Pembahasan Soal UAS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Sensor Strain Gauge

2. Sensor Absolute Position Encoder

3. Sensor Photodioda and Phototransistor

4. Sensor Ultraviolet

5. Sensor Accelerometer

1. Sensor Strain Gauge [back]

Prinsip kerja :

Rangkaian Strain gauge tersusun seperti jembatan wheatstone yang terdapat 3 buat resistor dan satu lagi merupakan sebuah potensiometer. Rangkaian ini terhubung ke IC ADC0804 sebagai input analog, IC ADC0804 akan mengubah besaran analog dari pembacaan strain gauge kedalam besaran digital. Nantinya hasil yang telah dikonversi menjadi digital akan dikirimkan ke 2 buah IC 74LS243. IC ini dihubungkan dengan dua buah seven segmen yang satu sebagai puluhan dan yang satu lagi sebagai satuan. Setiap perubahan tekanana akan merubah nilai resistansi, nilai perubahan resistansi pada strain gauge diwakili dengan menggunakan potensiometer, jadi semakin nilai besar perubahan potensio maka nilai yang terbaca pada seven segmen juga akan besar, begitu sebaliknya.

2. Sensor Absolute Position Encoder [back]

Prinsip kerja :

Bagian trigger pada IC 555 memberikan trigger atau perintah dimulai ke ic 555, Vcc pada IC 555 menginputkan tegangan sebesar 5 volt. Terjadi pembagian arus ke R1, C1, dan Motor.

C1 paralel dengan Vcc IC 555 sehingga tegangan di C1 adalah 5 volt, dan diteruskan ke ground. Arus yang masuk ke R1 diteruskan ke potensiometer dan pembagi arus ke R2 dan D1, dan masuk ke C2 yang selanjutnya diteruskan ke ground. Tegangan pada Control Voltage masuk ke C3 yang nilainya  3.33 V karena nilai control voltage biasanya 2/3 V dan arus pada C3 masuk ke motor dan ground.

pin Q yang merupakan output dihubungkan ke R3 dan D2 yang nilainya positif. Tegangan masuk ke motor dari Vcc dan tegangan dari C3 sehingga motor Aktif dan tegangan di motor sama dengan tegangan di Vcc dan C1.

3.Sensor Photodioda and Phototransistor [back]

Prinsip kerja :

Dari rangkaian diatas terdapat 2 op amp yang berguna untuk melakukan penguatan dan feedback pada saat rangkaian dijalankan, saat simulasi dijalankan output yang keluar dari op amap tadi akan bersifat negatif karena masuk nya ke kaki negatif op amp tersebut. Output negatif tadi akan terbaca oleh motor dc dan langsung ada nilai keluarannya. Sedangkan pada voltmeter akan mengukur tegangan dari op amp nya. Jika pada saat torch ldr dijauhkan dari sensor itu maka yang akan terjadi adalah perputaran dari motor dc akan melambat dan mengakibatkan tegangan output akan semakin kecil dan sebaliknya jika torch ldr tersebut didekatkan pada photodioda maka perputaran dari motor dc akan semakin bcepat dan tegangan output yang terbaca pada voltmeter akan semakin besar .

4.Sensor Ultraviolet [back]

a. Susun rangkaian seperti pada gambar

b. Kemudian RUN rangkaian maka LED akan hidup saat gelombang yang terdeteksi diatas 290

Prinsip Kerja:

Saat sensor LDR menangkap adanya gelombang ultraviolet hingga batas tertentu, maka akan ada arus mengalir ke R1, R2 dan base Q2 . Arus yang mengalir ke Q2 mengakibatkan base Q2 akan aktif. Potensiometer digunakan untuk mengatur arus yang masuk ke base Q2. Arus yang melewati R1 akan masuk ke kolektor Q2 maka akan ada arus yang mengalir dari collector ke emitter Q2. Arus dari emitter Q2 akan masuk ke base Q1 dan mengaktifkan base Q1. Arus yang masuk ke R2 akan mengaktifkan LED. Arus dari baterai akan masuk ke R2 dan ikut membantu pengaktifan LED. 

