EXPERIMENT

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Judul

Pengaruh IC (Integrated Circuit)Tipe 74LS74 Relay 12 Volt Terhadap Sensitifitas Sensor Getar.

B.       Latar Belakang

 Kebanyakan pengguna sepeda mottor merasa gelisah dengan banyaknya pencurian kendaraan bermotor yang terjadi dimana-mana tanpa adanya pengaman alternatif selain kunci setir yang mudah dibobol oleh pencuri. Hal ini perlu dicari solusi serta antisipasi keamanan dengan memanfaatkan sensor getar yang dihubungkan dengan alarem kotor. Getaran merupakan fenomena yang banyak terjadi di dalam dimensi kehidupan manusia. Getaran suatu obyek dapat memberikan informasi mengenai keadaan yang sedang dan akan terjadi pada obyek tersebut dan pengaruhnya terhadap lingkungan sekitar. Dengan melakukan analisa getaran yang dihasilkan suatu obyek, manusia dapat mengambil langkah-langkah yang tepat untuk melakukan tindakan yang paling tepat.

Berbagai jenis sensor getar telah banyak dikembangkan , baik yang menggunakan komponen IC (Integrated Circuit), transistor maupun menggunakan komponen yang lainnya yang disusun sehingga menjadi sebuah sensor getar. Sensor getar banyak dimanfaatkan sebagai pengaman mobil dan motor. Getaran mengakibatkan sirine atau klakson mobil dan motor berbunyi sehingga dapat memberikan informasi kepada pemilik motor dan mobil mengenai keadaan kendaraannya.

IC (Integrated Circuit),  digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil. Sebelum adanya IC, hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen (individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel, sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis. Ditinjau dari segi bahan baku, IC (Integrated Circuit) dibalut dalam kemasan (packages) tertentu agar dapat terlindungi dari gangguan luar seperti terhadap kelembaban debu dan kontaminasi zat lainnya. Kemasan IC (Integrated Circuit),  dibuat dari bahan ceramic dan plastic, serta didesain untuk mudah dalam pemasangan dan penyambungannya. IC (Integrated Circuit) dapat bekerja dengan diberikan catuan tegangan 5 – 12 volt sesuai dengan tipe IC (Integrated Circuit) nya. Jika diberikan masukan tegangan lebih dari batas yang telah ditentukan maka IC (Integrated Circuit) tersebut dapat dikatakan rusak.

Sensor getar dapat di rangkai sesuai keinginan, sebagai contoh sensor getar dengan memanfaatkan perpaduan IC 74LS74, resistor 10 K Ohm dan 470 Ohm, clock, per, relay, indikator (lad) dan rangkaian sirine atau klakson. Rangkaian inti dalam sensor getar ini adalah IC 74LS74 yang memiliki karakter sensitifitas cukup tinggi terhadap pengaruh yang diberikan pada rangkaian.

C.      Permasalahan

Adapun permasalahan dalam penelitian ini adalah:

1.     Bagaimana merancang dan membangun sebuah Sensor getar yang memiliki sensitifitas tinggi.

2.      Bagaimana melakukan pengujian sensor sehingga diperoleh karakteristik sensor getaran

D.      Tujuan Penelitian

Tujuan dalam penelitian ini adalah :

1.   Merancang sensor getaran dengan menggunakan IC 74LS74 sebagai komponen utama dan relay 12 Volt sebagai saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik .

2.      Melakukan pengujian untuk menentukan karakteristik statis sensor getaran.

E.       Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah

1.   Sebagai sarana mengembangkan ide rangkaian elektronik yang didasarkan atas karakteristik komponen-komponen elektronik.

2.  Sebagai sarana membuat rangkaian sensor getar yang murah dan praktis sehingga mudah untuk di buat sendiri, mengembangkan bentuk-bentuk sensor getar dengan berbagai perpaduan komponen sensitif.

F.       Penegasan Istilah

Untuk mempermudah memahami pengertian dan menghindari kesalahan pemahaman istilah yang tercantum dalam skripsi ini maka, perlu diberikan penegasan istilah sebagai berikut:

1.   IC (Integrated Circuit) merupakan suatu komponen semikonduktor yang di dalamnya terdapat puluhan, ratusan atau ribuan, bahkan lebih komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, diode, dan komponen semikonduktor lainnya. Komponen dalam IC tersebut membentuk suatu rangkaian yang terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil.

2.   Relai adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relai merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya.

3.   Sensitifitas mempunyai arti yang sangat luas, bisa diartikan peka, tanggap, respond. Dalam skripsi ini sensitifitas diartikan dengan perubahan keadaan sifat atau karakter suatu objek ketika memperoleh gangguan dari luar.

