Mux & Demux


Safety Bedroom




1. Tujuan  [Kembali]

  • Untuk menyelesaikan tugas matkul sistem digital yang diberi oleh bapak Dr. Darwison,M.T.
  • Untuk mengetahui cara membuat rangkaian menggunakan Multiplekser atau Demultiplekser.

2. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Alat

- Instrument

1. DC Voltmeter

    → Spesifikasi Voltmeter:

- Generator

1. Baterai
    → Spesifikasi Baterai:
  1. Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v.
  2. Output voltage: dc 1~35v.
  3. Max. Input current: dc 14a.
  4. Charging current: 0.1~10a.
  5. Discharging current: 0.1~1.0a.
  6. Ukuran: 126x115x49mm.
  7. Berat: 460gr.
2. Power Suplai
  1. Input voltage: 5V-12V.
  2. Output voltage: 5V.
  3. Output Current: MAX 3A.
  4. Output power:15W.
  5. conversion efficiency: 96%.
3. DC Generator
  1. Output voltage range: (- 15v) ~ (+ 15v).

B. Bahan

1. Resistor


    → Spesifikasi Resistor:

2. Dioda
    → Spesifikasi Dioda:
3. Transistor

      → Spesifikasi Transistor:
  • Bi-Polar Transistor.
  • DC Current Gain (hFE) is 800 maximum.
  • Continuous Collector current (IC) is 100mA.
  • Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V.
  • Base Current(IB) is 5mA maximum.

4. Multiplekser (74157)

    → Spesifikasi Multiplekser:

    54157 DM54157 DM74157 Quad 2-Line to 1-Line Data Selectors Multiplexers June 1989 54157 DM54157 DM74157 Quad 2-Line to 1-Line Data Selectors Multiplexers General Description These data selectors multiplexers contain inverters and drivers to supply full on-chip data selection to the four output gates A separate strobe input is provided A 4-bit word is selected from one of two sources and is routed to the four outputs Features Y Y Y Y Applications Y Y Y Buffered inputs and outputs Typical propagation time 9 ns Typical power dissipation 150 mW Alternate Military Aerospace device (54157) is a.

5. Demultiplexer (74155)
   
    → Spesifikasi Demultiplekser:

    DM54155 DM74155 Dual 2-Line to 4-Line Decoders Demultiplexers February 1993 DM54155 DM74155 Dual 2-Line to 4-Line Decoders Demultiplexers General Description These TTL circuits feature dual 1-line-to-4-line demultiplexers with individual strobes and common binary-address inputs in a single 16-pin package When both sections are enabled by the strobes the common address inputs sequentially select and route associated input data to the appropriate output of each section The individual strobes permit activating or inhibiting each of the 4-bit sections as desired Data applied to input C1 is inve.

6. Gerbang Exlusive NOR (X-NOR)



7. Inverter ( Gerbang NOT )


A. Komponen Input

1. Switch


    → Spesifikasi switch:

2. Sensor Infrared

    → Spesifikasi Sensor Infrared:
3. Sensor Api

    → Spesifikasi sensor api:



3. Sensor Gas

Spesifikasi Sensor Gas:
  1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC
  2. Catu daya rangkaian : 5VDC
  3. Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
  4.  Keluaran : analog (perubahan tegangan)



4. Sensor Sound



    → Spesifikasi Sensor Sound:

  • Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada potensiometer). 
  • Condenser yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi. 
  • Tegangan kerja antara 3.3V – 5V. 
  • Terdapat 1 pin keluaran (Analog/Digital). 
  • Sudah terdapat lubang baut untuk instalasi. 
  • Sudah terdapat indikator led.

B.  Komponen Output

1. Relay

    → Spesifikasi Relay:



2. Buzzer
    

    → Spesifikasi Buzzer:
  • Rated Voltage : 12V
  • DC Operating Voltage : 4 to 8V
  • DC Rated Current* : ≤30mA
  • Sound Output at 10cm* : ≥85dB
  • Resonant Frequency : 2300 ±300Hz
  • Tone : Continuous
  • Operating Temperature : -25°C to +80°C
  • Storage Temperature : -30°C to +85°C
  • Weight : 2g
  • *Value applying at rated voltage (DC)

