Gerbang Tol

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat Dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Prosedur Percobaan

5. Prinsip Kerja Rangkaian

6. Vidio Rangkaian

7. Download FIle

 

1. Tujuan[Kembali]

• Memahami penggunaan aplikasi flip-flop
• menguasai rangkaian dengan memanfaatkan pengaplikasian flip-flop

2. Alat Dan Bahan[Kembali]

 

 Alat

A. Suplay

 

B. Voltmeter

 

 3. Ground

 

2. Bahan

A.  IR sensor

B. Touch Sensor

 

 

 

 

 

c. Resistor

 

d. LED

  

e. CMOS 4027

f. Gerbang OR

 

 g. Gerbang NOR

 

 

h. Gerbang XOR

i. Transistor BC 547

 

j. Motor

 k.  Logicstate

sebagai masukan logika berupa logika 1 atau o

 

 

 

 

L. AND

 

 

3. Dasar Teori[Kembali]

 

A. IR Sensor

Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier). Bentuk dan Konfigurasi Pin IR Detector Photomodules TSOP.

Konfigurasi pin infra red (IR) receiver atau penerima infra merah tipe TSOP adalah output (Out), Vs (VCC +5 volt DC), dan Ground (GND). Sensor penerima inframerah TSOP ( TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules ) memiliki fitur-fitur utama yaitu fotodiode dan penguat dalam satu chip, keluaran aktif rendah, konsumsi daya rendah, dan mendukung logika TTL dan CMOS. Detektor infra merah atau sensor inframerah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) adalah penerima inframerah yang telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz, sehingga penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 dan 1. Jika detektor inframerah (TSOP) menerima frekuensi carrier tersebut, maka pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut, maka keluaran detektor inframerah (TSOP) akan berlogika 1.

2. SISTEM SENSOR INFRAMERAH

Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem. Pemancar pada sistem ini tediri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

B. Touch Sensor

 Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.

Jenis-jenis Sensor Sentuh

Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Capacitive Sensor bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.

Sensor Kapasitif

Sensor sentuh Kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer pada saat ini, hal ini dikarenakan Sensor Kapasitif lebih kuat, tahan lama dan mudah digunakan serta harga yang relatif lebih murah dari sensor resistif. Ponsel-ponsel pintar saat ini telah banyak yang menggunakan teknologi ini karena juga menghasilkan respon yang lebih akurat.

Berbeda dengan Sensor Resistif yang menggunakan tekanan tertentu untuk merasakan perubahan pada permukaan layar, Sensor Kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Layar sentuh sensor kapasitif ini terbuat dari bahan konduktif (biasanya Indium Tin Oxide atau disingkat dengan ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus ataupun sarung khusus yang memiliki sifat konduktif.

Pada saat jari menyentuh layar, akan terjadi perubahaan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh processor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Jadi perlu diperhatikan bahwa sentuhan kita tidak akan di respon oleh layar sensor kapasitif ini apabila kita menggunakan bahan-bahan non-konduktif sebagai perantara jari tangan dan layar sentuh tersebut.

Sensor Resistif

Tidak seperti sensor sentuh kapasitif, sensor sentuh resistif ini tidak tergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas pelat logam. Sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif ini dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan.

Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau celah yang sangat kecil. Dua lapisan konduktif (lapisan atas dan lapisan bawah) ini pada dasarnya terbuat dari sebuah film. Film-film umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga transparan (bening).

Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah sakelar, pada saat film lapisan atas mendapatkan tekanan tertentu baik dengan jari maupun stylus, maka film lapisan atas akan bersentuhan dengan film lapisan bawah sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu layar tersebut dan memberikan signal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.

C. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm. Berikut cara membaca resistor

Kode Warna Resistor

 1. Resistor dengan 4 cincin kode warna

        Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor           pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

    2. Resistor dengan 5 cincin kode warna

         Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan           faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

    3. Resistor dengan 6 cincin warna

        Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam       menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur              maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut

Kode Huruf Resistor

 Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :

•     R, berarti x1 (Ohm)

•     K, berarti x1000 (KOhm)

•     M, berarti x 1000000 (MOhm)

         Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :

•     F, untuk toleransi 1%

•     G, untuk toleransi 2%

•     J, untuk toleransi 5%

•     K, untuk toleransi 10%

•     M, untuk toleransi 20%

D. LED

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).

