A. Latar Belakang Masalah

1

BAB 1 PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah Di zaman sekarang tidak dapat dipungkiri lagi perkembangan akan ilmu dan teknologi begitu pesat.Hal inidi buktikan dengan banyaknya inovasi-inovasi yang telah di buat di dunia mulai dari yang sederhanahingga yang canggih.Perkembangan teknologisebenarnya sudah ada sejak jaman dahulu, yaitu jaman romawi kuno. Perkembangan teknologi mampu menciptakan obyek maupun teknik yang dapat membantu manusia dalam pengerjaan sesuatu sehingga lebih efisien dan cepat. Dalam bentuk yang paling sederhana, Perkembangan teknologi dihasilkan dari pengembangan cara-cara lama atau penemuan metode baru dalam menyelesaikan tugas-tugas tradisional sepertibercocok tanam, membuat baju, atau membangun rumah. Perkembangan teknologi memang sangat penting untuk kehidupan manusia jaman sekarang. Karena teknologi adalah salah satu penunjang Perkembangan manusia. Di banyak belahan masyarakat, teknologi telah membantu memperbaiki ekonomi, pangan, komputer, dan masih banyak lagiat segala sesuatu yang dilakukan menjadi lebih mudah. Manusia selalu berusaha untuk menciptakan sesuatu yang dapat mempermudah aktivitasnya. Hal inilah yang mendorong perkembangan teknologi yang telah banyak menghasilkan alat sebagai piranti untuk mempermudah kegiatan manusia bahkan menggantikan peran manusia dalam suatu fungsi tertentu. Teknologi memegang peran penting di era modernisasi seperti pada saat ini, dimana teknologi telah menjadi bagian yang tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan seharihari. Perkembangan teknologi saat ini telah menambah ke segala aspek kehidupan sehingga saat ini dimanjakan manusia oleh adanya alat-alat yang dapat memberikan kemudahan. Indonesia termasuk negara berkembang. Tidak dapat di pungkiri bahwa perkembangan teknologi tidak selalu sejalan dengan kesadaran masyarakat akan kesehatan dan kebersihan. Banyak daerah di Indonesia yang masih memiliki masalah dengan kebersihan seperti sampah dan sebagainya. Akibat dari sampah tersebut secara tidak langsung akan berdapak terhadap perkembangan serangga

TTG.SMK N 2 Pontianak. Alat Pengusir Serangga menggunakan Frekuensi Ultrasonic

2

khususnya spesies nyamuk. Sebagian besar kawasan di Indonesia memiliki kondisi tanah yang lembab dan berrawa.Akibat dari kondisi alam tersebut menyebabkan serangga jenis nyamuk degnan mudah berkembang biak Sehinggan permasalahan penyakit yang disebabkan oleh nyamuk di wilayah Indonesia sangat tinggi. Banyak daerah di Indonesia setiap tahunnya terjadi wabah penyakit seperti demam berdarah, malaria, cikungunya, kaki gajah dan masih banyak lagi.Upaya pemberantasan nyamuk di Indonesia telah dilakukan dengan berbagaicara.Teknik fooging atau pengasapan biasanya dilakukan secara berkala.Selain itu saat ini juga telah banyak jenis obat nyamuk yang dikeluarkan dari yang jenis bakar, elektrik, maupun semprot. Hampir semuanya menggunakan bahan kimia yang tentu saja akan berdampak tidak baik bagi kesehatan Mengangkat dari permasalahan di atas kelompok kami memanfaatkan sebuah teknologi dengan membuat sebuah alat yang mempunyai fungsi sebagai pembangkit gelombang Ultrasonic. Dengan memanfaatkan gelombang ultrasonic diharapkan nyamuk maupun serangga sejenisnya seperti, kecoa, agas dan sebagainya yang berkomunikasi pada frekuensi tersebut akan terganggu. Alat yang akan kami rancang dikendalikan menggunakan mikrokontroller sebagai pengatur frekuensi dan outputnya menggunakan piezo tweete. Pengemasan alat memanfaatkan sebuah catu daya 12 Vdc yang bisa didapatkan dari sumber AC maupun Sumber DC Seperti batere sehingga dapat bersifat mobile.Alat yang kami buat dalam makalah ini kami beri judul Alat pengusir serangga Portabel menggunakan gelombang ultrasonic

B. Tujuan Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah mengaplikasikan pembuatan Alat Pengusir serangga portable menggunakan frekuensi ultrasonic C. Manfaat Adapun manfaat dari alat pengusir serangga ini adalah sebagai berikut: 1. Mengusir serangga penyebab penyakit yang berkomunikasi di frekuensi ultrasonic seperti nyamuk, agas, dan sebagainya 2. Menghasilkan teknologi yang ramah lingkangan dan tidak berdampak negarif untuk kesehatan.


