (Q0) Penuh

7. Tidak Lengkap 2,2 2,5 2,5 3 2,2 2,5(Q0) Penuh

8. Tidak Tidak Lkp 0 2,5 3 3 2,2 2,5 (Q0) Penuh

2) Analisa Data

Kondisi 1

V4a = 4,6 V, keadaan ini menunjukkan ada clock pada IC 10 dekade

counter 4017. V4a = 4,6 V “1” ( high). Hal ini berarti kepingan uang

logam yang dimasukkan sesuai dengan yang telah ditentukan.

V4b = 0 Volt, menunjukkan ada gelas pada tempat yang disediakan

dan saklar on. V4b = 0 volt akan berlogika“0” (low).

V4c = 0 Volt, menunjukkan bahwa gelas sudah terisi penuh.

V4d = 0 Volt, karena kedua input dari gerbang OR berlogika rendah,

maka output pada titik 4d juga dalam keadaan low.

V4e = 0 Volt, karena V4b dan V4d keduanya low, maka Ve juga

dalam keadaan low. Keadaan ini menunjukkan counter 4017 mulai

bekerja karena reset IC ini (V4e) low dan clock (V4a) berlogika

high.

Out bergeser dari Q0 ke Q1 karena klock yang diperoleh hanya

sekali.


71/87


72/87

V4c = 4 V, ini menunjukkan gelas dalam kondisi penuh. V4c = 4 V

atau berlogika “1” (high).

V4d = 4 V, V4c = “1” (high) berlogika V4d = “1” (high) karena

tegangan dilewatkan pada gerbang OR.

Output Q0 tetap high (4,6 V) karena V4e tertahan pada kondisi “1”

(low).

Kondisi 6

V4a = 0 karena tidak ada koin yang cocok dengan yang diinginkan.

V4e = 4 V berlogika “1” (high), counter 4017 masih tetap reset

karena gelas penuh.

Kondisi 7

V4a = 4 V berlogika V4a = “1” (high) karena koin yang diminta

telah terpenuhi.

V4b = 4 V atau V4b = “1 (high) berarti gelas tidak ada.

V4c = 4 V jadi V4c = “1” (high) karena gelas dalam keadaan penuh.

V4d = 4,6 V atau V4d = “1” (high) karena gelas penuh.

V4e = 4 V, C4b = “1” dan V4d = “1” jadi V4e = “1” (high) counter

reset.


73/87

d.

Titik-titik Pengukuran Detektor Isi Gelas

Ke counter4017

BC 107

1K6

MEL 11

1K

12 V

LED

IR

560

10K

5a 5b

5c

Gambar 44. Pengukuran Titik – titik Detektor Isi Gelas


Tabel 15. Data Hasil Pengukuran Detektor Gelas

Kondisi

No. Gelas 5a 5b 5c

1. Kosong 0 Volt 4,4 Volt 0 Volt

2. Penuh 4,4 Volt 0 Volt 4,4 Volt

2) Analisa Data

Pada saat Gelas Kosong

Gelas dianggap kosong jika volume cairan dalam gelas kurang dari

350 ml atau level cairan masih di bawah sensor isi gelas.


74/87

V5a = 0 V karena cahaya infra merah memberi bias pada

fototransistor MEL 11, transistor on, V5a = 0V atau berlogika “0”

(low).

V5b = 4,4 V, karena transistor BC 107 off, sehingga tegangan pada

kolektor Bc 107 sama dengan Vcc.

V5c = 0 V berlogika “0” (low), sehingga terbukti bahwa V5c =

NOT V3b.

Pada saat Gelas Penuh

Gelas dianggap penuh jika volume gelas sudah mencapai batas

maksimal atau melewati sinar infra merah yang menembus gelas.

Gelas dianggap penuh jika volume gelas lebih dari 350 ml.

V5a = 4,4 V. Hal ini terjadi karena sinar infra merah dari dioda

terhalang oleh cairan dalam gelas, sehingga basis transistor MEL

11 kehilangan bias yang berakibat tegangan kolektor melonjak dari

0 menjadi 3 V. V5a = 3V berarti berlogika “1” (high).

V5b = 0 V. Karena basis transistor Bc 107 mendapat bias maka

transistor on, tegangan kolektor jatuh. V5b = 0 V atau “0” (low).

