Alat Pengontrol Efisiensi Panel Surya

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Link Download

 

 

1. TUJUAN (BACK)

1. Meningkatkan efisiensi panel surya untuk mengoptimalkan produksi energi.

2. Mengembangkan sistem otomatis dan efisien untuk mengatur posisi panel.

3. Peningkatan produktivitas energi surya dan penghematan biaya.

4. Memperpanjang umur panel surya dengan menghindari kerusakan akibat panas berlebihan.

5. Meningkatkan keandalan dan daya tahan sistem pengendalian.

2. ALAT DAN BAHAN (BACK)

a. ) DC Voltmeter

b. )  Motor DC 

c. )  Relay

 

spesifikasi Relay:

d. )  Resistor

e. ) Op - Amp

f. ) Transistor Bipolar

g)Gerbang Inverter/not

h. ) Sensor LDR

i) SENSOR SUHU KYT81

Spesifikasi sensor:

j) SENSOR FLEX

k )  DIODA

l) Potensiometer

m) Encoder IC 74147

n) . Gerbang Logika AND (IC 7408)

o) IC 74LS48

p) IC 74LS139

q) IC74HC147

r) IC74151

s)  Logicstate

 

t) Vibration Sensor

3. DASAR TEORI (BACK)

a. ) DC Generator 

Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu: 

Konstruksi Generator DC

Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar 1 menunjukkan gambar potongan melintang konstruksi generator DC.

Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor.

Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodic / berkala. Komutator harus dibersihkan dari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

Prinsip kerja Generator DC

Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara:

1. dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik.
2. dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC.

Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.

Gambar 2. Pembangkitan Tegangan Induksi.

Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti Gambar 2 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar. Sedangkan posisi jangkar pada Gambar 2.(b), akan menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.

Gambar 3. Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator.

Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin seret), seperti ditunjukkan Gambar 3.(1), maka dihasilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin Gambar 3.(2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positip.

• Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. Sebuah komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.
• Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).

Jenis-Jenis Generator DC 

Seperti telah disebutkan diawal, bahwa generator DC berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker) dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:

1. Generator penguat terpisah
2. Generator shunt
3. Generator kompon

b. ) Motor DC

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa motor terdiri atas 2 bagian utama yaitu stator dan motor. Pada stator terdapat lilitan (winding) atau magnet permanen, sedangkan rotor adalah bagian yang dialiri dengan sumber arus DC. Arus yang melalui medan magnet inilah yang menyebabkan rotor dapat berputar. Arah gaya elektromagnet yang ditimbulkan akibat medan magnet yang dilalui oleh arus dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.

          

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

• Tegangan dinamo : meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan

• Arus medan : menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

 

Mekanisme Kerja Motor DC

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama

Arus listrik dalam medan magnet akan menimbulkan gaya.

· Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapat gaya pada arah yang berlawanan.

· Pasangan gaya menghasilkan torsi untuk memutar kumparan.

· Motor- motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putar yang lebih seragam dari medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan

Beberapa kerugian penggunaan motor DC:

• Perawatan intensif karena brush atau sikat pada motor DC akan aus.
• Konversi arus AC menjadi arus DC menggunakan konverter memerlukan biaya yang mahal.

Keuntungan penggunaan motor DC:

• Kecepatannya mudah diatur.

Perhitungan pada motor DC :

Daya input      :           Pin= √3 Vrms Irms cosƟ

Daya output    :           Pout= Tout w

w = kecepatan sudut

Tout = torsi output

Efisiensi          :           η (%) = (Pout/Pin) x 100

 

Mengapa terdapat efisiensi pada motor? Karena motor yang digunakan tidak dapat bersifat ideal, artinya pada motor ada kehilangan daya pada setiap prosesnya sehingga daya output akan bernilai lebih kecil daripada daya input. Kehilangan daya ini biasa disebut sebagai rugi-rugi daya dan dapat disebabkan karena mechanical (gesekan dan rotasi) serta electric (hambatan pada belitan).