3

3. Untuk mengurangi angka penderita penyakit yang diakibatkan oleh nyamuk seperti malaria, demam berdarah,cikungunya dan sebagainya . 4. Alat ini dapat mengusir serangga selain nyamuk seperti, kecoa, lalat, tikus

dan beberapa hewan lainnya yang berkomunikasi dengan frekuensi ultrasonic. 5. Penggunaan alat ini dapat digunakan sumber listrik DC 12 V dan frekuensi

yang dikeluarkan mulai dari 20Khz-50Khz yang dikeluarkan secara terprogram sehingga tidak memekakan telinga manusia


4

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Gelombang bunyi pada Insekta atau Serangga Pendengaran adalah tanggapan terhadap rangsangan vibrasi mekanik. Tidak semua rangsangan menghasilkan perasaan pendengaran. Agar dapat didengar, suatu bunyi harus cukup keras dan cukup tinggi intensitasnya sesuai dengan daerah pendengaran. Keadaan ini secara fisika dikatakan bahwa getaran bunyi itu harus berada di dalam daerah frekuensi yang dapat didengar. Pada frekuensi yang terlalu rendah untuk di dengar, getaran itu dapat dirasakan oleh alat peraba, diperlukan amlitudo yang jauh lebih besar agar dapat diraba daripada yang diperlukan untuk pendengaran. Getaran dengan frekuensi yang lebih tinggi dari daerah pendengaran tidak dapat dirasakan karena energinya sedemikian besar sehingga menyebabkan pemanasan lokal dan rasa sakit. Hampir semua vertebrata mempunyai alat pendengaran yang mirip dengan telinga manusia. Sistem bunyi/akustik pada ikan dan amfibia tidak hanya dapat memberi tanggapan terhadap bunyi tetapi juga terhadap rangsangan kimia, gerak fluida, dan dalam beberapa hal terhadap rangsangan medan listrik. Sistem pendengaran seperti reptilia dan keluarga burung labih dekat pada telinga manusia. Secara rinci memnag ada perbedaan terutama tentang ukuran dan daerah frekuensinya. Banyak binatang lain, misalnya insekta, yang peka terhadap energi vibrasi yang berada di dalam daerah frekuensi yang cukup tinggi. Tetapi alat penerima dan mekanisme yang dapat menimbulkan tanggapannya berbeda. Binatang bersel tunggal seperti paramesium dapat mengadakan tanggapan terhadap energi vibrasi. Jadi banyak macam sistem sensor yang peka terhadap energi vibrasi mekanik.

1. Komunikasi insekta/serangga Komunikasi dapat di definisikan sebagai perbuatan yang dilakukan untuk memberi informasi. Dengan demikian, semua metode komunikasi melibatkan perbuatan sinyal (informasi), transimis, dan resepsi. Setiap kali terjadi pertukaran informasi, maka sukar secara langsung mengamati perbuatan dan transmisinya, tetapi yang utama adalah perpindahan informasi itu harus terjadi.


5

Biasanya hal ini dapat dilakukan dengan mengamati perubahan perilaku atau perubahaan faal penerimanya. Efek sinyal ini ada dua macam, yaitu langsung (segera setelah menerima sinyal) dan laten (memakan waktu cukup lama untuk mengamati tanggapannya, mungkin beberapa menit, jam, hari, bahkan dapat lebih lama lagi). Efek laten lebih sukar di amati daripada efek langsung.

2. Komunikasi insekta/serangga dengan gelombang bunyi Setiap orang pernah mendengar bunyi jangkrik sadar bahwa insekta relatif begitu kecil dapat mengeluarkan bunyi yang cukup keras. Suatu sinyal bunyi adalah suatu gelombang tekanan yang di gerakkan oleh adanya getaran. Insekta mempunyai sinyal efektif dalam memancarkan bunyi dengan frekuensi yang lebih tinggi lagi. Akan tetapi otot-otot insekta tidak mampu bergeser lebih cepat daripada 1 kHz, oleh sebab itu frekuensi pergerseran otot-otot itu harus dilipatkan agar dapat menghasilkan sinyal. Misalnya, jangkrik mempunyai selaput suara yang berbentuk keping lengkung yang bergetar setelah mengalami perubahan bentuk oleh otot-otot selaput, dan kembali kebentuk asalnya. Jadi selaput suara melipatkan frekuensi pergeserannya dan memancarkan bunyi. Unsur terakhir suatu generator bunyi kerap kali berupa sejenis pemandu bunyi, yaitu suatu struktur anatomi (atau lingkungan) untuk mengarahkan dan menguatkan bunyi. Pemandu bunyi semacam itu mirip dengan kotak tertutup (jangkrik), keping (belalang), atau terompet (gangsir). Rentang transimisi sinyal yang dapat di dengar itu tergantung suhu, kelembapan udara, dan frekuensi sinyal. Jika suhu dan kelembapan udara di pertahankan konstan maka makin tinggi frekuensi sinyal, makin besar penyerapannya di udara. Pada akhirnya, penerimaan sinyal bunyi sudah tentu membutuhkan telinga insekta. Hanya ada satu jenis mata insekta atau telinga mamalia, tetapi ada beberapa macam jenis telinga insekta. Ada dua bentuk telinga insekta yang paling lazim, yang keduanya dikaitkan dengan struktur telinga manusia yaitu reseptor rambut yang dilekatkan secara lentur dapat bergerak oleh pengaruh setiap getaran bunyi, terutama untuk mengukur gerakan dan organ timpani menggunakan selaput untuk mencatat tekanan dan gradien tekanan. Apabila bunyi diterima dan ditafsirkan, insekta dapat menghasilkan bermacam-


6

macam tanggapan yang meliputi ; daya tarik seks, pertahanan wilayah dan perubahan lintasan terbang untuk mempertahankan kelompoknya.

3. Rentang frekuensi gelombang bunyi pada insekta/serangga Dibandingkan perbedaan frekuensi yang dimiliki manusia dengan binatang, manusia memiliki rentang kepekaan akustik yang lebih pendek dan batas frekuensi atas yang relatif rendah yaitu sekitar 20kHz. Dengan menggunakan skala logaritma, kita akan menggunakan istilah ultrasonik untuk menyatakan radiasi bunyi pada frekuensi di atas 20kHz.