V5c = 4,4 V, karena tegangan dilewatkan melalui inver ter,

sehingga keluarannya berlawanan dengan input inverter tersebut.

V5c = 3V “1” (high), terbukti bahwa V5c = NOT V5b.


75/87

e.

Titik-titik Pengkuran Selektor Switch

Reset

A

B

C

Dari Koin

IR

G4

G3

G2

G1

FF1

FF2

FF3

H

U3

U2

U1

5V

5V

5V

7a 7b

7c 7d7e

7f7g

7h

7i

7j 7k7l

7m

7n

7o

7p

7q

Gambar 45. Pengukuran Titik – titik Selektor Swtch


76/87

1) Data hasil Pengukuran (kondisi reset = 4,8 V)

Tabel 16. Data Hasil Pengukuran Selektor Switch

Titik

No. Pengukuran Normal SW 1 On SW 2 On SW 3 On

1. 7a 3 Volt 0 Volt 3 Volt 3 Volt

2. 7b 3 Volt 3 Volt 0 Volt 3 Volt

3. 7c 3 Volt 3 Volt 3 Volt 0 Volt

4. 7d 0 Volt 2,8 Volt 2,8 Volt 2,8 Volt

5. 7e 0 Volt 2,5 Volt 2,5 Volt 2,5 Volt

6. 7f 4 Volt 0 Volt 4 Volt 4 Volt

7. 7g 4 Volt 4 Volt 0 Volt 4 Volt

8. 7h 4 Volt 4 Volt 4 Volt 0 Volt

9. 7i 4 Volt 2 Volt 2 Volt 2 Volt

10. 7j 0 Volt 0 Volt 0 Volt 0 Volt

11. 7k 0 Volt 2,6 Volt 0 Volt 0 Volt

12. 7l 0 Volt 0 Volt 2,6 Volt 0 Volt

13. 7m 0 Volt 0 Volt 0 Volt 2,6 Volt

14. 7n 0 Volt 0 Volt 0 Volt 2,6 Volt

15. 7o 0 Volt 0 Volt 2,2 Volt 2 Volt

16. 7p 4 Volt 0 Volt 2 Volt 3 Volt

17. 7q 4 Volt 0,4 Volt 0 Volt 4 Volt

18. X 0 Volt 0 Volt 0 Volt 0 Volt

19. Y 0 Volt 0 Volt 0 Volt 0 Volt

2) Analisa data

Kondisi Normal (Semua switch dalam keadaan off )

V7a = 3 V =“1” (high) karena tidak ada tegangan jatuh pada Sw.

Keadaan ini juga berlaku untuk switch yang lain dalam keadaan

Normal ( of f ).

V7d = 0 Volt (keadaan low), terjadi karena ketiga input dari

gerbang NOR berfungsi sebagai inverter karena ketiga inputnya

digabung menjadi satu. (V7d = NOT V7i)

V7f = 4 volt (keadaan “1” atau high), ini terjadi karena salah satu

input dari gerbang OR dalam keadaan high sehingga keluaran dari


77/87

gerbang ini dalam keadaan high. Keadaan seperti ini juga berlaku

untuk titik pengukuran 7g dan 7h.

V7j = 0 Volt (dalam keadaan “0” atau low) karena 7i dalam

keadaan tinggi (4 V), sehingga V7j = NOT V7i.

V7k = 0 Volt (dalam keadaan low atau “0”). Karena V7f high,

sehingga flip-flop tidak mendapat denyut dan output flip-flop tetap

rendah RS flip-flop dengan gerbang NAND terpicu dengan

pinggiran pulsa negatif. Keadaan yang sama terjadi pada titik

pengukuran 7l dan 7m yang ketiganya dalam keadaan “0”.

V7n = 0 Volt (dalam keadaan low atau “0”). Karena kedua input

gerbang XOR dalam kondisi yang sama, yaitu low, sehingga

keluaran gerbang tersebut juga “0”. Dalam keadaan yang sama

juga terjadi pada titik 7o karena kedua input gerbang G2 juga

dalam kondisi yang sama.

Pengukuran pada titik X dan Y pada titik ini keduanya berlogika

“0” yang menunjukkan tidak ada switch yang ditekan yang berarti

semua valve dalam keadaan off.

