4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. SENSORPengertian sensor secara umum adalah alat yang digunakan untuk

mendeteksi dan mengukur magnitudo sesuatu. Dapat didefinisikan sensor

merupakan jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah variasi

mekanis, magnetis, panas, cahaya dan kimia menjadi tegangan dan arus

listrik. (Agung P. Nitiando. 1991 : 18)

Sensor dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu :

a. Sensor Fisika

Sensor fisika mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum-

hukum fisika. Contoh sensor fisika adalah sensor cahaya, sensor suara,

sensor kecepatan, sensor percepatan, dan sensor suhu.

b. Sensor Kimia

Sensor kimia mendeteksi jumlah suatu zat kimia

dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik.

Biasanya melibatkan beberapa reaksi kimia. Contoh sensor kimia

adalah sensor pH dan sensor gas.

2.1.1 Sensor Suhu LM35

Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal

Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek

atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan

sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan

temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu

IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan

tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan

sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam

beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM35 merupakan chip IC dengan

5

kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35

adalah kemasan TO-92 seperti terlihat pada gambar dibawah.

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada

dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5

volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC

pada Vout dan pin untuk Ground.

2.1.1.1 Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :

Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara

tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi

langsung dalam celcius.

Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25

ºC seperti terlihat pada gambar.

Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai

+150 ºC.

Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. Memiliki

pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1

ºC pada udara diam.

Gambar 2.1. Contoh sensor suhu

6

Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban

1 mA.

Memiliki ketidak linieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam

perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu

LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang

tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol

khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor

suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor

suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan

akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan

sebagai berikut : Vout LM35 = Temperature º x 10 mV

Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut:

LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature -55ºC

hingga +150ºC.

LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC

hingga +110ºC.

LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga

+100ºC. LM35

2.1.1.2 Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :

Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC

Low self-heating, sebesar 0.08 ºC

Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V

Tidak memerlukan pengkondisian sinyal

2.1.2 Sensor Cahaya LDR

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis

resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami

perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya

LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang

7

diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang

berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium

sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah

menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada

tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR

mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor

konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti

pemasangan resistor biasa. Simbol LDR dapat dilihat seperti pada gambar berikut.

2.1.2.1 Aplikasi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai :

Sensor pada rangkaian saklar cahaya Sensor pada lampu otomatis

Sensor pada alarm brankas Sensor pada tracker cahaya matahari

Sensor pada kontrol arah solar cell

Sensor pada robot line follower

Dan masih banyak lagi aplikasi rangkaian elektronika yang menggunakan

LDR (Light Dependent Resistor) sebagai sensor cahaya.

2.1.2.2 Karakteristik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah suatu bentuk

komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya

tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu

Laju Recovery dan Respon Spektral sebagai berikut :

Gambar 2.2. Simbol Dan Fisik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

8

a. Laju Recovery Sensor Cahaya LDR (Light Dependent

Resistor)

Bila sebuah “Sensor Cahaya LDR (Light Dependent

Resistor)” dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya

tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati

bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah

resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Na-mun LDR

tersebut hanya akan bisa menca-pai harga di kegelapan setelah

mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery meru-pakan suatu

ukuran praktis dan suatu ke-naikan nilai resistansi dalam waktu

tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus

harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama

mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih

tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke

tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk

mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.

b. Respon Spektral Sensor Cahaya LDR (Light Dependent

Resistor)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak

mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang

cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa

digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga,

aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut

tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan

karena mempunyai daya hantaryang baik (TEDC,1998)

2.1.1.3 Prinsip Kerja Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Resistansi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) akan

berubah seiring den-gan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya

atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR seki-tar

10MΩ dan dalam keadaan terang sebe-sar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat

9

dari ba-han semikonduktor seperti kadmium sul-fida. Dengan bahan ini

energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak mua-tan yang

dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah men-

galami penurunan.

2.1.3 Sensor Air

Sensor yang digunakan pada yang rangkaian ini merupakan sensor

yang dibuat dari potongan PCB yang disolder sedemikian rupa eperti pada

gambar diatas dimana terdapat dua buah jalur tembaga. Jalur yang satu

merupakan jalur yang berhubungan dengan kaki port IC ATMEGA 8.

Sedangkan jalur yang satu lagi dihubungkan dengan ground. Ketika ada

hujan maka sensor hujan ini akan basah sehingga menyebabkan antara

jalur yang ke ground dengan jalur yang kekaki port akan terhubung

singkat sehingga ketika sensor hujan basah maka kaki port mendapatkan

logika 0.