Gambar 1. Frekuensi pada binatang


7

B. Jenis-jenis Bunyi Berdasarkan Frekuensi Menurut teori partikel, setiap zat tersusun atas partikel-partikel zat. Partikel-partikel tersebut selalu dalam keadaan bergetar dan bergerak. Jadi, sebenarnya setiap zat selalu dalam keadaan bergetar (getaran alamiah). Padahal getaran merup akan sumber bunyi. Namun, kenyataannya bunyi yang dihasilkan oleh getaran partikel benda tidak dapat kita dengar. Hal ini menunjukkan bahwa tidak setiap bunyi dapat kita dengar. Bunyi -bunyi yang kita dengar masuk melalui lubang telinga, kemudian akan mengg etarkan gendang telinga dan menghasilkan gelombang sinyal. Gelombang sinyal ini menjadi kejutan syaraf pada rumah siput yang akan dikirim ke otak untuk diterjemahkan.

Suara atau bunyi dihasilkan oleh getaran suatu benda. Selama bergetar, perbedaan tekanan terjadi di udara sekitarnya. Pola osilasi yang terjadi dinamakan sebagai gelombang.

Gelombang

mempunyai

pola

sama

yang

berulang pada interval tertentu, yang disebut sebagai periode.Suara berkaitan erat dengan frekuensi. Frekuensi adalah banyaknya periode dalam 1 detik, dalam satuan Hertz (Hz) atau cycles per second (cps). Panjang gelombang suara (wavelength) dirumuskan dengan

ƛ=c/f ƛ=

panjang gelombang, c = kecepatan rambat bunyi dan f = frekuensi.

Berdasarkan frekuensi, suara dibagi menjadi: infrasonik (0 Hz ± 20 Hz),audiosonik atau pendengaran manusia (20 Hz ± 20 KHz), ultrasonik (20 KHz ± 1 GHz) dan hipersonik (1GHz ± 10 THz). Manusia membuat suara dengan frekuensi 50 Hz ± 10 KHz. Sedangkan sinyal suara musik yang biasa kita dengar memiliki frekuensi 20 Hz ± 20 KHz. Sistem multimedia yang sehari-hari kita

pkai

pun

menggunakan

suara

yang

berada

dalam

rentang

pendengaranmanusia(audiosonik).

1. Audiosonik Telinga kita hanya dapat mendengar bunyi yang mempunyai frekuensi tertentu. Bunyi yang dapat kita dengar dinamakan bunyi audio (Audiosonik).


8

Audiosonik mempunyai frekuensi antara 20 Hz sampai 20.00 0 Hz. Jadi, kita akan dapatmendengar suatu bunyi berkisar 20 Hz ± 20.000 Hz. Bunyi di bawah 20 Hz atau di atas 20.000 Hz tidak dapat kita dengar. Namun beberapa orang yang memilikipendengaran tajam dapat saja mendengar bunyi dengan frekuensi di bawah 20Hz atau di atas 20.000 Hz. Hal itu sebagai pengecualian saja. Seiringbertambahnya usia, kemampuan pendengaran manusia berkurang, apalagi kalausering mendengar suara yang bising dan gaduh, misalnya suara mesin pabrik,kendaraan bermotor, suara pesawat ata u konser-konser musik.

2. Infrasonik Bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz disebut infrasonik, sedangkan bunyi yang

frekuensinya

lebih

dari

20.000

Hz

disebut

ultrasonik.

Bunyi

infrasonicdihasilkan oleh bergetarnya benda-benda beukuran besar, seper ti gempa bumi,atau gunung meletus. Sehingga kalau akan terjadi gempa atau gunung meletus, ada hewan-hewan tertentu yang sudah dapat mendeteksi dan hewan tersebut akan lari mencari tempat yang aman. Meskipun telinga manusia tidak mampu menangkap gelombang bunyi infrasonik dan ultrasonik, hewan -hewan tertentu mampu menangkap gelombang tersebut. Hewan -hewan itu memiliki kepekaan luar biasa misalnya: jangkrik, anjing, lumba -lumba, dan kelelawar dapat mendengar infrasonik. Kelelawar juga dapat menghasilkan dan mendengar bunyi ultrasonik.

3. Ultrasonik Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik longitudinal dengan frekuensi di atas 20 kHz. Gelombang ini dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas, hal disebabkan karena gelombang ultrasonik merupakan rambatan energi dan momentum mekanik sehingga merambat sebagai interaksi dengan molekul dan sifat enersia medium yang dilaluinya.

Karakteristik

gelombang

ultrasonik yang melalui medium mengakibatkan getaran partikel dengan medium amplitudo sejajar dengan arah rambat secara longitudinal sehingga menyebabkan partikel medium membentuk rapatan (Strain) dan

tegangan

(Stress).

Proses

kontinu yang menyebabkan terjadinya rapatan dan regangan di dalam medium


9

disebabkan oleh getaran partikel secara periodik selama gelombang ultrasonik melaluinya.

Getaran ultrasonik yang dipancarkan oleh beberapa binatang,

seperti kelelawar mempunyai peranan sangat penting. Getaran ultrasonik merambat lebih cepat daripada kecepatan terbang kelelawar. Apabila getaran ultrasonik menge nai benda-benda di depannya, seperti tembok dan ranting pepohonan, getaran itu akan dipantulkan dan ditangkap kembali oleh kelelawar. Selanjutnya dengan gesit kelelawar beraksi sehingga terhindar dari tabrakan dengan benda-benda yang ada di depannya.Selain kelelawar, binatang lainnya yang juga menghasilkan getaran ultrasonik antara lain ditampilkan dalam tabel berikut.