5.Sensor Accelerometer [back]

Prinsip kerja :

 Ketika logic state bernilai satu maka arus akan mengalir menuju resistor dan masuk ke kaki non inverting pada op amp, karena op amp digunakan untuk menaikkan tegangan maka tengangan keluaran akan menjadi lebih besar dan dapat menyalakan buzzer. Buzzer memiliki tegangan kerja sebesar 12V maka tegangan output dari sensor gas harus diperkuat terlebih dahulu sampai minimal 12V agar buzzer bisa bekerja. untuk menguatkan tegangan tersebut maka menggunakan op-amp. op-amp yang digunakan adalah op-amp detektor non inverting sehingga besar tegangan yang keluar adalah 15V. karena tegangan sudah melebihi tegangan kerja buzzer maka buzzer bisa berbunyi. Ketika logicstate bernilai 0 maka arus tidak mengalir dan buzzer pun mati.

Aplikasi UAS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Link Download

SUNTRACKER DENGAN EMPAT LDR DAN MOTOR AC

1. Tujuan [back]

Digunakan untuk mendeteksi posisi matahari. Sesuai arah putaran motor.

2. Alat dan Bahan [back]

1. LDR

2. Resistor

3. Transistor

4. Potensiometer

5. Battery

6. Dioda

7. Relay

8. Sensor PIR

9. Buzzer

3.Dasar Teori [back]

1. LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini.

Pada umumnya prinsip kerja sensor cahaya ldr ini adalah “Semakin tinggi intensitas cahaya (Terang) yang diterima oleh LDR maka semakin rendah pula nilai resistansi/tahanannya, Sebaliknya Semakin rendah intensitas cahaya (Gelap) yang diterima oleh LDR maka semakin tinggi pula nilai resistansi/tahanannya.” 

Grafik sensitifitas sensor

Dari grafik didapatkan kesimpulan bahwa semakin besar cahaya yang masuk maka semakin kecil resistansinya

 Grafik respon spektral sensor

 Dari grafik didapatkan bahwa sensitifitas relatif dari sel photokonduktif tergantung pada panjang gelombang warna cahaya. Setiap tipe bahan photokonduktor memiliki kurva respon spektral yang unik.

Sensor  LDR terbuat dari bahan kadmium sulfida yang merupakan bahan semikonduktor yang nilai tahanan/resistansinya berubah ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima bahan tersebut.

Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :

·                     Tegangan maksimum (DC): 150V

·                     Konsumsi arus maksimum: 100mW

·                     Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ

·                     Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)

·                     Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms

·                     Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

2. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.

3. Transistor

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor Cara kerja transistor NPN adalah jika kaki basis transistor diberi tegangan bias maka arus pda kolektor akan mengalir ke kaki emitor.

4. Potensiometer

Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek.

5. Battery

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

6. Dioda

Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

7. Relay

Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya.

8. Sensor PIR

PIR adalah sensor yang mendeteksi pergerakan. PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia. Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Sensor ini dapat mendeteksi hingga jarak 6 meter.

9. Buzzer

penghasil suara.

4.Percobaan [back]

Prinsip Kerja:

Tegangan mengalir dari sumber tegangan sehingga arus mengalir ke LDR dan relay.

Saat LDR mendeteksi cahaya maka resistansi dari LDR kecil sehingga arus yang masuk di teruskan ke potensiometer dan kemudian mengalir ke resistor dan base dari transistor.

Arus yang mengalir ke relay akan diteruskan ke kaki collecor transistor.

Karena adanya arus di base dan collector maka transistor aktif dan relay berpindah dan aktif.

Sehingga sumber AC dapat memutar motor AC. Begitupun pada LDR lainnya.

Jika LDR tidak mendeteksi adanya cahaya. Maka arus yang mengalir dari sumber akan dialirkan ke LDR dan Relay.

DIkarenakan resistansi LDR sangat besar arus tidak dapat mengalir sehingga tidak ada arus yang masuk ke base transistor.

