1

KATA PENGANTAR

Assalammualaikum Wr. Wb.

Segala puji syukur kami panjatkan pada Allah SWT karena atas rahmat dan hidayahnya

kami dapat menyelesaikan Assignment K-1 ini untuk melengkapi penilaian mata kuliah

Sistem Kendali.

Dan tidak lupa sholawat serta salam kami haturkan pada junjungan kami Nabi

Muhammada SAW yang kita tunggu shafaatnya di hari kiamat. Ucapan terima kasih kami

aturkan kepada Bapak Sihar N. M. P. Simamora selaku Dosen mata kuliah Sistem Kendali

yang telah membimbing dalam menyelesaikan tugas ini. Kami juga mengucapkan terima

kasih untuk semua teman – teman yang telah membantu kami dalam menyelesaikan

tugas ini.

Tugas ini disusun untuk melengkapi nilai Assignment K-1 d. Untuk kesempurnaan tugas,

kami mengharapkan saran dan kritik dari pembaca.

Semoga tugas ini dapat bermanfaat bagi kami, pembaca dan semua mahasiswa

Politeknik Telkom

AMIN

Wassalammualaikum Wr. Wb.

Bandung, 15 Maret 2011

Penulis

2

DAFTAR ISI

Table of Contents Kata Pengantar ........................................................................................................... 1

Daftar Isi .................................................................................................................... 2

BAB I PENDAHULUAN.................................................................................................. 3

I.1 Latar Belakang .................................................................................................... 3

I.2 Batasan Masalah................................................................................................. 3

I.3 Rumusan Masalah .............................................................................................. 3

I.4 Tujuan................................................................................................................ 4

I.5 Manfaat Makalah ............................................................................................... 4

I.6 Metode Penyusan ............................................................................................... 4

BAB II PEMBAHASAN................................................................................................... 5

II.A Landasan Teori .................................................................................................. 5

II.A.1 LDR ............................................................................................................ 5

II.A.2 Resistor ...................................................................................................... 5

II.A.3 Potensiometer ............................................................................................ 6

II.A.4 Dioda ......................................................................................................... 7

II.A.5 Transistor ................................................................................................... 8

II.A.6 IC 7805....................................................................................................... 8

II.A.7 UM66 dan TDA 2002 ................................................................................... 9

II.B Perancangan Rangkaian ..................................................................................... 9

II.C Analisa, Hasil dan Pembahasan ......................................................................... 10

II.C.1 Hasil .................................................................................................... 10

II.C.2 Cara Kerja Rangkaian ............................................................................ 10

II.C.3 Analisa ................................................................................................. 11

BAB III PENUTUP ....................................................................................................... 12

III.1 Kesimpulan..................................................................................................... 12

III.2 Saran.............................................................................................................. 12

Daftar Pustaka .......................................................................................................... 13

3

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di era globalisasi sekarang ini, semakin pesatnya perkembangan

ilmu pengetahuan dan teknologi di dunia. Ilmu pengetahuan dan teknologi ini dimanfaatkan dan dikembangkan oleh manusia untuk dapat membantu pekerjaan mereka sehingga dapat menyelesaikan pekerjaan dengan lebih

mudah dan efesien. Oleh karena itu, setiap manusia terutama mahasiswa dituntut agar mampu beradaptasi dengan perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi tersebut. Sebenarnya intansi pendidikan di Indonesia dan negara lainnya telah menerapkan perkembangan iptek tersebut, salah satunya seperti adanya pembelajaran mengenai rangkaian elektronika pada jurusan

teknikal diberbagai intansi pendidikan. Pratikum membuat rangkaian alarm kebakaran menggunakan LDR

dengan tujuan mendapat pembelajaran mandiri mengenai rangkaian elektronika dan memenuhi Assignment K-1 dalam mata kuliah Sistem Kendali. Pratik ini akan tetap berguna untuk pratik-praktik selanjutnya.

Rangkaian alarm kebakaran ini menggunakan aplikasi LDR sebagai sensornya. LDR bekerja dengan mendeteksi keberadaan asap. LDR

dalam rangkaian alarm kebakaran ini tidak berdiri sendiri dalam mendeteksi api, tetapi LDR dipasangkan dengan lampu yang menyinari LDR tersebut. Sehingga pada saat terdeteksi asap dari kebakaran maka intensitas cahaya

diterima oleh LDR berkurang dan akhirnya LDR memicu sistem alarm. Berdasarkan latar belakang tersebut maka penulis mengangkat

judul “ Rangkaian Alarm Kebakaran dengan Sensor LDR ”. Pratikum dan penulis mengharapkan dengan adanya alat ini bisa mempermudah pekerjaan manusia dengan memanfaatkan cahaya sebagai sensornya.