E. CMOS 4027

CD4027 adalah dual in-line JK flip flop IC. Artinya memiliki dua sandal jepit JK di dalamnya dan masing-masing dapat digunakan secara individual berdasarkan aplikasi kami. Istilah sandal jepit JK muncul setelah penemunya Jack Kilby. Sandal jepit JK dianggap sebagai sandal jepit yang paling efisien dan dapat digunakan untuk aplikasi tertentu sendiri. Sandal jepit juga disebut sebagai perangkat kait yang berarti dapat mengingat satu bit data dan kait output berdasarkannya, karena properti ini mereka biasanya digunakan sebagai register shift, register kontrol, register penyimpanan atau di mana pun memori kecil diperlukan. Lebih dari satu Flip Flop dapat digunakan secara seri untuk bertindak sebagai EEPROM untuk menyimpan sejumlah kecil data. Sandal jepit JK dinilai lebih cocok untuk aplikasi praktis karena tabel kebenarannya yaitu output sandal jepit akan stabil untuk semua jenis input.

IC didukung oleh +5V biasanya tegangan input dan output minimum dan maksimum untuk pin input (J,K) dan pin output (Q, Q bar) dibahas dalam spesifikasi di atas. Sirkuit di bawah ini menunjukkan koneksi sampel khas untuk sandal jepit JK. Pin J dan K adalah pin input untuk Flip-Flop dan pin bar Q dan Q adalah pin output. Perhatikan bahwa pin input ditarik ke bawah ke tanah melalui resistor 1k atau kurang, dengan cara ini kita dapat menghindari pin dalam kondisi mengambang. Itu adalah pin akan ditahan untuk tanah ketika tombol tidak ditekan dan ketika tombol ditekan pin akan ditahan untuk memasok tegangan.

F. Gerbang OR

Bila dilihat dari rangkaian dasarnya maka didapat tabel kebenaran seperti di atas. Pada gerbang logika OR ini bisa dikatakan bahwa jika salah satu atau lebih input bernilai 1 maka output akan bernilai 1 . Nilai output bernilai 0 hanya pada jika nilai semua input bernilai 0.

G. Gerbang NOR

Gerbang NOR (NOT OR) memiliki dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Untuk memperoleh keluaran tinggi, semua masukan harus berkeadaan rendah. Artinya NOR hanya mengenal masukan yang semua bitnya nol (rendah).

Gambar di bawah menunjukkan struktur logika dari sebuah gerbang NOR, yang merupakan gabungan dari sebuah gerbang OR dengan sebuah inverter. Dengan susunan gerbang tersebut, keluarannya adalah NOT dari hasil operasi OR pada masukan-masukannya. Semula gerbang ini dinamakan gerbang NOT-OR tetapi dapat disingkat menjadi gerbang NOR.

 H. Gerbang XOR

  Gerbang logika OR-eksklusif disebut juga sebagai gerbang “setiap tetapi tidak semua”. Istilah OR-eksklusif sering kali disingkat sebagai XOR. Simbol standard gerbang logika XOR adalag seperti tampak pada gambar di samping.

Tabel kebenaran untuk fungsi XOR diberikan pada tabel 1, dari tabel tersebut terlihat bahwa tabel tersebut sama seperti tabel kebenaran gerbang OR, kecuali bila semua masukan adalah tinggi (1), gerbang XOR akan membangkitkan keluaran rendah (0).

Gerbang XOR hanya akan terbuka bila muncul satuan bilangan ganjil pada masukan. Baris 2 dan 3 dari tabel kebenaran mempunyai satuan bilangan ganjil, oleh karena itu keluaran akan terbuka dengan level logika tinggi (1). Baris 1 dan 4 dari tabel kebenaran tersebut berisi satuan bilangan genap (0 dan 2), oleh karena itu gerbang XOR tidak terbuka dan akan muncul logika rendah (0) pada keluaran.