3. Ground

3. Dasar Teori [Kembali]

1. Resistor

    Secara sederhana, resistor merupakan komponen dasar yang ada pada sistem elektronika. Biasanya, resistor digunakan pada setiap rangkaian elektronik lantaran berfungsi sebagai pengatur dan juga pembatas jumlah arus listrik dalam suatu rangkaian.
    Sebenarnya, cara kerja resistor ini cukup simple, yakni dengan menghambat arus listrik yang mengalir dari salah satu ujung kutub ke ujung kutub yang lainnya. Proses menghambat arus listrik tersebut, biasanya dibarengi dengan nilai hambatan variatif sesuai dengan nilai hambatan yang tertera pada resistor.
    → Cara menentukan nilai dari resistor adalah sebagai berikut:
Tabel Warna Resistor
    Contohnya:
  • Gelang / cincin ke - 1 : 100 Ω.
  • Gelang / cincin ke - 2 :   00 Ω.
  • Gelang / cincin ke - 3 :     5 Ω.
  • Gelang / cincin ke - 4 :  10⁵ Ω.
  • Gelang / cincin ke - 5 : ±10%.
  • Resistansi pada resistor = 105 × 10⁵ Ω (±10%) / = 10,5 ㏁ (±10%)
    Dengan ±10% sebagai nilai dari toleransi dari resistor.

    → Spesifikasi Resistor:


    → Paralel dan Seri resistor:
    
    → Grafik fungsi:

2. Dioda

    Dioda berfungsi sebagai penyearah dalam sebuah rangkaian dimana, dioda memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.
    → Spesifikasi Dioda:

    → Jenis Jenis Dioda:

    → Rumus arus zener:

    → Grafik Dioda:
3. Transistor
    Merupakan transistor NPN yang memiliki fungsi sebagai switch agar relay aktif yang membuat sebuah rangkaian loop pada motor ataupun komponen outpun lainnya.

      → Spesifikasi Transistor:
  • Bi-Polar Transistor.
  • DC Current Gain (hFE) is 800 maximum.
  • Continuous Collector current (IC) is 100mA.
  • Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V.
  • Base Current(IB) is 5mA maximum.

    → Rumus Transistor:
    
    → Konfigurasi Transistor:

    Konfigurasi Common Base (Basis Bersama)

    Seperti namanya, yang dimaksud dengan Konfigurasi Common Base (CB) atau Basis Bersama adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.  Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor  dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”.

    Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.

    Konfigurasi Common Collector (Kolektor Bersama)

    Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan  Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan.

    Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.

    Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.

    Konfigurasi Common Emitter (Emitor Bersama)

    Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output.

  Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.

Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.

4. Multiplekser

    Multiplekser, pemultipleks, atau disingkat MUX adalah alat atau komponen elektronika yang bisa memilih input yang akan diteruskan ke bagian output. Cara kerja multiplexer cukup sederhana. Multiplexer memiliki beberapa input dan satu output. Sinyal dari masing-masing input dipilih oleh pengendali (control signal) dan dipindahkan ke output. Pengendali ini dapat berupa sinyal biner, sehingga dengan dua bit pengendali, MUX dapat mengendalikan hingga empat input.

Tabel Kebenaran:

    → Konfigurasi Multiplekser: 


5. Demultiplekser
   
   Demultiplekser atau disingkat DEMUX adalah rangkaian logika yang menerima satu input data dan mendistribusikan input tersebut ke beberapa output yang tersedia.
   
    Cara kerja demultiplexer cukup sederhana. Di dalam demultiplexer terdapat input yang kemudian dipisahkan menjadi beberapa output. Output yang dihasilkan bergantung pada kode biner yang diterapkan pada input. Misalnya, jika kita memasukkan input dengan kode biner 00, maka akan menghasilkan output pada channel pertama. Begitu pula jika input diberikan kode biner 01, maka output akan keluar pada channel kedua.

Tabel kebenaran:

    → Konfigurasi Demultiplekser:

6. Sensor Infrared

   Sensor infrared adalah perangkat elektronik, yang memancarkan cahaya dari led dan cahaya diterima oleh photodioda. Sensor ini juga dapat mendeteksi panas serta pergerakan pada benda. Jenis sensor ini hanya mengukur radiasi pancaran. Biasanya benda yang dipancarkan memiliki pengaruh panas yang berbeda terhadap sensor. Sinyal yang dipancarkan oleh transmitter diterima oleh receiver infra red dan kemudian didecodekan sebagai sebuah paket data biner.