3) Kondisi kerja (reset =0)

Tabel 17 . Pengukuran Titik – titik Selektor Switch Pada Kondisi Kerja

Titik

No. Pengukuran Normal SW 1 On SW 2 On SW 3 On

1. 7a 3 Volt 0 Volt 3 Volt 3 Volt

2. 7b 3 Volt 3 Volt 0 Volt 3 Volt

3. 7c 3 Volt 3 Volt 3 Volt 0 Volt

4. 7d 0 Volt 4 Volt 4 Volt 4 Volt


78/87

5. 7e 4 Volt 4 Volt 4 Volt 4 Volt

6. 7f 4 Volt 4 Volt 4 Volt 4 Volt

7. 7g 4 Volt 4 Volt 4 Volt 4 Volt

8. 7h 4 Volt 4 Volt 4 Volt 4 Volt 9. 7i 4 Volt 0 Volt 0 Volt 0 Volt

10. 7j 4 Volt 4 Volt 4 Volt 4 Volt

11. 7k 0 Volt 4 Volt 0 Volt 0 Volt

12. 7l 0 Volt 0 Volt 4 Volt 0 Volt

13. 7m 0 Volt 0 Volt 0 Volt 4 Volt

14. 7n 0 Volt 4 Volt 0 Volt 4 Volt

15. 7o 0 Volt 0 Volt 4 Volt 4 Volt

16. 7p 4 Volt 4 Volt 0 Volt 4 Volt

17. 7q 4 Volt 0 Volt 4 Volt 4 Volt

18. X 0 Volt 4,4 Volt 0 Volt 2,6 Volt

19. Y 0 Volt 0 Volt 4,4 Volt 2,6 Volt

4) Analisa data

SW 1 On

V7a = 0 V (berlogika “0”). Karena tegangan ditanahkan melalui

switch 1.

V7f = 4 V (dalam keadaan high atau “1”). Karena melawati

gerbang OR.

V7k = 4 V (dalam keadaan high atau “1”). Karena FF1 mendapat

denyut dari V7f yang mengakibatkan V7k = “1”.

V7n = 4 V (dalam keadaan high atau “1”).

Vx = 4,4 V yang mengakibatkan valve X on.

SW 2 On

V7b = 0 V (berlogika atau “0”). Karena tegangan ditanahkan

melalui SW 2.

V7l = 4 V (berlogika “1”). Karena FF2 mendapatkan denyut dari

V7g.


79/87

V7o = 4 V (berlogika “1”). Karena V7m = “0” dan V7l = “1”.

Vy = 4,4 V (berlogika “1”). Yang mengakibatkan VY on.

SW 3 On

V7b = 0 V karena tegangan ditanahkan melalui switch 3.

V7m = 4 V (berlogika “1”). Karena FF3 mendapatkan denyut dari

V7h sehingga V7m akan menjadi high.

V7o = 4 V “1”. Karena V7m high dan V7l low (pada gerbang

XOR).

Vx = 2,8 V(logika “1”). Sehingga mengakibatkan valve X akan

On.

Vy = 2,8 V (logika “1”). Sehingga mengakibatkan valve Y On.

f.

Titik-titik Pengukuran Sensor suhu

Suhu yang digunakan untuk memanaskan kopi dan susu dalam

tandon adalah antara 500

C sampai dengan 600 C. Pemilihan dalam

penampungan ini karena karakteristik susu yang tidak tahan dengan suhu

tinggi dengan waktu yang lama, namun juga tidak tahan lama pada suhu

kamar. Supaya susu dapat tahan lama, maka penyimpanannya diatas

suhu bakteri termofilik (400

C) yaitu bakteri yang dapat merusak susu,

dan dibawah suhu pasteuresasi (dibawah 65

0

C). Jika susu disimpan

dalam waktu yang lama diatas suhu pasteurisasi maka susu akan rusak

(pecah) dan dibawah suhu bakteri termofilik susu akan menggumpal

menjadi yogurt.


80/87

+

-

LM 311

12 V

VR1

+

-

LM 311

VR2

12 V

12 V

4K7 K

1 0 K

Komp. 1

Komp.2

10K

5K

C 945

R E L A Y

12 V

8a 8b

8c

8d

8e

8f 8g 8h8i

Gambar 46. Pengukuran Titik – titik Sensor Suhu

1) Data hasil pengukuran sensor suhu

Tabel 18. Data Hasil Pengukuran Sensor Suhu

Titik

No. Pengukuran t


81/87

2) Analisa Data

Pada saat T 500 C

8a = 0,8 V, 8b = 1,2 V, sehingga 8d = 0,2 V dan 8e = 0 V (dalam

keadaan low atau “0”).