Arus dari relay yang masuk ke collector, karena tidak ada arus di base menyebabkan transistor tidak Aktif dan relay tidak bisa berpindah dan tidak aktif dan arus diteruskan ke ground.

Sehingga sumber AC tidak bisa memutar motor AC.Begitupun pada LDR lainnya.

Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan. Arus mengalir dari baterai ke resistor R1 dan ke relay, dari R1 arus menuju ke Vcc Sensor PIR, saat sensor PIR mendeteksi pegerakan atau berlogika 1 arus akan mengalir dari Vout ke basis Transistor npn Q1 sehingga  arus pada kolektor yang diterima dari relay dapat mengalir ke emiter transistor npn lalu ke ground sehingga relay on sehingga arus dapat mengalir dari baterai B2 ke buzzer sehingga buzzer berbunyi,  dari buzzer arus mengalir ke ground. jika Sensor tidak terhalang atau berlogika 0 maka relay akan off.

5.Video [back]

6.Link Download [back]

Datasheet LDR - download

Datasheet Sensor PIR - download
Library Sensor PIR - download

Video Simulasi - download
Rangkaian Proteus - download

LDR and Application

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Link Download

Penggerak Motor Otomatis dengan Menggunakan LDR

1. Tujuan [back]

1.      Mengetahui apa itu sensor ldr

2.      Mengetahui prinsip kerja ldr pada rangkaian penggerak motor dc otomatis.

2. Alat dan Bahan [back]
1. LDR

2. Resistor

3. Motor DC

4. Battery

3.Dasar Teori [back]

1.      LDR (Light Dependent Resistor)

merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

Umumnya Sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm pada saat dalam kondisi sedikit cahaya (gelap), dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi terkena banyak cahaya. Tak heran jika komponen elektronika peka cahaya ini banyak diimplementasikan sebagai sensor lampu penerang jalan, lampu kamar tidur, alarm dan lain-lain.

LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF). LDR juga sering digunakan sebagai sensor lampu penerang jalan otomatis, lampu kamar tidur, alarm, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, sutter kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya.

Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.


GRAFIK RESPON SENSOR LDR

Dari Grafik dapat disimpulkan bahwa besarnya hambatan atau resistansi dari sensor ldr dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang diberikan, dan dapat dilihat bahwa semakin besar intensitas cahaya maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan begitu sebaliknya

1.       Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang bersifat resistif, berfungsi untuk membatasi           jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian

2.      Gate not

Gerbang NOT juga sering disebut dengan gerbang inverter. Gerbang ini
merupakan gerbang logika yang paling mudah diingat. Gerbang NOT memiliki
satu buah saluran masukan dan satu buah saluran keluaran. Gerbang NOT akan
selalu menghasilkan nilai logika yang berlawanan dengan kondisi logika pada
saluran masukannya. Bila pada saluran masukannya mendapatkan nilai logika 1,
maka pada saluran keluarannya akan dihasilkan nilai logika 0, dan sebaliknya.
Gambar 3-1 menunjukkan rangkaian diskrit gerbang NOT yang dibangun
menggunakan sebuah transistor dan dua buah resistor.

Bila sakelar masukan A dihubungkan ke logika 1 (+Vcc), maka transistor akan
konduksi sehingga akan ada arus mengalir dari Vcc melalui R2 dan titik C-E
transistor dan selanjutnya menuju ground. Dengan demikian maka pada titik C
akan berada pada kondisi rendah (VC-E). Tetapi bila sakelar masukan A
dihubungkan ke ground, maka transistor berada pada kondisi OFF/terbuka ,
sehingga titik C akan berada pada kondisi tinggi (Vcc).
Sebuah simbol gerbang NOT ditunjukkan pada gambar 3-2, sedangkan tab el
kebenaran untuk fungsi NOT ditunjukkan pada Tabel 3-1.

Persamaan Boolean untuk operasi inverter adalah Y = ?A. Bar di atas A berarti
NOT dan persamaan tersebut dibaca Y = NOT A atau Y = komplemen dari A.