2.2.Integrated Circuit (IC)IC sebenarnya adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas

menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat

diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu

IC yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen. (Sumber:

Sunarto. 1998).

Gambar 2.3. Rangkaian Sensor Hujan

Gambar 2.4. Rangkaian Elektrik Sensor Hujan

10

2.2.1. IC LM7805

IC LM7805 merupakan komponen yang digunakan untuk

meregulasi tegangan untuk memperoleh keluaran sebesar ± 5 volt. IC

ini memiliki 3 buah kaki yaitu kaki input, common, dan output.

Dalam alat pendeteksi kebocoran elpiji dalam ruangan, IC

LM7805 ini akan dipasang pada rangkaian catu daya. Keluaran

tegangan dari IC ini akan digunakan untuk suplai rangkaian sensor dan

rangkaian pembanding.

2.2.2. IC ATmega 8535

Mikrokontroller merupakan contoh suatu sistem komputer

sederhana yang masuk dalam kategori embedded komputer. Di dalam

sebuah mikrokontroller terdapat komponen-komponen seperti:

processor, memory, clock, peripheral I/O, dll. Mikrokontroller memiliki

kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan

instruksi (program) yang dibuat oleh programmer. Mikrokontroller

adalah piranti elektronik yang dikemas dalam bentuk sebuah IC

(Integrated Circuit) tunggal, sebagai bagian utama dan beberapa

peripheral lain yang harus ditambahkan, seperti kristal dan kapasitor. 

Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga

semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian

besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus instruksi clock. Bandingkan

dengan instruksi keluarga MCS-51 (arsitektur CISC) yang

membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set

Computing sedangkan CISC adalah Complex Instruction Set

Computing.

Gambar 2.5. IC LM7805

11

AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga

AT90Sxx, keluarga ATmega, dan keluarga AT86RFxx. Dari kesemua

kelas yang membedakan satu sama lain adalah ukuran onboard memori,

on-board peripheral dan fungsinya. Dipilih Atmega8535 karena populasi

yang banyak, sehingga ketersediaan komponen dan referensi penunjang

lebih terjamin.

Tabel 2.1 Perbandingan Spesifikasi dan Fitur keluarga AVR

Keterangan: 

• Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program

hasil perencanaan, yang harus dijalankan oleh mikrokontroler

• RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk

penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running

• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah

memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang

running

• Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran

ataupun masukan bagi program

• Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung

waktu/pulsa

12

• UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi

data khusus secara serial asynchronous

• PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa

• ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal

analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital

dalam range tertentu

• SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara

serial secara serial synchronous

• ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk

dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan

jumlah pin yang minimal.

2.2.2.1. Arsitektur ATmega8535 

Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan

Port D

ADC 10 bit sebanyak 8 Channel 

Tiga buah timer / counter 

32 register 

Watchdog Timer dengan oscilator internal 

SRAM sebanyak 512 byte 

Memori Flash sebesar 8 kb 

Sumber Interrupt internal dan eksternal 

Port SPI (Serial Peripheral Interface) 

EEPROM on board sebanyak 512 byte 

Komparator analog 

Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver

Transmitter)

13

2.2.2.2. Fitur ATmega8535

Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal

16 MHz. 

Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM

sebesar 512 byte. 

ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel 

Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2.5

Mbps 

Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik 

2.2.2.3. Konfigurasi pin ATmega8535

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan

catudaya 

GND merupakan pin Ground 

Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC 

Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai

fungsi khusus yaitu Timer/Counter, komparator Analog dan SPI 

Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai

fungsi khusus, yaitu komparator analog dan Timer Oscillator 

Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus

yaitu komparator analog dan interrupt eksternal serta komunikasi

serial 

RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset

mikrokontroler 

XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal 

AVCC merupakan pin masukan untuk suplai tegangan ADC 

AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC

14

2.2.2.4. Peta Memory ATmega8535

ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan

memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian

yaitu : 32 buah register umum, 64 buah register I.O, dan 512 byte SRAM

internal. Register untuk keperluan umum menempati space data pada

alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus

untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64

alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut

merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi

terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register,

timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat

memori secara lengkap dapat dilihat pada tabel dibawah. Alamat memori

berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60

sampai dengan $25F.

Gambar 2.6. Pin-out ATmega8535

15

Peta Memori Data ATmega8535

Memori program yang terletak pada Flash Perom tersusun dalam word

atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR

ATmega8535 memiliki 4KByte x 16 Bit Flash Perom dengan alamat mulai dari

$000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter (PC) sehingga

mampu mengalamati isi Flash.

