Elektonika industri: TUGAS 7- POLICE LIGHT CIRCUIT DESIGN USING IC NE555

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Police lights menggunakan IC NE555

1.1 Tujuan dan Fungsi

1.2 Komponen Komponen Elektronika

1.3 Dasar Teori

2. Rangkaian Aplikasi

1. Police lights menggunakan IC NE555 [kembali]

1.1 Tujuan dan Fungsi [kembali]

Rangkaian police lights merupakan lampu yang berkedip secara bergantian dengan frekuensi waktu tertentu. Rangkaian Police Lights yang dibuat dalam project kali ini secara khusus memiliki fungsi:

-untuk mensimulasikan cara kerja dari nyala lampu mobil polisi yang berkedip secara bergantian tersebut.

-Sebagai salah satu jenis aplikasi dari penerapan komponen elektronika IC Timer 555 dalam kehidupan sehari-hari.

1.2 Komponen-Komponen Elektronika [kembali]

1. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Besaran resistansi suatu resistor dibaca dari posisi cincin yang paling depan ke arah cincin toleransi. Biasanya posisi cincin toleransi ini berada pada badan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan posisi cincin yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut.

Kalau kita telah bisa menentukan mana cincin yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya. Jumlah cincin yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Cincin pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan cincin terakhir adalah faktor pengalinya.

2. Kapasitor Terpolarisasi

Kapasitor terpolarisasi adalah yang memiliki polaritas positif dan negatif tertentu.

3. Timer NE555

Kaki 1 (GND) : Terminal Ground atau Terminal Negatif sumber tegangan DC.

Kaki 2 (TRIG) : Terminal Trigger (Pemicu), digunakan untuk memicu Output menjadi “High”, kondisi High akan terjadi apabila level tegangan pada kaki Trigger ini berubah dari High menuju ke <1/3Vcc (Lebih kecil dari 1/3Vcc).

Kaki 3 (OUT) : Terminal Output (Keluaran) yang memiliki 2 keadaan yaitu “Tinggi/HIgh” dan “Rendah/Low”.

Kaki 4 (RESET) : Terminal Reset. Apabila kaki 4 digroundkan, Output IC akan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi OFF. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi ON, Kaki 4 biasanya diberikan sinyal “High”.

Kaki 5 (CONT) : Terminal Control Voltage (Pengatur Tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. Secara default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.

Kaki 6 (THRES) : Terminal Threshold, digunakan untuk membuat Output menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau Kaki Threshold ini berubah dari Low menuju > 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc).

Kaki 7 (DISCH) : Terminal Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 adalah “High”.Kaki Discharge ini biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan dari IC555.

Kaki 8 (Vcc) : Terminal Positif sumber tegangan DC (sekitar 4,5V atau 16V).

4. Dioda

Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

5. Transistor Bipolar

Transistor adalah piranti aktif di mana outputnya adalah merupakan hasil perubahan dari imputnya. Dengan membandingkannya, maka akan di peroleh faktor penguat. Dengan basis bersama ( CB ) , dengan potensial UcB untuk dua jenis transistor PNP dan NPN. Untuk jenis PNP emiter positif terhadap basis sedangkan kolektornya negatif. Begitu pun sebaliknya dengan jenis NPN, emiter negatif dan kolektornya positif.

6. LED

LED adalah sumber cahaya semi konduktor yang memancarkan cahaya saat arus mengalir melaluinya. Elektron dalam semikonduktor bergabung kembali dengan lubang elektron, melepaskan energi dalam bentuk foton. Warna cahaya (sesuai dengan energi foton) ditentukan oleh energi yang dibutuhkan elektron untuk melintas celah pita semikonduktor. Cahaya putih diperoleh dengan menggunakan beberapa semikonduktor atau lapisan fosfor pemancar cahaya pada perangkat semikonduktor.

7. Switch

Switch merupakan komponen listrik yang dapat mematahkan sirkuit listrik, mengganggu arus atau mengalihkan dari satu konduktor yang lain. Mekanisme switch dapat dioperasikan secara langsung oleh operator manusia untuk mengontrol sirkuit (misalnya, tombol lampu atau tombol keyboard), dapat dioperasikan oleh benda bergerak seperti saklar pintu yang dioperasikan atau dapat dioperasikan oleh beberapa elemen penginderaan untuk tekanan, suhu atau aliran.

8. Osiloskop

Osiloskop merupakan salah satu alat ukur yang sangat bermanfaat dalam menguji dan mengukur suatu rangkaian Elektronika. Dengan Osiloskop, kita dapat melihat bentuk-bentuk gelombang pada rangkaian Elektronika baik yang berbentuk gelombang Sinus maupun bentuk-bentuk gelombang lainnya.