Tabel 1. Rentang Frekuensi Pendengaran Binatang

Binatang

Rentang Frekuensi Pendengaran

ayam & burung

< 29.000 Hz

anjing & kucing

< 27.000 Hz

tikus & (hewan pengerat)

< 45.000 Hz

kecoa, nyamuk, laba-laba,dan lain-lain

< 40.000 Hz

Kelelawar

< 60.000 Hz

C. Rangkaian Pembangkit Frekuensi Ultrasonic Dalam Pembuatan rangkaian pengusir serangga memerlukan kompuonen dan IC untuk menghasilkan frekuensi ultrasonic maupun sebagai pengontrolan kerja sehingga dapat mendapatkan variasi frekuensi yang diinginkan antara lain :

1. Mikrokontroller AT89C2051

Mikrokontroler atau mikroprosesor adalah suatu piranti yang digunakan untuk pengolahan data-data biner (digital) yang didalamnya merupakan gabungan dari rangkaian-rangkaian elektronik yang dikemas dalam bentuk suatu chip IC TTG.SMK N 2 Pontianak. Alat Pengusir Serangga menggunakan Frekuensi Ultrasonic

10

(Integrated Circuit). AT89C2051 adalah 8 bit mikrokontroller dengan 2 Kilobyte flash EPROM dengan basis HCMOS dan bekerja dengan tegangan catu yang sangat rendah. Peralatan ini diproduksi ATMEL menggunakan teknologi yang memorinya tidak mudah terhapus dalam kompatible dengan instruksi set MCS-51. Dengan menggunakan 8 bit CPU dengan flash memori pada sekeping chip maka ATMEL AT89C2051 adalah mikrokomputer handal yang sangat fleksibel untuk sistem kontrol dengan tawaran yang lebih murah. AT89C2051 memberikan feature standard sebagai berikut: 1. Kompatibel dengan produk keluarga MCS51TM . 2. Kilobyte flash memori yang dapat diprogram ulang (mampu diisi ulang sampai dengan 1000 kali). 3. 128 x 8 bit Timer/Counter. 4. 15 buah jalur I/O. 5. Dua buah 16 bit Timer/Counter. 6. Dua buah sumber interupsi. 7. Analog comparator yang sangat presisi. 8. Tegangan kerja antara 2,7 dan 6 Volt. 9. Fully Static Operation dari 0 Hz sampai 24 MHz. 10. Dua level program Memori Lock. 11. Serial UART channel yang dapat diprogram. 12. Output mampu menggerakkan LED secara langsung. 13. Low Power Idle dan Power Down Modes. Dalam pengembangannya AT89C2051 dirancang dengan logika statis untuk bekerja pada frekuensi mendekati nol dan mendukung oleh dua mode Saving Power yang terkendali oleh software. Mode Idle menghentikan CPU (Central Processing Unit) sementara RAM, timer/counter, serial port dan sistem

interupsi terus bekerja. Mode Power Down menyimpan data RAM dan menghentikan osilator secara menonaktifkan fungsi-fungsi chip yang lain sampai terdapat reset dari luar. Konfigurasi pin dan penjelasannya :


11

Gambar 2. IC AT89c2051

Gambar 3. Konfigurasi Pin Mikrokontroller AT89C2051.

Gambar diatas memperlihatkan susunan kaki AT89C2051, susunan kaki ini sama persis dengan AT89C1051 dan AT89C4051. Demikian pula ketiga IC mempunyai konstruksi di dalam chip yang sama persis, perbedaannya hanya terletak pada kapasitas Flash PEROM. IC AT89C2051 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 XTAL serta catudaya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 Kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset, dengan adanya rangkaian reset ini AT89C2051 otomatis di-reset begitu rangkaian menerima catu daya. XTAL dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan 2 kapasitor 30 pico-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian osilator pembentuk clock yang


12

menentukan kecepatan kerja mikrokontroler. Memori merupakan bagian yang sangat penting bagi mikrokontroler, diperlukan 2 macam memori yang sifatnya berbeda. Read Only Memori (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan program, begitu di-reset mikrokontroller akan langsung bekerja dengan program dalam ROM tersebut. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpan program ini dinamakan sebagai Memori Program. Random Acces Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. 2.

IC CD4017 IC 4017 adalah jenis IC dari keluarga IC CMOS (Complentary Metal Oxide Semiconductor). Karena termasuk R1 8 4762R2C11 53 Output555C2Th Tl Pin3Alat penerangan otomatis dan sistem keamanan menggunakan IC 555 Small Project I 29 dalam keluarga CMOS, IC ini dapat bekerja pada tegangan DC 3Volt sampai dengan 15 Volt, dengan kebutuhan arus sampai beberapa μA , catu daya untuk CMOS memerlukan pengaturan sangat sedikit. Dibawah tegangan 3 Volt , CMOS tetap bekerja tetapi kecepatan pensklarnya berkurang. IC ini adalah jenis IC Pencacah Decade (Decade Counter) dengan 10 output. IC ini menghasilkan 10 Output yaitu dari Q0 – Q9, memiliki Clock. Clock Enable, Reset dan Carry Out masing– masing terdapat dalam satu pin. Pada setiap pencacahan hanya satu keluaran yang berlogika 1, ke sembilan keluaran lainnya berlogika 0, jadi setiap saat hanya ada satu keluaran yang dapat berlogika 1.