Simbol motor listrik

c. )  Relay

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh aruslistrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya.Ketika solenoid dialiri aruslistrik, tuasa kantertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklarakan menutup. Pada saat arus ihentikan, gaya magnet akan hilang, tuasakan kembalikeposisi semula dan konta ksaklar kembali terbuka.Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus / tegangan yang besar (misalnyaperalatanlistrik 4 A / AC 220 V) denganmemakaiarus / tegangan yang kecil (misalnya 0.1 A / 12 Volt DC). 

Gambar Bentuk dan Simbol Relay

 

Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay

Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :

1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).

d. ) OP - AMP

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Karakteristik Op-Amp (Operational Amplifier)

Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan Gain dari Op-Amp ini adalah untuk menghindari terjadinya Noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

• Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
• Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
• Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
• Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
• Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Pada dasarnya, kondisi Op-Amp ideal hanya merupakan teoritis dan hampir tidak mungkin dicapai dalam kondisi praktis. Namun produsen perangkat Op-Amp selalu berusaha untuk memproduksi Op-Amp yang mendekati kondisi idealnya ini. Oleh karena itu, sebuah Op-Amp yang baik adalah Op-Amp yang memiliki karakteristik yang hampir mendekati kondisi Op-Amp Ideal.

Bentuk dan Simbol IC Op-Amp

Berikut dibawah ini adalah Simbol dan bentuk IC Op-Amp pada umumnya.

 

e. ) Transistor Bipolar

Transistor bipolar memiliki 2 junction yang dapat disamakan dengan penggabungan 2 buah dioda.

Emiter-Base adalah satu junction dan Base-Kolektor junction lainnya. Seperti pada dioda, arus hanya akan mengalir hanya jika diberi bias positif, yaitu hanya jika tegangan pada material P lebih positif daripada material N (forward bias).

Pada gambar ilustrasi transistor NPN berikut ini, junction base-emiter diberi bias positif sedangkan base-colector mendapat bias negatif (reverse bias).

Arus Elektron Transistor NPN

Karena base-emiter mendapat bias positif maka seperti pada dioda, elektron mengalir dari emiter menuju base. Kolektor pada rangkaian ini lebih positif sebab mendapat tegangan positif. Karena kolektor ini lebih positif, aliran elektron bergerak menuju kutup ini. Misalnya tidak ada kolektor, aliran elektron seluruhnya akan menuju base seperti pada dioda. Tetapi karena lebar base yang sangat tipis, hanya sebagian elektron yang dapat bergabung dengan hole yang ada pada base.

Sebagian besar akan menembus lapisan base menuju kolektor. Inilah alasannya mengapa jika dua dioda digabungkan tidak dapat menjadi sebuah transistor, karena persyaratannya adalah lebar base harus sangat tipis sehingga dapat diterjang oleh elektron. Jika misalnya tegangan base-emitor dibalik (reverse bias), maka tidak akan terjadi aliran elektron dari emitor menuju kolektor.

f)  Logic State

status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

g. ) Resistor

 

Empat buah cincin berwarna dipergunakan untuk mengindikasikan nilai tahanan sebuah resistor tetap. Cincin ini ditempatkan saling berdekatan di salah satu ujung badan resistor. Warna tiap-tiap cincin mempresentasikan sebuah bilangan Disamping empat buah cincin tersebut terdapat lagi sebuah cincin pada bagian ujung resistor yang mempresentasikan toleransi. Berikut adalah cara penghitungan resistor :

Berikut adalah lambang resistor :

 

h) Battery

Spesifikasi battery : 12 V

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel. Kutub yang bertanda positif menandakan bahwa memiliki energi potensial yang lebih tinggi daripada kutub bertanda negatif. Kutub bertanda negatif adalah sumber elektron yang ketika disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi ke peralatan eksternal. Ketika baterai dihubungkan dengan rangkaian eksternal, elektrolit dapat berpindah sebagai ion didalamnya, sehingga terjadi reaksi kimia pada kedua kutubnya. Perpindahan ion dalam baterai akan mengalirkan arus listrik keluar dari baterai sehingga menghasilkan kerja. Meski sebutan baterai secara teknis adalah alat dengan beberapa sel, sel tunggal juga umumnya disebut baterai.