I. Transistor BCS47

RANSISTOR BC547

Sebuah transistor BC547 adalah negatif-positif-negatif (NPN) transistor yang digunakan untuk berbagai tujuan. Bersama dengan komponen elektronik lainnya, seperti resistor, kumparan, dan kapasitor, dapat digunakan sebagai komponen aktif untuk switch dan amplifier. Seperti semua transistor NPN lain, jenis ini memiliki terminal emitor, basis atau terminal kontrol, dan terminal kolektor. Dalam konfigurasi biasa, arus mengalir dari dasar ke emitor mengontrol arus kolektor. Sebuah garis vertikal pendek, yang merupakan dasar, dapat menunjukkan transistor skema untuk transistor NPN, dan emitor, yang merupakan garis diagonal yang menghubungkan ke dasar, adalah sebuah panah menunjuk jauh dari dasar.

Ada berbagai jenis transistor, dan BC547 adalah bipolar junction transistor (BJT). Ada juga transistor yang memiliki satu persimpangan, seperti persimpangan efek medan transistor, atau tidak ada sambungan sama sekali, seperti oksida logam transistor efek medan (MOSFET). Selama desain dan pembuatan transistor, karakteristik dapat ditentukan sebelumnya dan dicapai. Negatif (N)-jenis bahan dalam sebuah transistor NPN memiliki kelebihan elektron, sedangkan bahan positif (P)-jenis memiliki kekurangan elektron, baik karena proses kontaminasi yang disebut doping.

The BC547 transistor datang dalam satu paket. Ketika beberapa ditempatkan dalam satu paket, biasanya disebut sebagai array transistor. Array umum digunakan dalam switching digital. Delapan transistor dapat ditempatkan dalam satu paket untuk membuat tata letak lebih mudah, misalnya. Untuk menggunakan transistor sebagai preamplifier audio, arus (DC) sumber langsung yang dibutuhkan, seperti 12-volt (V) power supply. Dalam konfigurasi emitor umum, sisi negatif dari catu daya arus bolak-balik (AC) digabungkan ke emitor melalui sebuah kapasitor. Ada juga resistensi kecil menghubungkan catu daya ke emitor. Catu daya ini kemudian terhubung ke kolektor melalui resistor, yang dapat disebut sebagai resistor pembatas. Ketika arus kolektor-ke-emitor saat ini, akan ada penurunan tegangan pada resistor membatasi, dan dalam keadaan idle, tegangan kolektor biasanya 6 V.

Desain sirkuit transistor memerlukan pemahaman menyeluruh dari penilaian arus-tegangan dari berbagai komponen, seperti transistor dan resistor. Salah satu tujuannya adalah untuk menjaga komponen dari terbakar, sementara yang lain adalah untuk membuat pekerjaan sirkuit. Hemat listrik juga penting, seperti dalam kasus perangkat yang dioperasikan dengan baterai.

J. Motor listrik

Motor Listrik adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion) dengan menggunakan arus searah(DC).Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

 k. Gerbang AND

Gerbang AND kadang-kadang disebut "gerbang semua atau tidak" Perhatikan gambar dibawah yang memperlihatkan tentang dasar gerbang AND yang menggunakan saklar sederhana.

Simbol gerbang AND standar kita gunakan pada relay saklar, rangkaian pneumatik, dioda diskrit, dan transistor atau IC. Ini merupakan simbol yang harus anda hafal dan karena digunakan hingga sekarang untuk gerbang AND.

Istilah "Logika" biasanya digunakan untuk menyatakan suatu proses pengambilan keputusan. Maka suatu gerbang logika merupakan suatu rangkaian yang dapat memutuskan untuk berkata ya atau tidak pada keluaran berdasarkan masukan.

Gerbang AND akan berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1, namun bila salah satu atau semua keluarannya berlogika 0 maka keluarannya berlogika 0.

Tabel diatas disebut tabel kebenaran untuk gerbang AND memberikan semua kemungkinan kombinasi masukan dari masukan A dan B. Tabel kebenaran mendefinisikan dengan sangat tepat operasi gerbang AND.