1.      Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Prinsip Kerja Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

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.

1.      Battery

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

4.Percobaan [back]

Saat LDR tidak terkena cahaya

Saat LDR terkena cahaya

Prinsip kerja:

Kondisi LDR tidak terkena cahaya (LDR OFF)

Arus dari battery 12 volt akan masuk ke LDR, gate not, dan R1. Arus di R1 akan diteruskan ke ground. Arus yang masuk pada gate not akan dikeluarkan sebagai dengan nilai berlawanan, sehingga pada rangkai LDR OFF logika input adalah 0 dan logika output adalah 1, sehingga arus masuk ke motor dan cukup untuk memtar motor, selanjutnya arus diteruskan ke ground.

Kondisi LDR terkena cahaya (LDR ON)

Arus dari battery 12 volt masuk ke LDR, gerbang not, dan R1, Arus R1 diteruskan ke ground. Karena R1 dan gerbang not tersusun parallel, maka tegangan pada R1 dan gerbang not sama. Sehingga arus yang masuk ke gerbang not memberikan logika 1 yang kemudian dikeluarkan sebagai logika 0 sehingga arus yang lewat pada motor tidak cukup untuk menggerakkan motor, sehingga motor perlahan berhenti dan arus yang melewati motor diteruskan ke ground.

5.Video [back]

6.Link Download [back]
Datasheet LDR - download
Datasheet Motor Dc - download
Rangkaian Simulasi - download
Video Simulasi - download

Incremental and Absolute Position Encoder

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Link Download

Penggunaan Incremental Encoder untuk Posisi Motor Analog

1. Tujuan [back]
1.  Mengetahui pengertian rotary encoder, incremental dan absolute encoder.
2.   Mengetahui prinsip kerja rotary encoder.
3.    Membuat rangkaian encoder. 

2. Alat dan Bahan [back]

 A. IC 555

 B. Capacitor

 C. Motor

 D. Resistor

 E. Potentiometer

 A. IC NE555

| IC 555 atau biasa disebut pewaktu 555 merupakan sebuah sirkuit atau rangkaian terpadu yang digunakan untuk menghasilkan pewaktuan, gelombang kotak atau multivibrator (sinyal penggetar). IC ini didesain oleh Hans R. Camenzind pada tahun 1970 dan baru diperkenalkan setelah setahun kemudian yakni 1971 oleh Signetics.

Cara Kerja :

·  Bagian trigger, berfungsi untuk memberikan triger atau perintah ke IC 555 sebagai tanda prosestimer dimulai

·  Bagian THReshold, biasanya diberi kapasitor dan resistor variable untuk kecepatan waktu On Off agar dapat diatur sesuai keinginan.

Susunan Dan Fungsi Pin :

1. GND : Ground (0 V)

2.TR : Pulsa negatif pendek pada pin ini akan memberi perintah awal IC bekerja

3. Q : output, keluaran yang akan dihubungkan pada beban. Bernilai positif (+)

4. R : Reset, interval pewaktuan yang dapat disela dengan memberikan pulsa reset 0 V

5.CV : Control Voltage, memungkinkan untuk mengakses pembagi tegangan internal (2/3 Vcc)

6. THR : Threshold menentukan lama pewaktuan

7. DIS : DIscharge, disambungkan ke kapasitor, dan waktu pengosongan  muatan kapasitor menentukan lama inteval pewaktuan

8. V+ : tegangan input positif (+ V) besarnya harus diantara 3-15 V

B. Capacitor

Kapasitor (C = Capacitor) atau juga disebut Kondensator (Condensator) merupakan Komponen Elektronika Pasif yang bisa menyimpan muatan listrik dalam waktu yang sementara dengan satuan kapasitansinya yakni Farad

C. Motor

  Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo),Sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dan poros output motor

D. Resistor

   Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistoryang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω 