Konfigurasi sensor infrared
Grafik Sensor Infrared


7. Sensor Api
   
    Sensor api atau Flame sensor merupakan salah satu alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang tiba-tiba muncul. Besarnya nyala api yang terdeteksi adalah nyala api dengan panjang gelombang 760 nm sampai dengan 1.100 nm.
    Secara umum, prinsip kerja sensor api cukup sederhana, yaitu memanfaatkan sistem kerja metode optik. Optik yang mengandung ultraviolet, infrared, atau pencitraan visual api, dapat mendeteksi adanya percikan api sebagai tanda awal kebakaran. Jika telah terjadi reaksi percikan api yang cukup sering, maka akan terlihat emisi karbondioksida dan radiasi dari infrared.

    → Pinout sensor api:

    → Grafik sensor api:
    Jadi dapat kita lihat semakin tinggi intensitas panas api yang di terima oleh sensor api maka semakin rendah resistansi yang di keluarkan oleh sensor api.


8. Sensor Gas

    Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yangmudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya.

    Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.

Simbol :

Konfigurasi Pin Sensor Gas:
  1. Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
  2. Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
  3. Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.
  4. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

Spesifikasi:


Catu daya pemanas : 5V AC/DC
Catu daya rangkaian : 5VDC
Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
Keluaran : analog (perubahan tegangan)

Konfigurasi Pin :

Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.
Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

Grafik :

9. Sensor Sound

    Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

    Salah satu komponen yang termasuk dalam sensor ini adalah Microphone atau Mic. Mic adalah komponen eletronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.




   → Konfigurasi Sensor Sound:
Grafik respon

10. Gerbang NOT (IC 7404)


    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"

11. Gerbang XNOR (CD4077)
X-OR merupakan gerbang OR yang bersifat exlusif, di mana keluarannya akan nol jika masukannya bernilai sama, dan jika salah satu masukannya berbeda maka keluarannya akan bernilai 1

4. Percobaan [Kembali]

A. Langkah percobaan

  • Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian tersebut.
  • Rangkailah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini.
  • Simulasikan pada software proteus 8.

B. Rangkaian simulasi dan Prinsip kerja

  • Gambar Rangkaian
  • Prinsip kerja:

    Flame dan gas sensor dihubungkan ke IC 74155, ketika gas sensor mendeteksi adanya peningkatan kadar CO (yang merupakan hasil dari pembakaran) secara signifikan maka sensor akan aktif dan mengirimkan arus ke IC 74155 sehingga output IY2 nya berlogika high dan meneruskan arus ke resistor dan ke transistor kemudian ke relay, kemudian relay aktif dan membuat swich berpindah dan akhirnya menyebabkan jendela terbuka untuk mengeluarkan gas tersebut. ketika flame sensor mendeteksi adanya api maka sensor akan aktif dan mengirimkan arus ke IC 74155 sehingga output IY1 nya berlogika high dan meneruskan arus ke resistor dan ke transistor kemudian ke relay, kemudian relay aktif dan membuat swich berpindah dan akhirnya menyebabkan alarm dan pemancar sir di loteng menyala. Ketika kedua sensor hidup yaitu gas sensor mendeteksi adanya peningkatan kadar CO (yang merupakan hasil dari pembakaran) secara signifikan dan fame sensor mendetekai api maka sensor akan aktif dan mengirimkan arus ke IC 74155 sehingga output 1Y2 dan IY2 nya berlogika high dan meneruskan arus ke resistor dan ke transistor kemudian ke relay, kemudian relay aktif dan membuat swich berpindah akhirnya menyebabkan, pemancar air dan alarm aktif serta jendela terbuka untuk mengeluarkan gas tersebut.


    Kemudian jika ada orang yang tak dikenali masuk kedalam rumah melewati jendela dan membuat suara mencurigakan, maka sound sensor dan infrared sensor akan aktif dan mengirimkan sinyal ke demux sehingga memiliki output high dan akhirnya membuat buzzer aktif sebagai alarm.
  • Video

5. File Download [Kembali]

᭒ HTML↠ klik disini
᭒ File Proteus ↠ klik disini
᭒ Video↠ klik disini
᭒ Library Proteus↠ klik disini

Datasheet:

᭒ Sensor Flame↠ klik disini
᭒ Sensor Gas↠ klik disini
᭒ Sensor IR↠ klik disini
᭒ Sensor Sound↠ klik disini
᭒ Transistor↠ klik disini
᭒ Relay↠ klik disini
᭒ Dioda↠ klik disini
᭒ Baterai↠ klik disini
᭒ Motor↠ klik disini
᭒ Voltmeter ↠ klik disini

Komentar

Posting Komentar

Postingan Populer