Ekspressi Boolean merupakan suatu bahasa universal yang digunakan oleh ahli rekayasa dan teknisi daam elektronika digital. Perhatikan tabel dibawah

Perlu dicatat bahwa suatu perkalian titik digunakan untuk menyimbolkan fungsi AND dalam teori Boolean. Pada tabel diatas menggambarkan empat cara yang seringkali digunakan untuk menyatakan peng-AND-an masukan A dan B. Semua metode ini digunakan secara luas dan harus dipelajari oleh setiap orang yang bekerja di bidang elektronika digital.

L. Logicstate

sebagai masukan digital berupa nilai 0 atau 1, yang dimana apabila logika 0 paka tegangnya 0 v, dan apabila logika 1 tegangnya 5v

  

 

 

 4. Prosedur percobaan[Kembali]

1. persiapkan alat dan bahan
2. perhatikan datasheet pada setiap komponen rangkain
3. rangkailah  komponen-komponen yang ada sesuai dengan datasheetnya
4. pastikan rangkaian berjalan dengan kondisi yang diinginkan

5. Prinsip Kerja Rangkaian[Kembali]

 

Prinsip Kerja

apabila tidak ada kendaraan yang terdeteksi oleh sensor infrared, dan tidak ada reson yang terdeteksi oleh sensor sentuh, maka sensor kedua sensor infrared akan mengeluarkan output berlogika 0 yang akan dihubungkan dengan gerbang nor yang memiliki 3 input yang mana karna ke tiga input bernilai 0 maka gerbnag nor akan mengeleluarkan input positif, yang mana akan menghidupkan led berwarna hijau sebagai tanda bahwa tidak ada kendaraan yang ada di gerbang tersebut.

apabila sensor infared pada gerbang masuk mendeteksi adanya kendaraan, maka sensor tersebut akan berlogika satu dan mengeluarkan output logika satu, yang mana dihubungkan ke gerbang Xor karna gerbang XOR berlogika positif pada salah satu kakinya, maka gerbnag tersebut akan mengeluarkan logika satu pada inputnya dan akan mengaktifkan led merah sebagai perintah untuk berhenti.

apabila kendaraan tersebut sudah terdeteksi oleh sensor infrared gerbang masuk dan pada sensor touch sudah disentuh atau sudah ada respon, maka sensor touch akan berlogika satu yang mana akan mengeluarkan output berlogika satu, yang mana output sensor touch tersebut dihubungkan ke gerbang and dan clock dari j-k flip flop, pada gerbang and akan mengeluarkan logika satu pada output karna setiap inputnya berlogika satu sehingga lampu hijau menyala sebagai indikator boleh untuk jalan. dan pada clock dari j-k flip flop maka outputnya akan merubah arah dari motor sebagai mekanisme penggerak dari gerbang, dan gerbang pun terbuka. 

dan saat kendaraan keluar dari gerbang, dan sensor infared gerbang masuk dan touch sensor tidak lagi aktif, maka sensor infrared gerbang keluar akan mendeteksi kendaraan yang keluar dari gerbang, apabila kendaraan tersebut melewati sensor maka sensor akan berlogika satu dan akan mengeluarkan output logika satu yang mana output tersebut dihubungkan ke gerbang Xor dan clock dari j-k flip flop, pada gerbang xor karna salah satu inputnya berlogika satu maka akan mengeluarkan input logika satu dan menyalakan led merah sebagai indikator untuk berhenti karna gerbnag kan menutup, pada clock dari j-k flip flop akan mengubah masukan dari rangkaian mekanisme, sehingga motor akan berputar dan menutup gerbang.

6. Vidio Rangkaian[Kembali]

 

 

7. Download File[Kembali]

rangkaian 

Vidio Simulasi

Library Infrared

LIbrary touch

datasheet touch 

datasheet infared

Datasheet OR

Datasheet NOR

Datasheet XNOR

 

Datasheet AND

Datasheet resistor

datasheet transistor

 

datasheet cmos 4027

 

datasheet Led 

 

HTML