E.    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

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

1.                  Penyapu atau disebut juga dengan Wiper

2.                  Element Resistif

3.                  Terminal

Grafik Respon

3.Dasar Teori [back]

Sekilas Rotary Encoder

       Rotary encoder adalah divais elektromekanik yang dapat memonitor gerakan dan posisi. Rotary encoder umumnya menggunakan sensor optik untuk menghasilkan serial pulsa yang dapat diartikan menjadi gerakan, posisi, dan arah. Sehingga posisi sudut suatu poros benda berputar dapat diolah menjadi informasi berupa kode digital oleh rotary encoder untuk diteruskan oleh rangkaian kendali. Rotary encoder umumnya digunakan pada pengendalian robot, motor drive, dsb.

      Rotary encoder tersusun dari suatu piringan tipis yang memiliki lubang-lubang padabagian lingkaran piringan. LED ditempatkan pada salah satu sisi piringan sehingga cahaya akan menuju ke piringan. Di sisi yang lain suatu photo-transistor diletakkan sehingga photo-transistor ini dapat mendeteksi cahaya dari LED yang berseberangan. Piringan tipis tadi dikopel dengan poros motor, atau divais berputar lainnya yang ingin kita ketahui posisinya, sehingga ketika motor berputar piringan juga akan ikut berputar. Apabila posisi piringan mengakibatkan cahaya dari LED dapat mencapai photo-transistor melalui lubang-lubang yang ada, maka photo-transistor akan mengalami saturasi dan akan menghasilkan suatu pulsa gelombang persegi. Gambar 1 menunjukkan bagan skematik sederhana dari rotary encoder. Semakin banyak deretan pulsa yang dihasilkan pada satu putaran menentukan akurasi rotary encoder tersebut, akibatnya semakin banyak jumlah lubang yang dapat dibuat pada piringan menentukan akurasi rotary encoder tersebut.

Rangkaian penghasil pulsa yang digunakan umumnya memiliki output yang berubah dari +5V menjadi 0.5V ketika cahaya diblok oleh piringan dan ketika diteruskan ke photo-transistor. Karena divais ini umumnya bekerja dekat dengan motor DC maka banyak noise yang timbul sehingga biasanya output akan dimasukkan ke low-pass filter dahulu. Apabila low-pass filter digunakan, frekuensi cut-off yang dipakai umumnya ditentukan oleh jumlah slot yang ada pada piringan dan seberapa cepat piringan tersebut berputar, dinyatakan dengan:

 Dimana f_c adalah frekuensi cut-off filter, s_w adalah kecepatan piringan dan n adalah jumlah slot pada piringan.

Incremental Encoder

   Incremental encoder terdiri dari dua track atau single track dan dua sensor yang disebut channel A dan B (Gambar 7). Ketika poros berputar, deretan pulsa akan muncul di masing-masing channel pada frekuensi yang proporsional dengan kecepatan putar sedangkan hubungan fasa antara channel A dan B menghasilkan arah putaran. Dengan menghitung jumlah pulsa yang terjadi terhadap resolusi piringan maka putaran dapat diukur. Untuk mengetahui arah putaran, dengan mengetahui channel mana yang leading terhadap channel satunya dapat kita tentukan arah putaran yang terjadi karena kedua channel tersebut akan selalu berbeda fasa seperempat putaran (quadrature signal). Seringkali terdapat output channel ketiga, disebut INDEX, yang menghasilkan satu pulsa per putaran berguna untuk menghitung jumlah putaran yang terjadi.

Gambar 1. susunan piringan untuk incremental encoder

 Contoh pola diagram keluaran dari suatu incremental encoder ditunjukkan pada Gambar 8. Resolusi keluaran dari sinyal quadrature A dan B dapat dibuat beberapa macam, yaitu 1X, 2X dan 4X. Resolusi 1X hanya memberikan pulsa tunggal untuk setiap siklus salah satu sinya A atau B, sedangkan resolusi 4X memberikan pulsa setiap transisi pada kedua sinyal A dan B menjadi empat kali resolusi 1X. Arah putaran dapat ditentukan melalui level salah satu sinyal selama transisi terhadap sinyal yang kedua. Pada contoh resolusi 1X, A = arah bawah dengan B = 1 menunjukkan arah putaran searah jarum jam, sebaliknya B = arah bawah dengan A = 1 menunjukkan arah berlawanan jarum jam.