G.      Sistematika Skripsi

Penyusunan laporan skripsi dibagi menjadi tiga bagian:

1.        Bagian awal skripsi

Berisi halaman sampul, halaman judul, halaman persetujuan halaman pengesahan, motto, persembahan, kata pengantar, abstrak, daftar isi, daftar tabel, dan daftar gambar serta daftar lampiran.

2.        Bagian isi skripsi terdiri dari :

Bab I             :   Pendahluan

Meliputi latar belakang, permasalahan, tujuan penelitian, manfaat penelitian, penegasan istilah dan sistematika penulisan skripsi.

Bab II           :   Kajian Pustaka dan Hipotesis

Berisi Profil IC (Integrated Circuit)  74LS74, Profil Relay 12 volt, skema rangkaian sensor getar, skema catu daya, hipotesis penelitian.

Bab III          :   Metode Penelitian

Meliputi tempat dan waktu penelitian, rancangan penelitian, variabel penelitian, alat dan bahan penelitian, metode analisis data, analisis statistik, prosedur penelitian, teknik pengumpulan data.

Bab IV          :   Hasil penelitian dan pembahasan

Bab V           :   Penutup

Meliputi kesimpulan dan saran

3.         Bagian akhir skripsi terdiri dari :

Berisi daftar pustaka dan lampiran-lampiran

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN HIPOTESIS

A.      Profil IC (Integrated Circuit)  74LS74

IC 74LS74 adalah sebuah flip-flop yang memiliki satu data input dimana operasi dari flip-flop ini dikontrol oleh sebuah sinyal clock, sehingga saat clock aktif terus tanpa mengalami perubahan logic level maka noise logic dapat terkunci dan diteruskan ke output next state.

Pada perancangan sistem, bagian Counter digunakan IC tipe 74LS74, berikut ini adalah konfigurasi pin dari IC 74LS74

                                               Gambar 1.1 Konfigurasi Pin IC 74LS74

IC ini memiliki karakteristik sebagai berikut :
1.    Berdaya kerja rendah
2.    Memiliki fanout sampai dengan 10 IC tipe LS-TTL
3.    Memiliki arus input maksimum sampai dengan 1Μa
Terdapat dua buah sinyal input yang akan di sampling secara bergantian, oleh karena itu diperlukan 2 buah sinyal pulsa ( clock ). Diperlukan suatu rangkaian yang akan membagi 1 buah sinyal pulsa (clock) menjadi 2 buah sinyal pulsa (clock), rangkaian tersebut antara lain Counter dan decoder / demultiplexer. Counter berfungsi untuk mengubah satu sumber sinyal clock yang berupa gelombang kotak menjadi dua buah counter 2 bit. Pada rangkaian Counter, multiplexer 1 ke 2 menggunakan IC tipe 74LS74, berikut ini adalah tabel fungsi dari Multiplexer :

Gambar 1.2 Konfigurasi Pin IC 74LS74

Multiplexer 1 to 2 pada timer circuit berfungsi untuk mengaktifkan terbuka dan tertutup nya pada saklar elektronik setiap periode tertentu secara berkelanjutan. Sinyal input decoder / demultiplexer didapatkan dari sinyal output dari Counter, sinyal output dari decoder / demultiplexer setelah diinvert nantinya akan dihubungkan dengan saklar elektronis, sehingga apabila ada sinyal dari decoder / demultiplexer akan mengaktifkan saklar elektronis tersebut. Selector dari decoder / demultiplexer adalah active low sehingga diperlukan suatu inverter untuk membalik logic dari sinyal output decoder / demultiplexer sehingga sinyal output ini nantinya dapat digunakan sebagai terbuka dan tertutupnya pada saklar elektronis secara otomatis . keluaran flip-flop akan berubah sesuai dengan data yang dimasukkan. Ketika clock-nya mulai turun dan clock bernilai low proses ini dinamakan proses merekam data atau mengambil data. Sedangkan, ketika clock-nya mulai naik dan clock bernilai high proses ini dinamakan proses menahan data atau menyimpan data.

B.    Profil Relay 12 volt

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relai merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. 

Gambar 1.3 Sistem Relay pada lampu

Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka.Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Dalam pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan sebuah dioda yang di-paralel dengan lilitannya dan dipasang terbalik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya. Penggunaan relay perlu memperhatikan tegangan pengontrolnya serta kekuatan relay men-switch arus/tegangan. Biasanya ukurannya tertera pada body relay. Misalnya relay 12VDC/4 A 220V, artinya tegangan yang diperlukan sebagai pengontrolnya adalah 12Volt DC dan mampu men-switch arus listrik (maksimal) sebesar 4 ampere pada tegangan 220 Volt. 

Gambar 1.4 Relay

Sebaiknya relay difungsikan 80% saja dari kemampuan maksimalnya agar aman, lebih rendah lagi lebih aman.Relay jenis lain ada yang namanya reedswitch atau relay lidi. Relay jenis ini berupa batang kontak terbuat dari besi pada tabung kaca kecil yang dililitin kawat. Pada saat lilitan kawat dialiri arus, kontak besi tersebut akan menjadi magnet dan saling menempel sehingga menjadi saklar yang on. Ketika arus pada lilitan dihentikan medan magnet hilang dan kontak kembali terbuka (off). Penemu relay pertama kali adalah Joseph Henry pada tahun 1835.