Gambar 4. Konfigurasi Kaki IC CD4017


13

Seri CMOS 4000 adalah keluarga sirkuit terpadu standar yang melaksanakan berbagai fungsi logika menggunakan teknologi Complementary Metal-OxideSemiconductor, dan masih digunakan sampai sekarang. Mereka diperkenalkan oleh RCA sebagai CD4000 COS / MOS pada tahun 1968, sebagai komponen dengan penggunaan daya yang rendah dan merupakan alternatif yang lebih fleksibel untuk seri chip 7400 dengan logika TTL. Sedangkan IC 4017 adalah IC 16-pin CMOS dekade counter dari seri IC CMOS 4000. Dibutuhkan input pulsa clock di pin clock input dan akan membuat salah satu dari sepuluh pin output menjadi “menyala /aktif” secara berurutan disetiap perubahan pulsa clock.

3.

Resistor Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacammaca kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium). Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi.Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

4.

Transistor Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 3 kaki elektroda,

yaitu

Basis

(Dasar),

Kolektor

(Pengumpul)

dan

Emitor

(Pemancar).Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi lainnya. Selain itu, transistor juga dapat digunakan sebagai kran listrik sehingga


14

dapat mengalirkan listrik dengan sangat akurat dan sumber listriknya.Transistor sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Dari kedua kata tersebut dapat kita simpulkan, pengertian transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi suhu tertentu.Transistor pertama kali ditemukan pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H, Brattain.Tetapi, komponen ini mulai digunakan pada tahun 1958.Jenis Transistor terbagi menjadi 2, yaitu transistor tipe P-N-P dan transistor N-P-N. Cara Kerja Transistor hampir sama dengan resistor yang mempunyai tipe dasar modern. Tipe dasar modern terbagi menjadi 2, yaitu Bipolar Junction Transistor atau biasa di singkat BJT dan Field Effect Transistor atau FET.BJT dapat bekerja bedasarkan arus inputnya, sedangkan FET bekerja berdasarkan tegangan inputnya.Dalam dunia elektronika modern, transistor merupakan komponen yang sangat penting terutama dalam rangkaian analog karena fungsinya sebagai penguat.Rangkaian analog terdiri dari pengeras suara, sumber listrik stabil dan penguat sinyal radio.Tidak hanya rangkaian analog, di dalam rangkaian digital juga terdapat

transistor

yang

digunakan

sebagai

saklar

dengan

kecepatan

tinggi.Beberapa transistor juga dapat di rangkai sehingga berfungsi sebagai logic gate. Jenis-Jenis Transistor juga berbeda-beda, berdasarkan kategorinya dibedakan seperti materi semikonduktor, kemasan fisik, tipe, polaritas, maximum kapasitas daya, maximum frekuensi kerja, aplikasi dan masih banyak lagi jenis yang lainnya.

Gambar5. Transistor


15

5.

Kapasitor Pengertian Kapasitor adalah perangkat komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dan terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (dielektrik) pada tiap konduktor atau yang disebut keping.Kapasitor biasanya disebut dengan sebutan kondensator yang merupakan komponen listrik dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik. Prinsip kerja kapasitor pada umunya hampir sama dengan resistor yang juga termasuk ke dalam komponen pasif. Komponen pasif adalah jenis komponen yang bekerja tanpa memerlukan arus panjar.Kapasitor sendiri terdiri dari dua lempeng logam (konduktor) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator).Penyekat atau isolator banyak disebut sebagai bahan zat dielektrik. Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua komponen tersebut berguna untuk membedakan jenis-jenis kapasitor.Di dunia ini terdapat beberapa kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik, antara lain kertas, mika, plastik cairan dan masih banyak lagi bahan dielektrik lainnya. Dalam rangkaian elektronika, kapasitor sangat diperlukan terutama untuk mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan. Selain itu, kapasitor juga dapat menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian, dapat memilih panjang gelombang pada radio penerima dan sebagai filter dalam catu daya (Power Supply).Fungsi kapasitor dalam rangkaian elektronik sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik. Untuk arus DC, kapasitor dapat berfungsi sebagai isulator (penahan arus listrik), sedangkan untuk arus AC, kapasitor berfungsi sebagai konduktor (melewatkan arus listrik). Dalam penerapannya, kapasitor banyak di manfaatkan sebagai filter atau penyaring, perata tegangan yang digunakan untuk mengubah AC ke DC, pembangkit gelombang AC (Isolator) dan masih banyak lagi penerapan lainnya.Jenis-Jenis Kapasitor terbagi menjadi bermacam-macam. Karena dibedakan berdasarkan polaritasnya, bahan pembuatan dan ketetapan nilai kapasitor.Selain memiliki jenis yang banyak, bentuk dari kapasitor juga bervariasi.Contohnya kapasitor kertas yang besar kapasitasnya 0.1 F, kapasitor elektrolit yang besar kapasitasnya 105 pF dan kapasitor variable yang besar kapasitasnya bisa kita rubah hingga maksimum 500 pF.


16

6.