Gambar 2. Contoh pola keluaran incremental encoder

Gambar 3. output dan arah putaran pada resolusi yang berbeda-beda

Pada incremental encoder, beberapa cara dapat digunakan untuk menentukan kecepatan yang diamati dari sinyal pulsa yang dihasilkan. Diantaranya adalah menggunakan frequencymeter dan periodimeter.

(1)

Cara yang sederhana untuk menentukan kecepatan dapat dengan frequencymeter, yakni menghitung jumlah pulsa dari encoder, n, pada selang waktu yang tetap, T, yang merupakan periode loop kecepatan (Gambar 10). Apabila α adalah sudut antara pulsa encoder, maka sudut putaran pada suatu periode adalah:

2

(2)

Sehingga kecepatan putar akan kita dapatkan sebagai:

(3)

 Kelemahan yang muncul pada cara ini adalah pada setiap periode sudut α_f yang didapat merupakan kelipatan integer dari α. Ini akan dapat menghasilkan quantification error pada kecepatan yang ingin diukur.

Gambar 4. Sinyal keluaran encoder untuk pengukuran kecepatan dengan frequencymeter

Cara yang lain adalah dengan menggunakan periodimeter. Dengan cara ini kita akan mengukur kecepatan tidak lagi dengan menghitung jumlah pulsa encoder tetapi dengan menghitung clock frekuensi tinggi (HF Clock) untuk sebuah pulsa dari encoder yaitu mengukur periode pulsa dari encoder (Gambar 11). Apabila α_p adalah sudut dari pulsa encoder, t adalah periode dari HF clock, dan n adalah jumlah pulsa HF yang terhitung pada counter. Maka waktu untuk sebuah pulsa encoder, T_p,  adalah:

(4)

Sehingga kecepatan yang akan kita ukur dapat kita peroleh dengan:

(5)

Seperti halnya pada frequencymeter, disini juga muncul quantification error karena waktu T_p akan selalu merupakan perkalian integer dengan t.

Gambar 5. Pengukuran kecepatan dengan menggunakan Periodimeter

Keuntungan Incremental Encoder

1. Baik untuk penghitungan pulsa sederhana atau aplikasi pemantauan frekuensi seperti               kecepatan, arah, dan pemantauan posisi

2. Lebih hemat biaya dan lebih kompleks daripada enkoder mutlak

3.  A, B, Z, dan sinyal terbalik sebagai HTL (Dorong-Tarik) atau TTL (RS422).

4. Setiap pulsa menghitung hingga 16384 PPR yang tersedia 

5. Fungsionalitas penskalaan yang fleksibel.

6. Prinsipnya menggunakan pengukuran magnetik.

            7. Pembuat enkode tambahan memiliki resolusi hingga 50.000 PPR.

Absolute Encoder

ABSOLUTE ROTARY ENCODER

Absolute encoder menggunakan piringan dan sinyal optik yang diatur sedemikian sehingga dapat menghasilkan kode digital untuk menyatakan sejumlah posisi tertentu dari poros yang dihubungkan padanya. Piringan yang digunakan untuk absolut encoder tersusun dari segmen-segmen cincin konsentris yang dimulai dari bagian tengah piringan ke arah tepi luar piringan yang jumlah segmennya selalu dua kali jumlah segmen cincin sebelumnya. Cincin pertama di bagian paling dalam memiliki satu segmen transparan dan satu segmen gelap, cincin kedua memiliki dua segmen transparan dan dua segmen gelap, dan seterusnya hingga cincin terluar. Sebagai contoh apabila absolut encoder memiliki 16 cincin konsentris maka cincin terluarnya akan memiliki 32767 segmen. Gambar 3 menunjukkan pola cincin pada piringan absolut encoder yang memiliki 16 cincin.