i. ) Sensor LDR

Pengertian LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap. Naik turunnya nilai Hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya. Pada umumnya, Nilai Hambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm (kΩ) pada kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ohm (Ω) pada Kondisi Cahaya Terang. LDR (Light Dependent Resistor) yang merupakan Komponen Elektronika peka cahaya ini sering digunakan atau diaplikasikan dalam Rangkaian Elektronika sebagai sensor pada Lampu Penerang Jalan, Lampu Kamar Tidur, Rangkaian Anti Maling, Shutter Kamera, Alarm dan lain sebagainya. Berikut ini adalah gambar grafik dari sensor LDR. 

Gambar grafik respon sensor LDR

j) Vibration Sensor

Sensor getaran adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik.

 

 

Sensor getaran dibagi menjadi dua macam yaitu :

A. Kontak

Sensor ini disebut juga cassing measurement. Sensor yang digunakan adalah sensor seismic   transduser, yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan percepatan. Untuk mengukur kecepatan menggunakan velocity probe dan velomitor probe, sedangkan untuk mengukur percepatan menggunakan sensor acceleration probe.

a. Velocity probe

1) Pengertian

Ujung sensor ini akan bersentuhan langsung dengan benda yang akan diukur fibrasinya, sensor ini berfungsi untuk mengukur getaran dari suatu alat atau mesin menggunakan kecepatan sebagai parameternya.

Adapun konstruksinya adalah sbb :

1. Massa
2. Kumparan
3. Pegas
4. Magnet permanen
5. Damper Connector
6. Cassing velocity probe

2) Prinsip Kerja

Prinsip kerja velocity probe sesuai dengan hukum fisika yaitu apabila suatu konduktor/kumparan yang dikelilingi oleh medan magnet kemudian koduktor bergerak terhadap medan magnet atau medan magnet bergerak terhadap konduktor maka akan menimbulkan suatu tegangan induksi pada konduktor. Apabila transducer ini ditempatkan pada bagian mesin yang bergetar, maka tranduser inipun akan ikut bergetar, sehingga kumparan yang ada di dalamnya akan bergerak relatif terhadap medan magnet sehingga akan menghasilkan tegangan listrik pada ujung kawat kumparannya. Dengan mengolah sinyal listrik dan transdusernya, maka getaran dapat diukur.

b. Acceleration Probe

1) Pengertian

Termasuk sensor kontak yang berfungsi untuk mengukur getaran dengan mengukur kecepatan dari mesin tersebut

2) Prinsip kerja

Pada acceleration probe terdapat Case insulator yang berkontak langsung dengan mesin yang hendak diperiksa, Case Insulator ini berfungsi sebagai transmitter atau yang menstransmisikan getaran dari mesin menuju piezoelectric sehingga piezoelectric mengalami tekanan yang sebanding dengan getaran yang diterima dari mesin. Getaran mekanis yang menimbulkan gaya akan mengenai bahan piezoelectric tersebut sehingga bahan piezoelectric tersebut menghasilkan muatan listrik. Tetapi arus listrik yang dihasilkan oleh piezoelectric ini sangat kecil, sehingga diperlukan alat lain agar menghasilkan muatan  listrik yang standard. Karena muatan listrik yang ditimbulkan oleh piezoelectrik sangat kecil maka didalamnya dipasang rangkaian electronik/amplifier yang dapat membangkitkan muatan agar muatan listrik yang dihasilkan oleh bahan piezoelectric menjadi lebih besar. Besar muatan listrik yang dihasilkan oleh bahan piezo electric sebesar picocoulombs per g. Sedangkan besarnya sinyal yang dihasilkan setelah didalamnya dipasang penguat, mempunyai sensitivitas 50 mv per g.