Gambar 2.6 Pin-out ATmega8535

Gambar 2.7. Peta memory ATmega8535

Gambar 2.8. Memory Program ATmega8535

16

Memori Program AVR ATmega8535

Selain itu AVR ATmega8535 juga memilki memori data berupa EEPROM

8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.

Status Register

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi

yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari

inti CPU mikrokontroler.

Status Register ATmega8535

Penjelasan

• Bit7 >>> I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk mengenable semua

jenis interupsi. 

• Bit6 >>> T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T

sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register

GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T

dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register GPR dengan menggunakan

instruksi BLD. 

• Bi5 >>> H (Half Cary Flag) 

• Bit4 >>> S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan

flag V (komplemen dua overflow). 

• Bit3 >>> V (Two's Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk

mendukung operasi matematis. 

• Bit2 >>> N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi

matematis menghasilkan bilangan negatif. 

• Bit1 >>> Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi Set apabila hasil operasi matematis

menghasilkan bilangan 0. 

• Bit0 >>> C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi

menghasilkan carry. 

Gambar 2.9. Status Register ATmega8535

17

2.2.2.5. SISTEM MINIMUM ATmega8535

Sistem minimum (minsys) mikrokontroler adalah rangkaian

elektronik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC

mikrokontroler. Rangkaian ini kemudian bisa dihubungkan dengan

rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu. 

Sistem Minimum Atmega8535

Untuk membuat rangkaian minimum ATmega8535 diperlukan beberapa

komponen yaitu:

• IC mikrokontroler ATmega8535

• 1 XTAL 4 MHz atau 8 MHz atau 11.0592 MHz (XTAL1)

• 3 kapasitor kertas yaitu dua 22 pF (C2 dan C3) serta 100 nF (C4)

• 1 kapasitor elektrolit 4.7 uF (C12) 2 resistor yaitu 100 ohm (R1) dan

10 Kohm (R3)

• 1 tombol reset pushbutton (PB1)

Selain itu tentunya diperlukan power suply yang bisa memberikan

tegangan 5V DC. Rangkaian sistem minimum ini sudah siap untuk

menerima sinyal analog (fasilitas ADC) di port A. 

Gambar 2.9. Sistem Minimum ATmega8535

18

2.3. LCD (Liquid Crystal Display)Dislay LCD sebuah liquid crystal atau perangkat elektronik yang dapat

digunakan untuk menampikan angka atau teks. Ada dua jenis utama layar

LCD yang dapat menampilkan numerik (digunakan dalam jam tangan,

kalkulator,dan lain-lain) dan menampilkan teks alfanumerik (sering digunakan

dalam mesin fotokopi dan telepon genggam). Dalam menampilkan numerik

ini, kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam menampilkan alfanumerik

Kristal hanya diatur ke dalam pola titik. Setiap Kristal memiliki sambungan

listrik individu sehingga dapat dikontrol secara independen. Ketika Kristal off

yakni tidak ada arus yang melalui Kristal, cahaya Kristal terlihat sama dengan

bahan latar belakangnya, sehingga Kristal tidak dapat terlihat. Namun, ketika

arus listrik melalui Kristal, itu akan merubah bentuk dan menyerap lebih

banyak cahaya. Hal ini membuat Kristal lebih gelap dari pengihatan mata

manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari latar belakang.

2.4. RESISTORResistor adalah salah satu komponen elektronika yang dapat

menghasilkan hambatan. Resistor dapat digunakan sebagai pembatas arus,

pembagi arus maupun sebagai pembagi tegangan dalam sebuah rangkaian

elektronika.

Dalam suatu rangkaian elektronika, resistor sering ditulis dengan

kode “R”. Resistor mempunyai satuan Ohm ( Ω ) yang menunjukkan besar

kecilnya hambatan yang dihasilkan dan satuan watt untuk menunjukkan

rating daya maksimum yang boleh digunakan tanpa menimbulkan panas

yang berlebihan. (Faris. 2008: 10)

Resistor terdiri dari dua jenis, yaitu :

1. Resistor Tetap

Resistor tetap adalah resistor yang besar hambatannya

tidak dapat diatur. Resistor tetap sesuai dengan bahannya yaitu :

a. Resistor kawat logam, tahanan dari kawat logam yang

digulung pada permukaan pipa tabung kaca.

19

b. Resistor karbon / arang, resistor ini paling banyak

digunakan pada rangkaian elektronika.