 Contoh susunan pola 16 cincin konsentris pada absolut encoder

 Karena setiap cincin pada piringan absolute encoder memiliki jumlah segmen kelipatan dua dari cincin sebelumnya, maka susunan ini akan membentuk suatu sistem biner. Untuk menghasilkan sistem biner pada susunan cincin maka diperlukan pasangan LED dan photo-transistor sebanyak jumlah cincin yang ada pada absolut encoder tersebut.

Contoh piringan dengan 10 cincin dan 10 LED – photo-transistor untuk membentuk sistem biner 10 bit.

 Sistem biner yang untuk menginterpretasi posisi yang diberikan oleh absolute encoder dapat menggunakan kode gray atau kode biner biasa, tergantung dari pola cincin yang digunakan. Untuk lebih jelas, kita lihat contoh absolut encoder yang hanya tersusun dari 4 buah cincin untuk membentuk kode 4 bit. Apabila encoder ini dihubungkan pada poros, maka photo-transistor akan mengeluarkan sinyal persegi sesuai dengan susunan cincin yang digunakan. Gambar 5 dan 6 menunjukkan contoh perbedaan diagram keluaran untuk absolute encoder tipe gray code dan tipe binary code.

Contoh diagram keluaran absolut encoder 4-bit tipe gray code

Dengan absolute encoder 4-bit ini maka kita akan mendapatkan 16 informasi posisi yang berbeda yang masing-masing dinyatakan dengan kode biner atau kode gray tertentu. Tabel 1 menyatakan posisi dan output biner yang bersesuaian untuk absolut encoder 4-bit. Dengan membaca output biner yang dihasilkan maka posisi dari poros yang kita ukur dapat kita ketahui untuk diteruskan ke rangkaian pengendali. Semakin banyak bit yang kita pakai maka posisi yang dapat kita peroleh akan semakin banyak.

Contoh diagram keluaran absolut encoder 4-bit tipe binary code

Output biner dan posisi yang bersesuaian pada absolute encoder 4-bit

Kelebihan Absolute Encoder

1. Mengingat posisinya setelah pemadaman listrik dan menawarkan pemantauan posisi  berkelanjutan.

2. Biasanya memiliki fungsi speed, scaling, preset, dan fieldbus.

3. Memungkinkan Anda untuk menentukan posisi yang tepat dari suatu mesin dan     mengendalikan penyimpanan data elektronik.

4. Beberapa opsi antarmuka: Analog, Ethernet, Fieldbus, Paralel, Serial.

5. Single-turn dan opsi revolusi multi-turn tersedia.

6. Prinsip pengukuran magnetik.

7. Encoder absolut memiliki resolusi hingga 16 bit, atau 65.536 pulsa per revolusi (PPR). 

4.Percobaan [back]

Prinsip Kerja:

Bagian trigger pada IC 555 memberikan trigger atau perintah dimulai ke ic 555, Vcc pada IC 555 menginputkan tegangan sebesar 5 volt. Terjadi pembagian arus ke R1, C1, dan Motor.

C1 paralel dengan Vcc IC 555 sehingga tegangan di C1 adalah 5 volt, dan diteruskan ke ground. Arus yang masuk ke R1 diteruskan ke potensiometer dan pembagi arus ke R2 dan D1, dan masuk ke C2 yang selanjutnya diteruskan ke ground. Tegangan pada Control Voltage masuk ke C3 yang nilainya  3.33 V karena nilai control voltage biasanya 2/3 V dan arus pada C3 masuk ke motor dan ground.

pin Q yang merupakan output dihubungkan ke R3 dan D2 yang nilainya positif. Tegangan masuk ke motor dari Vcc dan tegangan dari C3 sehingga motor Aktif dan tegangan di motor sama dengan tegangan di Vcc dan C1.

5.Video [back]

6.Link Download [back]
Datasheet IC NE555 - download
Rangkaian Proteus - download
Video Simulasi - download
File Html - download