3) Kelebihan

• Ukuran sangat kecil dan ringan, sehingga cocok untuk dibawa kemana-mana dan bisa dibawa ke tempat kerja yang sempit
• Sangat sensitive terhadap frekuensi tinggi, karena accelerator probe memiliki range frekuensi yang tinggi sebesar lebih dari 20 KHz
• Dapat digunakan pada temperatur tinggi, yaitu sampai temperature kurang lebih 500 derajat C
• Harganya lebih murah dibanding velocity dan displacement probe

B. Non – Kontak

Sensor non-kontak biasanya disebut Shaft Relative Measurement. Sensor yang digunakan adalah proximity probe ( Eddy current probe ). Untuk proxymity probe, yang diukur adalah perpindahannya. Untuk sensor non-kontak, probe dan mesin atau media tidak bersentuhan langsung. Untuk menggunakan sensor proximity probe ada beberapa syarat yang harus terpenuhi agar dapat menghasilkan pengukuran yang presisi, diantaranya adalah :

• Roundness (kelingkaran) dari mesin yang akan diukur harus bagus untuk menghasilan bacaan yang bagus pula
• Run out

 Spesifikasi sensor getar :

 

Simbol sensor getar :

 

k) Gerbang Inverter

Gerbang NOT atau disebut juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik) adalah jenis gerbang logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu output (keluaran). Dikatakan Inverter (gerbang pembalik) karena gerbang ini akan menghasilkan nilai ouput yang berlawanan dengan nilai inputnya . Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT berikut.

Pada gerbang logika NOT, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah tanda minus (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.

Perhatikan tabel kebenaran gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input (masukan) bernilai logika 1

l)Gerbang Logika AND (IC 7408)

Gerbang AND atau disebut juga "AND GATE" adalah jenis gerbang logika yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang AND berikut.

Pada gerbang logika AND, simbol yang menandakan operasi gerbang logika AND adalah tanda titik (.) atau bisa juga dengan tanpa tanda titik, contohnya seperti Z = X.Y atau Z = XY.

Perhatikan tabel kebenaran gerbang AND. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang AND akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila semua variabel input (masukan) bernilai logika 1" sebalikanya "Gerbang AND akan menghasilkan keluaran logika 0 bila salah satu masukannya merupakan logika 0"

Jenis Gerbang Logika AND

Adapun gerbang logika AND terdiri dari gerbang logika AND 2 input dan 3 input. Untuk memperjelas silahkan perhatikan gambar berikut.

Berdasarkan ekspresi Boolean untuk fungsi logika AND didefinisikan sebagai (.) yang mana merupakan operasi bilangan biner, sehingga gerbang AND dapat diturunkan secara bersama-sama untuk membentuk sejumlah input.

Tetapi mengingat bahwa IC gerbang AND yang tersedia dipasaran hanya terdiri dari input 2, 3, atau 4. maka diperlukan input tambahan , sehingga gerbang AND standar perlu diturunkan bersama sehingga mendapatkan nilai input yang diperlukan, sebagai contoh

Gerbang AND Multi Input

Berdasarkan Gerbang AND 6 input diatas maka ekspresi Boolean yaitu :

Q = (A.B).(C.D).(E.F)

m) Diode

Cara Kerja Dioda:

Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).

a. tanpa tegangan

Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. 

b. kondisi forward bias

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif.

c. kondisi reverse bias

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub.

n) Potensiometer

• 

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.

Struktur Potensiometer beserta Bentuk dan Simbolnya

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
2. Element Resistif
3. Terminal

Jenis-jenis Potensiometer

Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu :

1. Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.
2. Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.
3. Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.

Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer

Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).

Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).