Dioda Pengertian Dioda adalah komponen aktif yang memiliki dua kutub dan bersifat semikonduktor.Dioda juga bisa dialiri arus listrik ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya.Dioda sebenarnya tidak memiliki karakter yang sempurna, melainkan memiliki karakter yang berhubungan dengan arus dan tegangan komplek yang tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi yang digunakan serta parameter penggunaannya. Awal mulanya dioda adalah sebuah piranti kristal Cat’s Wahisker dan tabung hampa. Sedangkan pada saat ini, dioda sudah banyak dibuat dari bahan semikonduktor,

contohnya

:

Silikon

dan

Germanium.

Di

karenakan

pengembangannya yang dilakukan secara terpisah, dioda kristal (semikonduktor) lebih populer di bandingkan dengan dioda termionik. Dioda termionik pertama kali ditemukan oleh Frederick Guthrie pada tahun 1873, sedangkan dioda kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti asal Jerman, Karl Ferdinand Braun.

Gambar 6. Simbol dan Komponen Dioda

Fungsi Dioda sangat penting didalam rangkaian elektronika.Karena dioda adalah komponen semikonduktor yang terdiri dari penyambung P-N.Dioda merupakan gabungan dari dua kata elektroda, yaitu anoda dan katoda. Sifat lain dari dioda adalah menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada aliran tegangan balik. Selain itu, masih banyak lagi fungsi dioda lainnya, sebagai berikut : a. Sebagai penyearah untuk komponen dioda bridge. b. Sebagai penstabil tegangan pada komponen dioda zener. c. Sebagai pengaman atau sekering. d. Sebagai pemangkas atau pembuang level sinyal yang ada di atas atau bawah tegangan tertentu pada rangkaian clipper.


17

e. Sebagai penambah komponen DC didalam sinyal AC pada rangkaian clamper. f. Sebagai pengganda tegangan. g. Sebagai indikator untuk rangkaian LED (Light Emiting Diode). h. Dapat digunakan sebagai sensor panas pada aplikasi rangkaian power amplifier. i. Sebagai sensor cahaya pada komponen dioda photo. j. Sebagai rangkaian VCO (Voltage Controlled Oscilator) pada komponen dioda varactor.

Secara keseluruhan dioda dapat kita contohkan sebagai katup, dimana katup tersebut akan terbuka pada saat air mengalir dari belakang menuju ke depan. Sedangkan katup akan menutup apabila ada dorongan aliran air dari depan katub. Simbol dioda digambarkan dengan anak panah yang diujungnya terdapat garis yang melintang.Cara kerja dioda dapat kita lihat dari simbolnya.Karena pada pangkal anak panah disebut sebagai anoda (P) dan pada ujung anak panah dapat disebut sebagai katoda (N). Pada umumnya, dioda terbuat dari bahan silikon yang sudah dibekali tegangan pemicu. Tegangan pemicu ini sangat diperlukan agar elektron bisa langsung mengisi hole melalui area depletin layer. Didalam komponen dioda tidak akan terjadi pemindahan elekrton hole dari P ke N maupun sebaliknya. Itu di sebabkan hole dan elektron akan tertarik ke arah kutub yang berlawanan. Bahkan lapisan depletion layer semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.

7.

IC Pewaktu 555 IC pewaktu 555 adalah sebuah sirkuit terpadu yang digunakan untuk berbagai pewaktu dan multivibrator. IC ini didesain dan diciptakan oleh Hans R. Camenzind pada tahun 1970 dan diperkenalkan pada tahun 1971 oleh Signetics. Nama aslinya adalah SE555/NE555 dan dijuluki sebagai "The IC Time Machine".555 mendapatkan namanya dari tiga resistor 5 kΩ yang digunakan pada sirkuit awal. IC ini

sekarang

masih

digunakan

secara

luas

dikarenakan

kemudahannya,

kemurahannya dan stabilitasnya yang baik. Sampai pada tahun 2008, diperkirakan sejuta unit diproduksi setiap tahun. Bergantung pada produsen, IC ini biasanya


18

menggunakan lebih dari 20 transistor, 2 diode dan 15 resistor dalam sekeping semikonduktorsilikon yang dipasang pada kemasan DIP 8 pin Pembangkit pulsa IC 555 merupakan chip yang didesain khusus untuk pembangkit pulsa yang dapat diatur mode kerjanya, sehingga dapat membentuk suatu multivibrator dan timer. Pembangkit pulsa IC 555 banyak dikembangkan oleh beberapa pabrik, dimana tiap pabrik memiliki kode produksi masing-masing tetapi tipe 555 selalu disebutkan sebagai contoh SE555, NE555, LM 555, MN 555, CA555, SN72555, MC14555 dan untuk versi dual dengan tipe 556. Rangkaian internal pembangkit pulsa IC 555 terdiri dari beberapa blok diantaranya, pembagi tegangan menggunakan resistor, 2 unit komparator, RS flipflop, penguat tegangan, dan transitor discharge. Dengan bagian internal tersebut maka dengan IC 555 dapat dibangun suatu rangkaian multivibrator ataupun timer dengan sangat sederhana. Rangkaian internal pembangkit pulsa IC 555 dapat dilihat pada gambar blok diagram IC 555 berikut.