8d = 0,2 V(dalam keadaan low atau “0”). Sehingga 8f = 11 V

(karena 8f = NOT 8d).

8e = 0,2 V (dalam keadaan low atau “0”). Sehingga 8f =11V (high)

dan 8g = 0,3 V (reset)

8g = 0,3 V (dalam keadaan low atau “0”). 8k =12 V (dalam

keadaan high atau “1”). Dan transistor open.

Pada saat 500 C T 60

0C

8a = 1,1 V, 8b = 1,2 V 8d = 0,2 V (keadaan low atau “0”).

8a = 1,1 V, 8c = 1,0 V 8e = 10 V “1” (keadaan high atau “1”).

8d = 0,2 V (low) 8f = 11V (high) (8f = NOT 8d).

8e = 10 V (high) 8f = 11 V (high) 8g = 0,3 V (low)

kondisi memori. 8g = 0,3 V (low) 8k = 12 V (high)

transistor open.

Pada saat T 600C

8a = 1,3 V, 8b = 1,2 V 8d = 0,2 V kondisi low. 8a = 1,3 V,

8c = 1,1 V 8e = 10 V kondisi high. 8d = 10 V, 8f = 0,3

V (8f = NOT 8d). 8e = 10 V, dan 8f = 0,3 V 8g = 11V set

8g = 11 V 8k = 0,3 V transistor close dan pemanas mati.


82/87

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Dalam pembuatan tugas akhir yang berjudul “Penuang kopi dan susu

secara automatis”. Penyusun dapat memetik kesimpulan sebagai berikut :

1 Pemasangan sensor infra merah tidak boleh terhalang oleh benda apapun

yang dapat menghalangi atau membiaskan sinar infra merah yang

dipancarkan oleh LED infra merah dapat diterima oleh fototransistor

secara sempurna.

2 Untuk meningkatkan kepekaan fototransistor, maka fototransistor

dirangkai dengan hubungan darlington sehingga penguatan rangkaian

tersebut menjadi perkalian dari hfe kedua transistor. Rangkaian

fototransistor secara darlington dapat dijumpai pada rangkaian detektor

isi gelas.

3 Pengontrolan suhu dalam penampungan dikontrol oleh rangkaian

pengontrol suhu dengan sensor suhu IC LM 35 yang dirangkai dengan

OP-Amp sebagai komparator untuk melakukan setting suhu yang

diinginkan sebesar 500– 60

0C.

4 Untuk menjaga supaya komparator bekerja dengan baik, maka

grounding IC LM 35 diberi dioda 1N4148 sehingga input komparator

mendapat tegangan sebesar 0,6 Volt walupun sebenarnya tidak ada

keluaran dari LM 35.


83/87

5 IC counter 4017 digunakan untuk menentukan harga setiap satuan (tiap

gelas). Penentu harga dihubungkan pada output IC 4017, sehingga jika

diinginkan harga Rp.1.000,00 maka rangkaian dihubungkan dengan

keluaran Q1, untuk harga Rp. 2.000,00 rangkaian dihubungkan dengan

output Q2 begitu seterusnya.

6 Koin yang digunakan adalah pecahan uang logam Rp. 1.000,00 karena

sensor koin yang digunakan tidak dapat membaca kepingan uang logam

dengan luas permukaan yang lebih sempit dari pecahan Rp. 1.000,00.

7 Pada rangkaian banyak digunakan gerbang-gerbang logika untuk

mengolah informasi – informasi digital sehingga keluaran dapat

disesuaikan dengan logika yang diinginkan.

8 Prinsip kerja solenoid valve sama dengan cara kerja relay, jika pada

relay medan elektromagnet yang dihasilkan oleh kumparan digunakan

untuk menarik lidah kontraktor, tapi pada solenoid valve medan magnet

yang dihasilkan digunakan untuk membuka katub sehingga celah cairan

aliran terbuka dan media dapat melewati valve.


84/87

elektro==alat penuang minuman kopi dan susu

Documents