Fungsi-fungsi Potensiometer

Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :

1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
3. Sebagai Pembagi Tegangan
4. Aplikasi Switch TRIAC
5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
6. Sebagai Pengendali Level Sinyal

n)  Thermistor

- Akurasi dan keandalan tinggi

- Koefisien suhu positif

- Stabilitas jangka panjang

- Karakteristik yang hampir linier

o) Sensor FLEX

Sensor flex ialah jenis sensor yang digunakan untuk mengukur jumlah pembelotan selain lenturan. Perancangan sensor ini dapat dilakukan dengan menggunakan bahan seperti plastik dan karbon. Permukaan karbon disusun pada jalur plastik kerana jalur ini dibalikkan maka rintangan sensor akan diubah. Oleh itu, ia juga dinamakan sensor selekoh

Flex Sensor dapat di aplikasikan pada robot, control otomotif, peralatan medis, kontrol industri, peripheral komputer, produk fitness, alat musik, game virtual reality, alat terapi fisik, dan lain-lain.

spesifikasi sensor:

diagram Dimensi sensor:

skema sensor:

Grafik Sensor :

q) IC 74LS48

Merupakan IC BCD to sevent segment decoder yang digunakan untuk tampilan angka decode dalam biner ke desimal

Tabel kebenaran:

r) IC 74LS139

pinout:

spesifikasi:

• Technology Family: LS
• Rating: Catalog
• Supply voltage: 4.75V to 5.5V
• Frequency at nominal voltage: 35 MHz
• Typical propagation delay: 21nS
• Low power consumption: 32mW
• Operating temperature: 0ºC to 70ºC
• ESD protection
• Balanced propagation delays
• Designed specifically for high speed
• IOL (Max): 8mA
• IOH (Max): -0.4mA
• Bits (#): 4
• Channels (#): 2
• Configuration: 2:4
• Product type: Standard

pin konfigurasi:

s) IC74HC147

merupakan sebuah encoder yang merubah desimal ke biner.SN74147 merupakan sebuah pengubah 9-line decimal ke 4-bit kode BCD (Priority Encoding). Encoder ini memiliki sejumlah 9-line input dan 4-line output, salah satu diantara input yang diaktifkan akan menghasilkan kode output BCD 4-bit bergantung input mana yang diaktifkan. MSI 54/74147 memiliki input dan output aktif “rendah” (low) seperti yang diberikan data sheet IC pada tabel : 1. Sebagai contoh, seperti yang diperlihatkan pada gambar : 1a, apabila input-1 yang diaktifkan (aktif low), maka output encoder akan memberikan data-data output : A = “0” (low)  dan B = C = D = “1” (high). Dan apabila input-9 diaktifkan (aktif low), maka output encoder akan memberikan data-data output : A =  D = “0” (low)  dan B = C = “1” (high) dst.  Dan gambar : 6.1b menunjukan hubungan fungsi kaki-kaki dari SN74147.

Tabel kebenaran:

Aplikasi SN74LS147

Apabila dari gambar : 1a, input-input decimal akan ditampilkan kembali dalam bentuk decimal melalui piranti 7-segment, maka hanya ditambahkan beberapa piranti tambahan yakni decoder driver (SN74LS47) ke tampilan 7-segment (jenis common Anoda), namun output LS74LS147 diubah terlebih dahulu melalui pembalik (inverter SN74LS04) agar dapat mensuport piranti SN74LS47 seperti ditunjukkan dalam gambar : 2 berikut ini.