Gambar 7. Rangkaian Internal IC 555

Pembagi tegangan pada IC 555 terdiri dari tiga resistor 5 KOhm.Jaringan dihubungkan secara internal ke +VCC dan ground.Tegangan yang ada di resistor bagian bawah adalah sepertiga VCC.Tegangan pada titik tengah pembagi tegangan sebesar dua pertiga harga VCC. Titik dua pertiga VCC ini berada pada pin 5 dan titik ini didesain sebagai pengontrol tegangan. Dua buah komparator pada IC 555 merespon sebagai rangkaian saklar dengan tegangan referensi dihubungkan pada salah satu masukan pada masing-masing


19

komparator. Tegangan yang diberikan pada masukan yang lain akan memberikan permulaan terjadinya perubahan pada keluaran jika tegangan tersebut berbeda dengan tegangan referensi. Komparator yang berada pada dua pertiga VCC dimana pin 5 dihubungkan ke tengah resistor pembagi dengan input yang lain dihubungkan dengan pin 6 yang disebut sebagai input threshold. Saat tegangan pada pin 6 naik melebihi dua pertiga VCC, keluaran komparator akan menjadi positif. Ini kemudian diberikan pada bagian reset dari input flip-flop. Komparator 2 berfungsi sebagai referensi sepertiga dari VCC. Input noninverting komparator 2 dihubungkan dengan bagian bawah jaringan pembagi tegangan resistor. Pin 2 eksternal dihubungkan dengan input inverting komparator 2 dan disebut sebagai input trigger. Jika tegangan pemicu lebih rendah dari sepertiga VCC, keluaran komparator akan berharga positif kemudian diberian pada input set dari flip-flop. Flip-flop IC 555 termasuk jenis RS flip-flop yang memiliki input set dan reset dengan satu output. Saat input reset positif maka output akan positif. Tegangan positif pada set akan memberikan output menjadi negatif. Output flip-flop tergantung pada status dua input komparator. Output flip-flop diberikan ke output melalui penguat inverting dan transistor discharger. Output dihubungkan dengan pin 3 dan transistor discharger dihubungkan dengan pin 7. Beban yang dipasang pada terminal 3 akan membaca apakah output berada pada +VCC atau ground, tergantung kondisi isyarat input. Arus beban maksimum dari IC 555 adalah 200 mA dapat dikontrol oleh terminal keluaraan. Beban yang tersambung pada +VCC akan mendapat energi saat pin 3 berubah ke ground dan sebaliknya untuk bebena yang terhubung ke ground akan mendapat energi saat output IC 555 bernilai +VCC. Transistor Q1 disebut discharge transistor, output flip-flop dihubungkan pada basis Q1 . Saat flip-flop set (positif), akan membuat Q1 mendapat bias maju. Pin 7 terhubung ke ground melalui Q1. Saat flip-flop reset (negatif), akan membuat Q1 mendapat bias mundur sehingga membuat pin 7 open circuit sehingga pin 7 pembangkit pulsa IC 555 mempunyai dua kondisi, terhubung close circuit dan open circuit. Pada dasarnya aplikasi utama IC NE555 ini digunakan sebagai Timer (Pewaktu) dengan operasi rangkaian monostable dan Pulse Generator (Pembangkit Pulsa) dengan operasi rangkaian astable.Selain itu, dapat juga digunakan sebagai


20

Time Delay Generator dan Sequential Timing. Fungsi masing-masing kaki (pin) IC NE555

Gambar 8: Simbol IC NE555

Tabel 2. Fungsi pada masing masing kaki NE555

PIN 1

KEGUNAAN Ground (0V), adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negative Trigger, input negative dari lower komparator (komparator B) yang

2

menjaga osilasi tegangan terendah kapasitor pada 1/3 Vcc dan mengatur RS flip-flop

3

Output, pin keluaran dari IC 555. Reset, adalah pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan

4

berpengaruh untuk me-reset kerja IC. Pin ini tersambung ke suatu gate (gerbang) transistor bertipe PNP, jadi transistor akan aktif jika diberi logika low. Biasanya pin ini langsung dihubungkan ke Vcc agar tidak terjadi reset Control voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan referensi input negative (komparator A). pin ini bisa dibiarkan tergantung

5

(diabaikan), tetapi untuk menjamin kestabilan referensi komparator A, biasanya dihubungkan dengan kapasitor berorde sekitar 10 nF ke pin ground

6

Threshold, pin ini terhubung ke input positif (komparator A) yang akan mereset RS flip-flop ketika tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc Discharge, pin ini terhubung ke open collector transistor internal (Tr) yang

7

emitternya terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk meng-clamp node yang sesuai ke ground pada timing tertentu


21

Vcc, pin ini untuk menerima supply DC voltage. Biasanya akan bekerja 8

optimal jika diberi 5V s/d 15V. Supply arusnya dapat dilihat di datasheet, yaitu sekitar 10mA s/d 15mA.


22

BAB III METODE PENULISAN A.

Metode Dalam Pembuatan alat pengusir serangga portable menggunakan frekuensi ultrasonic, metode yang digunakan adalah eksperimen.Menurut Schoenherr (1996) yang dikutip oleh Palendeng (2003:81) metode eksperimen adalah metode yang sesuai untuk pembelajaran sains, karena metode eksprimen mampu memberikan kondisi belajar yang dapat mengembangkan kemampuan berfikir dan kreativitas secara optimal. Siswa diberi kesempatan untuk menyusun sendiri konsep-konsep dalam struktur kognitifnya, selanjutnya dapat diaplikasikan dalam kehidupannya.

B.

Langkah eksperimen alat pengusir serangga portable menggunakan frekuensi ultrasonic Langkah yang dilakukan dalam pembuatan alat pengusir serangga portable menggunakan frekuensi ultrasonicmeliputi : 1. Identifikasi Masalah 2. Menentukan Tujuan dan sasaran 3. Analisa Kebutuhan 4. Perancangan Alat 5. Pembuatan Alat 6. Pengujian Alat 7. Publikasi Alat

C.