1.3 Dasar Teori [kembali]

Pada Era Revolusi Industri 4.0. ini, Indonesia dituntut untuk mengembangkan segala sesuatunya yang menyangkut kebutuhan untuk memenuhi jalannya kehidupan dengan berbasis teknologi . Hal ini tentunya tidak terlepas dari pengaruh dunia industri yang juga dituntut harus mampu mengelola segala sistem didalamnya dengan didominasi teknologi berbasis komputer dan internet, dibandingkan dengan basis tenaga manusia. Sehingga untuk bisa bertahan dalam era yang dijalani saat ini, kemampuan serta keterampilan untuk menciptakan segala sesuatunya dengan basis teknologi komputer dirasa penting dilakukan. Misalnya saja segala penciptaan alat yang dibuat dengan menerapkan kegunaan dari sebuah software komputer untuk bisa mendesain berbagai desain elektronika yang nantinya akan dikelola menjadi suatu produk elektronik siap pakai dalam dunia industri.

Rangkaian police lights merupakan lampu yang berkedip secara bergantian dengan frekuensi waktu tertentu. Rangkaian Police Lights yang dibuat dalam project kali ini secara khusus memiliki fungsi untuk mensimulasikan cara kerja dari nyala lampu mobil polisi yang berkedip secara bergantian tersebut. Selain itu, jenis Rangkaian Police Lights ini juga merupakan salah satu bentuk aplikasi dari penerapan komponen elektronika IC Timer 555 dalam kehidupan sehari-hari.

LED

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna)

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.

Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.

2. Rangkaian Simulasi [kembali]

2.1 Prinsip Kerja [kembali]

Keseluruhan dari fungsi komponen bekerja menjadi satu kesatuan yang saling terhubung dalam Rangkaian Police Lights. Seperti yang diketahui bahwa komponen utama untuk jenis rangkaian ini yaitu beberapa LED yang menjadi sumber cahaya sekaligus sebagai lampu indikator kerja rangkaian, dengan dilengkapi sebuah baterai 9V yang menjadi sumber tegangan dalam rangkaian. Dimana apabila LED tersebut dihubungkan langsung dengan sumber tegangan maka LED akan mudah rusak. Oleh karena itu, dalam rangkaian tersebut terdapat beberapa resistor dengan berbagai jenis resistansinya yang menghubungkan antara baterai sebagai sumber tegangan dengan LED. Hal ini bertujuan agar resistor tersebut dapat menahan arus yang berasal dari baterai. Sehingga ketika arus mengalir melewati LED, tegangannya akan disesuaikan dengan kapasitas yang dimiliki oleh LED itu sendiri.

Kemudian pada rangkaian ini terdapat kapasitor elektrolit ini berfungsi untuk menyimpan arus yang akan digunakan. Pemasangan kapasitor elektronik sangat memperhatikan kutub positif dengan kutub negatif, karena apabila terjadi kesalahan dalam pemasangan, maka kapasitor akan meledak. Adapun pada rangkaian juga ada diode zener sebagai pembatas tegangan dengan sistem kerja menyaring sinyal DC baterai sehingga diode zener ini dapat menjaga kestabilan tegangan output yang mengalir pada Rangkaian Police Lights ini. Dimana diode dipasang pada posisi forward bias yang berarti bagian anodanya dihubungkan dengan katoda lainnya, dan bagian katodanya dihubungkan dengan bagian anoda lainnya juga. Adapun pemasangan diode disini tidak boleh terbalik, karena apabila terbalik maka diode akan kehilangan fungsinya dan tidak dapat menghantarkan arus listrik.

Pada rangkaian ini terdapat dua jenis transistor, yakni transistor NPN dengan transistor PNP. Adapun secara umum fungsi transistor ini adalah sebagai penguat tegangan dan arus dalam rangkaian. Dimana transistor NPN ini mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor. Lalu emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberkan arus positif pada basisnya. Sebaliknya transistor PNP ini mengalirkan arus negtif dari emitor menuju ke kolektor. Dimana emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberkan arus positif pada basisnya. Kemudian terdapat sebuah switch yang berfungsi untuk memutus atau menghubungkn arus listrik dalam Rangkaian Police Lights ini. Dan tentunya yang terakhir rangkaian ini dilengkapi dengan NE555 yang berfungsi sebagai IC timer tegangan input dan output terhadap keseluruhan rangkaian. Dimana pemasangan IC Timer NE555 yang menggunakan socket disini bertujuan agar ketika terjadi kerusakan pada IC Timer NE55, maka kerusakan tersebut tidak akan menyebar langsung keseluruh rangkaian.

2.2 Gambar Rangkaian [kembali]