C.      Skema Rangkaian Sensor Getar

 

Gambar 1.5 Sensor getar  Digambarkan Secara Skematik

Daftar Komponen

1.      IC 74LS74                                       4. LAD 5 Volt

2.      VCC 5 Volt                                     5. Clock/Swit

3.      Komponen pemicu ( lilitan)            6. Resistor 470 Ohm

D.      Skema Catu Daya

Gambar 1.6 Catu Daya  Digambarkan Secara Skematik

Daftar Komponen

1.       Transformator 1 Ampere                

2.       Dioda IN4001                              

3.       Kapasitor 2200uF 

4.       Transistor NPN 7805

E. Hipotesis Penelitian 

Penggunaan komponen IC (Integrated Circuit)  74LS74 dan Relay berpengaruh positif terhadap sensitifitas sensor getar. Hipotesis dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

H₀             : Ai = 0

Tidak ada pengaruh komponen IC (Integrated Circuit)  74LS74 dan Relay terhadap sensitifitas sensor getar .

Ha                        : Paling sedikit ada satu Ai ≠ 0

Ada pengaruh komponen IC (Integrated Circuit)  74LS74 dan Relay terhadap sensitifitas sensor getar .

 

BAB III

METODE PENELITIAN

A.      Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Semarang, selama empat minggu mulai tanggal 12 Juni sampai 9 Juli 2012.

B.      Rancangan Penelitian

Dalam penelitian ini komponen utama yang digunakan adalah IC (Integrated Circuit)Tipe 74LS74 dan Relay

Komponen utama dan komponen lainnya di susun seperti pada gambar 1.5 dan di hubungkan dengan cadu daya sebesar 5 volt (gambar 1.6). Rangkaian yang di beri perlakuan atau gangguan adalah pada bagian lilitan atau pemicu respon pada sensor. Lilitan pemicu diberi gangguan baik berupa sentuhan maupun tanpa sentuhan sehingga dapat memberikan getaran pada lilitan yang menghasilkan kawat satu dengan kawat dua saling bersentuhan dan mengakibatkan data terkirim ke komponen utama, sehingga akan terjadi perubahan keadaan berupa respon sensitif.

relai berfungsi sebagai saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka.Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Dalam pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan sebuah dioda yang di-paralel dengan lilitannya dan dipasang terbalik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya.

C.       Variabel Penelitian

1.      Variabel kendali

                       a.      Besar kecilnya getaran yang diberikan.

                       b.      IC (Integrated Circuit)Tipe 74LS74 dan Relay

2.      Variable tergantung (Dependent Variabel  atau Indikator hasil penelitian)

Sensitifitas sensor getar.

D.      Alat dan Bahan Penelitian

1.      Alat

a.              Solder atau pemanas tenol                     d.    Bor PCB

b.             Tang buaya                                            e.    Pemotong PCB

c.              Penggaris dan pensil                              f.     Amplas

2.      Bahan

a.         PCB (papan rangkaian)                          h.   Tenol

b.        Mor atau baut                                        i.    Kabel serabut

c.         Senar gitar ukuran kecil                         j.    Transformator 1 Ampere

d.        2 buah dioda IN4002                            k.   1 buah capasitor 2200mf

e.         1 buah transistor NPN 7805                  l.    1 buah IC 74LS74

f.         1 buah resistor 470 ohm                         m.  1 buah lampu LAD

g.        1 buah Clock                                          n.   Ralay

E.      Metode Analisis Data

     Analisis data pada penelitian ini adalah dengan cara membandingkan tingkat sensitifitas rangkaian sebelum dirangkai dengan Relay dan setelah dirangkai dengan Relay berdasarkan perlakuan yang di berikan.

F.       Analisis Statistik

Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan analisis ragam

G.       Prosedur  Penelitian

Tahap persiapan dilakukan dengan menyiapkan peralatan dan bahan yang diperlukan berdasarkan rangkaian yang akan di buat. Setelah semua siap yang pertama merangkai Catu Daya dengan output 5 volt seperti gambar 1.6. Ke dua merangkai sensor getar sesuai gambar 1.5. Ketiga menguji sensitifitas sensor dengan memberikan perlakuan berupa getaran pada lilitan pemicu. Ke empat menambah Relay  sebagai pendukung tingkat sensitifitas rangkaian.

H.       Teknik Pengumpulan Data

Pengambilan data dalam penelitian ini dilakukan secara manual yaitu dengan cara membandingkan hasil sensitifitas sensor getar berdasarkan tingkat gaangguan yang di berikan pada lilitan pemicu.