Waktu dan tempat pengerjaan Waktu Pengerjaan pembuatan alat ini dilaksanakan pada bulan Februari – Maret tahun 2015. Pengerjaan dilaksanakan di laboratorium komputer jurusan Teknik Elektronika Industri-Audio Video SMK Negeri 2 Pontianak


23

BAB IV PEMBAHASAN A. Desain Elektronis 1.

Diagram Skemati Rangkaian

Gambar 9. Skema rangkaian alat pengusir serangga portable

2. Desain PCB Pembuatan PCB dilakukan dengan memanfaatkan software eagle. Hasil yang telah di buat selanjutnya cetak dan di sablon dengan memanfaatkan plastic transparansi. Teknik penyablonan ke papan PCB dilakukan dengan cara menyetika plastic transparansi yang ada jalur PCB ke papan PCB yang telah di amplas sebelumnya. Jalur PCB yang telah di mal di papan PCB kemudian di tebalkan dengan spidol permanent Setelah jalur PCB rapih dan siap untuk di celupkan ke larutan ferriclorid selanjutnya di celupkan ke larutan ferryclorid tersebut sampai jalur yang tidak terspidol mengelupas selanjutnya di berishkan dan papan siap di bor setelah kering


24

3.

Pemasangan Komponen Tahap selanjutnya setelah papan PCB siap, maka perlu di amplas terlebih

dahulu supaya jalurnya mudah dilakukan penyolderan. Selanjutnya pemasangan komponen pada papan PCB dilakukan sesuai dengan skema yang telah dibuat. B. Desain Perangkat Keras 1. Alat pengusir serangga portable menggunakan frekuensi ultrasonic

Gambar 10. Desain alat pengusir serangga portable menggunakan gelombang ultrasonic

Gambar 11.Kemasan pengusir serangga portable tamak samping


25

Gambar 12.Kemasan pengusir serangga portable tampak atas


26

C. Flowchart Kerja System

Start

Rangkaian Mendapat tegangan Suplay

IC NE55 bekerja menghasilkan pulsa

Pulsa digunakan untuk mentriger IC CD4017

CD4017 berfungsi untuk menentukan delay waktu variasi gelombang Ultrasonic

IC AT89c2051 Bekerja

Mendapatkan triger dari CD4017 (delay)

Program pembangkit frekuensi (dengan mengatur variasi nilai periode) bekerja

Program Mengerjakan Frekuensi ke 2 (20Khz) melalui program yang diisikan

Frekuensi pertama 18Khz bekerja

Menambakhkan nikai 2 Khz setiap Perubajan delai sampai 40 Khz

Frekuensi di keluarkan melalui piezo tweeter

Apakah Power Dimatikan

Tidak Ya

Selesai

Berulang ke frekuensi pertama

Gambar 13. Flowchart kerja Alat Pengusir Nyamuk Alat ini bekerja dengan metode mengirimkan frekuensi ultrasonic yang dihasilkan oleh mikrokontroller ke piezo tweeter.Frekuensi ultrasonic dihasilkan dari nilai periode pada clock di mikrokontroller. Dengan metode tersebut maka memungkinkan didapatkan nilai frekuensi tinggi (ultrasonic ) yang diumpankan ke penguat audio untuk selanjutnya dikeluarkan melalui piezo tweeter. Penggunaan IC NE555 berfungsi untuk menghasilkan pulsa yang digunakan untuk mentriger IC CD4017. Sedangkan icCD4017 difungsikan sebagai pengatur delai pada frekuensi ultrasonic sehingga kerja mikrokontroller tidak terbebani kerja dari duabuah pengaturan pulsa yakni sebagai delay dan sebagai TTG.SMK N 2 Pontianak. Alat Pengusir Serangga menggunakan Frekuensi Ultrasonic

27

pembangkit frekuensi. Pemrograman di mikrokontroller menggunakan bahasa assembler yang intinya mengeluarka nilai frekuensi dengan perubahan nilai periode.


28

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A.

Kesimpulan Dengan Memanfaatkan mikrokontroller

sebagai pembangkit frekuensi

ultrasonic dan pembangkit pulsa untuk mentriger IC 4017 sebagai penghasil delay maka dapat dihasilkan frekuensi tinggi yang dapat berubah ubah dengan selang waktu tertentu. Frekuensi tinggi tersebut dapat difungsikan sebagai pengusir pada seragga karena prinsipnya mengganggu komunikasi serangga sehingga tidak betah. B.

Saran 1.

Alat ini masih butuh pengembangan lanjut sehingga dapat bekerja pada area yang lebih luas

2.

Alat

ini

baru

sebatas

pengusir

serangga

sehingga

masih

butuh

pengembangan lanjut agar bisa multi fungsi sebagai pengusir sekaligus pembasmi serangga


29

DAFTAR PUSTAKA

1.

http://komponenelektronika.biz/pengertian-kapasitor.html

2.

http://meitulipa3.blogspot.com/2013/10/makalah-teknologi-tepatguna.html?m=1

3.

http://www.basudewa.net/2012/08/pengenalan-ic-4017-dalam-rangkaianled.html

4.

http://montrivero-atmega8535.blogspot.com/2009/10/lampu-berjalan-denganic4017.html

5.

http://fajardotkom.blogspot.om

6.

http://dasar-elektro.blogspot.om

7.

www.tnt-magz.om

8.

http://adys.blog.uns.ac.id


A. Latar Belakang Masalah

Recommend Documents