1.2 Batasan Masalah

Pada alarm kebakaran ini, dimana LDR dapat mendeteksi asap dan LDR memicu untuk sistem alarm kebakaran. Sehingga kebakaran bisa diketahui sejak dini.

1.3 Rumusan Masalah

Dalam praktik perancangan dan pembuatan rangkaian ini, pratikum mendapat tugas membuat rangkaian sensor cahaya menggunakan LDR. Dimana rangakaian tersebut harus dapat dipahami cara kerjanya oleh

pratikum.

4

1.4 Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan rangkaian ini adalah: 1. Untuk mengetahui cara kerja sensor cahaya LDR dalam sebuah rangkaian

alarm kebakaran. 2. Agar bisa mengaplikasikan gambar rangkaian ke dalam bentuk layout di

papan PCB. 3. Mempelajari cara pembuatan rangkaian sensor cahaya secara sederhana.

1.5 Manfaat Makalah

Manfaat penulisan laporan akhir ini adalah:

1. Mampu membuat rangkaian sensor dengan LDR sebagai sensornya. 2. Memahami sistem kerja rangkaian yang memakai sensor khususnya sensor

cahaya yang dipraktikan penulis.

3. Membantu dan mempermudah kerja manusia dalam memanfaatkan cahaya sebagai sensornya beserta bisa mencegah kebakaran sejak dini.

1.6 Metode Penyusunan

1.6.1 Metode Literatur Dalam penyusunan laporan ini, kelompok kami mengumpulkan data dan referensi yang mendukung laporan ini dari berbagai sumber, baik

dari perpustakaan maupun internet.

1.6.2 Metode Try and Error Percobaan yang dilakukan bertujuan untuk mempraktikan, mengecek, dan mengetahui berhasil atau tidak berhasil percobaan yang telah

dibuat.

1.6.3 Metode Perencanaan dan Perancangan Rangkaian Sebelum melakukan praktikum ini, kelompok kami terlebih dahulu melakukan perencanaan, penyediaan, serta perlengkapan peralatan-

peralatan dan komponen-komponen lain yang dibutuhkan dalam pembuatan rangkaian sensor ini, kemudian praktikum baru bisa

merancang rangkaian dengan baik.

1.6.4 Metode Pengujian

Pengujian hasil rancangan rangkaian dilakukan setelah semua alat dirangkai di papan PCB, setelah semuanya dirangkai dengan benar

maka kelompok kami melakukan pengujian hidup atau tidaknya alat yang dibuat.

5

BAB II PEMBAHASAN TEORI DAN PEMBAHASAN

A. Landasan teori Semakin modern sebuah zaman maka semakin banyak manusia

yang mengembangkan iptek untuk mempermudah pekerjaannya seperti

membuat dan memakai rangkaian sensor baik cahaya maupun suhu yang telah

dirancang tergantung dengan keinginan manusia itu sendiri sehingga dapat

melakukan fungsi- fungsi kontrol. Dalam tugas pertama rangkaian elektronika,

penulis melakukan pratikum rangkaian alarm kebakaran memakai LDR

sebagai sensornya serta komponen-komponen pendukungnya.

2.A.1 LDR

Komponen yang dapat menerima ini merupakan komponen yang peka

cahaya yang dapat berupa LDR. Komponen ini akan berjalan apabila

berada ditempat akan menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Semakin kecil

intesitas cahaya yang diterima maka sinyal pulsa listrik akan baik jika

cahaya yang diterima intensitasnya besar maka LDR sinyal pulsa yang

dihasilkan akan tidak ada. Oleh karena itu sinyal yang diterima

intensitasnya sangat besar harus dikurangi. Fotoresistor atau Light

Dependent Resistor (LDR) yang berubah resistansinya ketika dikenai

cahaya.

2.1.2 Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk

memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik. Dalam rangkaian

listrik dibutuhkan resistor dengan spesifikasi tertentu, seperti besar

hambatan, arus maksimum yang boleh dilewatkan dan karakteristik

hambatan terhadap suhu dan panas. Resistor memberikan hambatan

6

agar komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan arus yang

besar, serta dapat digunakan sebagai pembagi tegangan.

Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki

tembaga di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran

membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali

besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter. Kode

warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA

(Electronic Industries Association) seperti yang ditunjukkan pada tabel

berikut. Waktu penulis masuk pendaftaran kuliah elektro, ada satu test

yang harus dipenuhi yaitu diharuskan tidak buta warna. Belakangan

baru diketahui bahwa mahasiswa elektro wajib untuk bisa membaca

warna gelang resistor (mungkin).

2.1.3 Potensiometer

Potensiometer merupakan resistor variable yang sering dipakai sebagai

penbagi tegangan.Potensiometer terbuat dari suatu lapisan karbon

tipis.Potensiometer yang digunakan pada rangkaian kelompok kami

adalah jenis potensiometer putar.

Potensiometer putar memiliki jalur karbon yang berbentuk

melingkar,dimana wiper akan bergeser seiring dengan diputarnya

tangkai (shaff) potensiometer.PAda umumnya ,jalur karbon pada

potensimeter putarmemiliki kelengkungan sudut sebesar 270o.Pot-pot

putar banyak digunakan aplikasi pengaturan volume suara pada

perangkat-perangkat audiom dan juga mengontrol tingkat terang-gelap

7

atau kecerahan atau brightness lampu,kecepatan putaran motor,dan

berbagai penerapan lainnya.

2.1.4 Dioda

Dioda adalah komponen semiconductor yang paling sederhana, ia

terdiri atas dua elektroda yaitu katoda dan anoda.

Ujung badan dioda biasanya diberi bertanda, berupa gelang atau berupa

titik, yang menandakan letak katoda.

Dioda hanya bisa dialiri arus DC searah saja, pada arah sebaliknya arus

DC tidak akan mengalir. Apabila dioda silicon dialiri arus AC ialah

arus listrik dari PLN, maka yang mangalir hanya satu arah saja

sehingga arus output dioda berupa arus DC.

Bila anoda diberi potensial positif dan katoda negatif, dikatakan dioda

diberi forward bias dan bila sebaliknya, dikatakan dioda diberi reverse

bias. Pada forward bias, perbedaan voltage antara katoda dan anoda

disebut threshold voltage atau knee voltage. Besar voltage ini

tergantung dari jenis diodanya, bisa 0.2V, 0.6V dan sebagainya.

Bila dioda diberi reverse bias (yang beda voltagenya tergantung dari

tegangan catu) tegangan tersebut disebut tegangan terbalik. Tegangan

terbalik ini tidak boleh melampaui harga tertentu, harga ini disebut

breakdown voltage, misalnya dioda type 1N4001 sebasar 50V.

Dioda jenis germanium misalnya type 1N4148 atau 1N60 bila diberikan

forward bisa dapat meneruskan getaran frekuensi radio dan bila forward

bias dihilangkan, akan memblok getaran frekuensi radio tersebut.

Adanya sifat ini, dioda jenis tersebut digunakan untuk switch.

8

2.1.5 Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat,

sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi

tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat

berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya

(BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik

yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor

(E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya

Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih

besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus

output Kolektor.

2.1.6 IC 7805

sebuah keluarga IC regulator tegangan linier monolitik bernilai tetap.

Keluarga 78xx adalah pilihan utama bagi banyak sirkuit elektronika

yang memerlukan catu daya teregulasi karena mudah digunakan dan

harganya relatif murah. Untuk spesifikasi IC individual, xx digantikan

dengan angka dua digit yang mengindikasikan tegangan keluaran yang

didesain, contohnya 7805 mempunyai keluaran 5 volt dan 7812

memberikan 12 volt. Keluarga 78xx adalah regulator tegangan positif,

yaitu regulator yang didesain untuk memberikan tegangan keluaran

yang relatif positif terhadap ground bersama. Keluarga 79xx adalah

peranti komplementer yang didesain untuk catu negatif. IC 78xx dan

9

79xx dapat digunakan bersamaan untuk memberikan regulasi tegangan

terhadap pencatu daya split.

2.1.7 UM66 dan TDA2002

IC UM66 dan IC TDA2002 fungsinya adalah sebagai pembuat sinyal

yang akan membuat suara buzzer akan lebih besar suaranya dan

berbunyi berirama.

B. Perancanangan Rangkaian

Perancangan rangkaian merupakan tahapan paling penting dalam

praktik kali ini. Perancangan ini meliputi spesifikasi komponen yang terdapat

pada rangkaian. Hal ini bertujuan untuk meminimalisir kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi . Tujuan dari perancangan untuk menghasilkan suatu

alat yang sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Karena banyaknya pembahasan pada alat ini dan telah disebutkan pada pembatasan masalah di bab I maka pada bab ini kelompok kami hanya akan membahas secara khusus

mengenai penggunaan komponen LDR Sebagai sensor dalam rangkaian ini.