Tabel fungsi:

t) IC74151

merupakan multiplexer dengan 2 output

logic diagram:

Tabel fungsi:

4) Prosedur Percobaan (BACK)

1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan

2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen

3. Cari komponen yang diperlukan di library proteus

4. Rangkailah Rangkaian sesuai dengan gambar dibawah

5. jika ingin mensimulasikan jangan lupa masukkan library sensor yang terdapat pada rangkaian

6. Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup/berputar (motor dc) maka rangkaian bisa digunakan

7. Ketika siang atau sore, maka panel surya akan berputar ke arah barat

8. Ketika malam, panel surya akan berputar ke arah timur

      A. Prinsip Kerja 

 Ketika siang menjelang sore hari, maka sensor LDR akan mendeteksi adanya cahaya sehingga hambatan berkurang yang menyebabkan tegangan di kaki base transistor akan cukup unutk mengaktifkan transistor. Ketika transistor aktif, maka kaki collector dan emitor akan terhubung sehingga adanya tegangan yang mengalir dari supply, menuju relay, menuju collector lalu emittor dan diteruskan ke ground yang menyebabkan relay aktif. ketika relay aktif, maka switch akan bergeser sehingga rangkaian output akan terhuunng yang menyebabkan motor untuk memutar panel ke arah barat hidup.

    Ketika siang hari, maka thermistor  akan mendeteksi suhu yang tinggi sehingga tegangan outputnya cukup tinggi yang menyebabkan yang menyebabkan tegangan di kaki inverting akan lebih tinggi daripada tegangan di kaki non-inverting yang menyebabkan tegangan di kaki base transistor tidak cukup untuk mengaktifkan transistor. 

    Ketika malam hari, thermistor akan mendeteksi suhu rendah sehingga tegangan yang dialirkan ke kaki inverting lebih rendah dari kaki non-inveriting yang menyebabkan tegangan di kaki base transistor akan cukup unutk mengaktifkan transistor. Ketika transistor aktif, maka kaki collector dan emitor akan terhubung sehingga adanya tegangan yang mengalir dari supply, menuju relay, menuju collector lalu emittor dan diteruskan ke ground yang menyebabkan relay aktif. ketika relay aktif, maka switch akan bergeser sehingga rangkaian output akan terhuunng yang menyebabkan motor untuk memutar panel ke arah barat hidup. Ketika transistor aktif, maka kaki collector dan emitor akan terhubung sehingga adanya tegangan yang mengalir dari supply, menuju relay, menuju collector lalu emittor dan diteruskan ke ground yang menyebabkan relay aktif. ketika relay aktif, maka switch akan bergeser sehingga rangkaian output akan terhuunng yang menyebabkan motor untuk memutar panel ke arah barat hidup.

    Ketika angin kencang, pada gurun akan membawa benda padat seperti pasir, maka sensor flex akan bengkok sehingga berlogika 1 dan mengalirkan tegangan yang menyebabkan tegangan di kaki base transistor akan cukup unutk mengaktifkan transistor. Ketika transistor aktif, maka kaki collector dan emitor akan terhubung sehingga adanya tegangan yang mengalir dari supply, menuju relay, menuju collector lalu emittor dan diteruskan ke ground yang menyebabkan relay aktif. ketika relay aktif, maka switch akan bergeser sehingga rangkaian output akan terhubunng yang menyebabkan seven segmen menunjukkan angka 1. Sedangkan, ketika vibration sensor berlogika 1 akibat ada nya badai gurun pada kaki base transistor akan aktif yang menyebabkan switch bergeser sehingga output terhubung yang menyebabkan pembersih panel akan aktif dan seven segmen akan menunjukkan angka 2

B. Video

  5. Link Download (BACK)

• html Download
• video rangkaian disini
• file rangkaian disini 
• Library Proteus Di Sini
• Datasheet Op-Amp klik disini
• Datasheet Transistor NPN klik disini
• Datasheet Dioda klik disini
• Datasheet Resistor klik disini
• Dataheet AND gate klik disini
• Datasheet Relay klik disini
• Datasheet Motor klik disini  
• Datasheet Baterai klik disini
• Datasheet IC74LS139 klik disini
• Datasheet IC74HC147 klik disini
• Datasheet IC74151 klik disini
• Datasheet NOT gate klik disini
• Datasheet IC 74LS48 klik disini
• Datasheet sensor LDR klik disini
• Datasheet Flex Sensor Di Sini
• Data Sheet Thermistor Di Sini
• Datasheet Vibration disini