Gambar 2.10. Simbol resistor tetap

2. Resistor Variabel

Resistor variabel adalah resistor yang nilai hambatannya dapat

diatur.

Gambar 2.11. Simbol resistor variable

2.4.1. Gelang Warna Resistor

Nilai hambatan dari suatu resistor dapat diketahui dengan

membaca kode warna, yaitu nilai hambatan yang ditunjukkan oleh gelang

warna yang melingkar pada badan resistor.

20

Tabel 2.2. Kode warna gelang-gelang resistor

Gelang Pertama Kedua Ketiga Keempat

Warna Angka Angka Faktor Toleransi

Hitam

Cokelat

Merah

Jingga

Kuning

Hijau

Biru

Ungu

Abu-abu

Putih

Emas

Perak

Tanpa lingkaran

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0

1

2

3

4

5

6

7

8

x 100

x 101

x 102

x 103

x 104

x 105

x 106

x 107

x 108

x 109

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Dalam pembacaan gelang-gelang tersebut dilakukan mulai dari ujung

menuju ke tengah-tengah resistor atau dari gelang petama menuju ke gelang

keempat.

21

Con

toh:

Gambar 2.13. Contoh perhitungan gelang resistor

2.4.2. Resistor dalam Hubungan Seri

Untuk memperbesar resistor yang dipergunakan, maka dua

22

buah resistor atau lebih disambung secara seri. Rangkaian resistor

yang dihubungkan secara seri dapat dilihat pada gambar 9.

Gambar 2.14. Resistor hubungan seri

Adapun rumus resistor yang dihubungkan seri adalah sebagai

berikut :

2.4.3. Resistor dalam Hubungan Paralel

Jika ingin memperkecil resistor yang dibutuhkan, maka

resistor itu dihubungkan secara paralel. Rangkaian resistor yang

terhubung secara paralel dapat dilihat pada gambar 10.

Gambar 2.15. Resistor hubungan paralel

Adapun rumus untuk resistor yang dihubungkan paralel adalah

sebagai berikut :

2.5. DIODADioda dibuat dari dua jenis bahan-bahan semikonduktor, bahan P

(positif) dan bahan N (negatif). Bahan P dinamakan anoda (A) dan bahan N

dinamakan katoda (K). (Daryanto. 2004: 70)

23

Gambar 2.16. Simbol dioda

Pada rangkaian elektronik dioda umumnya dipakai sebagai

penyearah gelombang yaitu, proses pengubahan arus bolak-balik menjadi

arus searah. (Frank D. Petruzella. 2001: 233). Penyearah dibagi dua yaitu

penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh.

2.5.1. Penyearah Setengah Gelombang

Penyearah setengah gelombang ini, selama setengah siklus

positif gelombang ac input, sisi anoda dari dioda adalah positif.

Dioda kemudian diberi bias maju,memungkinkan dioda

menghantarkan arus mengalir pada beban. Sebab dioda bertindak

sebagai saklar tertutup selama waktu tersebut, siklus setengah

positif dibangkitkan pada beban. Selama setengah siklus

negatif gelombang ac input, sisi anoda dari dioda adalah negatif.

Dioda kemudian diberi bias mundur, akibatnya tidak ada arus

yang mengalir melaluinya. Dioda bertindak sebagai saklar terbuka

selama waktu tersebut, sehingga tidak ada tegangan yang

dihasilkan pada beban. (Frank D. Petruzella. 2001: 233)

Gambar 2.17. Rangkaian penyearah setengah gelombang satu fase

2.5.2. Penyearah Gelombang Penuh (Model Jembatan)

Penyerah gelombang penuh ini, selama setengah siklus

positif, anoda D1 dan D2 adalah positif (bias maju). Sedangkan

anoda D3 dan D4 adalah negatif (bias mundur). Elektron mengalir

dari sisi negatif dari lin, melalui D1 ke beban kemudian melalui D2

24

dan kembali pada sisi lin yang lain. Selama setengah siklus

berikutnya, polaritas tegangan lin ac berubah. Sebagai akibatnya

dioda D3 dan D4 diberikan bias maju. Elektron sekarang mengalir

dari sisi negatif lin melalui D3 ke beban dan melalui D4 dan

kembali ke sisi lin yang lain. (Frank D. Pretuzella. 2001: 235)

Gambar 2.18. Penyearah gelombang penuh (model jembatan)

2.6. TRANSISTORTransistor adalah komponen semi konduktor yang mempunyai tiga

kaki sehingga daya dapat diperkuat. Fungsi transistor sebagai penguat atau

amplifier dari sinyal listrik, tahanan variabel atau sebagai saklar. (Frank D.