B.1 Perancangan Elektronik B.1.1 Gambar Rangkaian

Langkah awal dalam perancangan alat ini adalah membuat

rangkaian sensornya atau bisa dicari di internet. Penganalisaan, yaitu hubungan antara komponen-komponen dalam rangkaian

tersebut.

10

B.1.2 Komponen-komponen pada Rangkaian

Adapun komponen-komponen yang digunakan pada rangkaian sensor fotodioda berikut :

L1 = lampu pijar 9V K1 = Buzer / Loud Speaker R1 = Resistor 2,2K Ohm

R2 = Resistor 220 Ohm R3 = Potensio meter 100K Ohm

R4 = Potensio meter 100K Ohm\ R = LDR C1 = Capacitor 470 mikro Farad

C2 = Capacitor 1000 mikro Farad Q1 = Switch Transistor type BC 107

IC 1 = IC regulator 7805 IC 2 = UM66 IC 3 = TDA2002

D1&D2 = Dioda type 1N4007

C. Analisa, Hasil dan Pembahasan

Tugas pertama pratikum rangkaian elektronika ini hanya terdiri dari perangkat keras (Hardware) yang terdiri dari rangkaian power supply dan rangkaian sensor LDR untuk alarm kebakaran.

C.1 Hasil

Berdasarkan perancangan perangkat keras pada Bab III maka dihasilkan suatu alat berupa rangkaian sensor yang berbasis LDR.

C.2 Cara Kerja Rangkaian L1 adalah Lampu pijar 9 V sedang R5 adalah LDR , fungsi dua

komponen diatas adalah sebagai sensor , bila diaktifkan alat ini menggunakan batery 9 V maka lampu akan menerangi LDR dengan kuantitas sinar maksimal sehingga LDR menjadi seperti switch terbuka

(OFF) namun bila terhalangi sinarnya oleh asap maka LDR akan menjadi

11

switch tertutup (ON) yang menyebabkan sirene mendapat supply

tegangan dan walhasil akhirnya sirene berbunyi membuat alarm kebakaran sederhana.

Bagian Volume sirine menggunakan IC TDA 2002 dan ada potensiometer sehingga kita bisa menyesuaikan volume dari sirenenya, sedangkan IC UM66 adalah untuk tone sirenenya , dia dapat supply 5 V

dari IC 7805 sedangkan transistor BC 107 adalah switching atau saklar yang berfungsi bila sensor aktif maka dia akan menyalakan perangkat

lainnya

C.3 Analisa

Menurut kelompok kami, untuk alarm kebakaran sederhana ini menggunakan siste kendali tertutup. Kenapa demikian? Karena sensor

LDR selalu melakukan looping untuk mendeteksi asap. Jika terjadi terdapat asap sensor LDR akan memicu buzzer yang ada dalam rangkaian tersebut.

Luaran Masukan Kontroler Sensor LDR

(Plant)

Umpan

Balik

12

BAB III PENUTUP KESIMPULAN DAN SARAN

3.1 Kesimpulan

Sebenarnya membuat alarm kebakaran sederhana yang murah sudah cukup

banyak di jual di pasaran biasanya berupa elektrik cara kerja alarm kebakaran

sederhana sebenarnya sama yaitu sensor mendeteksi potensi pemicu

kebakaran kemudian itu diterjemahkan dalam bentuk sinyal baik audio yang

berupa suara sirene atau visual berupa lampu sehingga kita sebagai user

mengetahui ada potensi kebakaran dan bisa mencegah kerugian lebih besar

lagi.

3.2 Saran

- Hati – hati ketika membuat instrument dari alarm kebakaran sederhana.

Selalu lihat dan samakan dengan desaign rangkaian yg sudah dibikin

- Jangan salah memilih dan membeli ukuran dari komponen.

13

DAFTAR PUSTAKA

Alarm Kebakaran dengan Sensor LDR | Belajar Elektronika .[Online].Tersedia:

http://belajar-elektronika.com/rangkaian-elektronika-aplikatif/alarm-kebakaran-

dengan-sensor-ldr/ [2012,maret ]

Alarm Kebakaran .[Online].Tersedia: http://1alarmkebakaran.com/ [ 2012,maret ]

Sensor cahaya (LDR) << Backbonesdyas’s Blog .[Online]. Tersedia :

http://backbonedyas.wordpress.com/2009/04/11/sensor-cahaya-ldr/ [2012,maret]