Pretuzela, 2001:

Transistor yang akan digunakan dalam rangkaian pendeteksi

kebocoran gas elpiji adalah transistor sambungan bipolar atau bipolar-

junction transistor (BJT), transistor jenis ini memiliki dua variabel yaitu tipe

NPN dan PNP.

Transistor merupakan salah satu komponen aktif, yang dapat

difungsikan sebagai sistem digital yang bekerja dalam satu daerah keadaan,

yaitu on dan off. Syarat transistor dapat difungsikan sebagai saklar adalah

harus tegangan antara kolektor-emitor dapat mendekati nol saat transistor

dalam keadaan jenuh dan keadaan tersumbat.

Sebuah transistor dapat digunakan sebagai saklar yang dapat

mengontrol beban dengan kemampuan melewatkan arus cukup besar

tergantung pada jenis transistor yang digunakan. Prinsip pengoperasian

18

25

transistor sebagai saklar dengan mengoperasikan dalam 2 keadaan, yaitu pada

keadaan jenuh dan keadaan mati. (Ganti Depari. 2000).

2.7. TRANSFORMATORTransformator merupakan komponen yang dapat digunakan untuk

pemindah daya. Transformator mempunyai dua buah lilitan, yaitu lilitan

primer dan lilitan sekunder yang dililitkan pada suatu inti dan saling

terisolasi antara yang satu dengan yang lain. Besar tegangan yang muncul

pada lilitan sekunder dan lilitan primer ditentukan oleh jumlah lilitan

yang terdapat pada bagian sekunder maupun primer. Simbol transformator

diperlihatkan dalam gambar 16.

Gambar 2.19. Simbol transformator

Kapasitor (C) merupakan komponen elektronika yang berfungsi

menyimpan tegangan. Kapasitor terdiri dari dua plat logam yang

berhadapan satu sama lain yang dipisahkan olah bahan isolasi. (Taslim

Rudatin. 1990: 23)

Kapasitor memiliki kemampuan untuk menyimpan tenaga listrik

yang sering disebut kapasitas kapasitor. Besar nilai kapasitas kapasitor

mempengaruhi proses pengisian dan pengosongan. Semakin besar nilai

kapasitas kapasitor, semakin lama waktu pengosongan, jadi semakin rata

tegangan yang dihasilkan.

202

26

Gambar 2.20. Simbol kapasitor

2.8. MOTOR DC (FAN)Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan

medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Bagian utama motor DC adalah

statos dan rotor dimana kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian

yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang

berputar). Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang

bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.

Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang

menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan.

Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker

dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan

magnet.

2.8.1. Prinsip Dasar Cara Kerja Motor DC

Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di

sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus

pada konduktor. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi

konduktor dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.21. Bagian-bagian Motor DC

27

Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah

garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan

dengan jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan

menunjukkan arah garis fluks. Gambar diatas menunjukkan medan magnet yang

terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U. Medan magnet

hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor

tersebut.

Jika konduktor berbentuk U (angker dinamo) diletakkan di antara kutub

uatara dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan

medan magnet kutub. Gambar Reaksi Garis Fluks.

Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang dilengkungkan

(looped conductor). Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui

ujung B. Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah medan pada

kutub dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan

berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor B

yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan

menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha

Gambar 2.22. Gambar Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor

Gambar 2.23. Gambar Reaksi Garis Fluks

28

untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut. Gaya-gaya

tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam.

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum :

Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran /

loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan

mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutar

kumparan.

Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan

tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh

susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Pada motor dc, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan

menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah

tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun

sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan

magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi,

sekaligus sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan energi, daerah

tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini : Gambar Prinsip Kerja Motor

DC.

Gambar 2.24. Gambar Prinsip Kerja Motor DC

29

Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara

sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang

disebabkan reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang

dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran pada motor.

2.8.2. Prinsip Arah Putaran Motor

Untuk menentukan arah putaran motor digunakan kaedah

Flamming tangan kiri. Kutub-kutub magnet akan menghasilkan medan

magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan. Jika medan magnet

memotong sebuah kawat penghantar yang dialiri arus searah dengan empat

jari, maka akan timbul gerak searah ibu jari. Gaya ini disebut gaya

Lorentz, yang besarnya sama dengan F.

Prinsip motor : aliran arus di dalam penghantar yang berada di

dalam pengaruh medan magnet akan menghasilkan gerakan. Besarnya

gaya pada penghantar akan bertambah besar jika arus yang melalui

penghantar bertambah besar.