BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1
Blok Diagram Sistem Secara lengkap, blok diagram detektor logam dengan menggunakan BFO
(Beat Frequency Oscilator) dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Blok diagram sistem Ketika sinyal dengan frekuensi tertentu yang dihasilkan oleh rangkaian oscilator pada Search Coil Oscilator kemudian digabungkan dengan sinyal dari Beat Frequency Oscilator maka akan menghasilkan suatu sinyal dengan frekuensi selisih dari frekuensi keduanya dan sinyal ini dapat didengarkan oleh pendengaran manusia, sinyal yang dihasilkan berupa suara seperti suara ‘ketukan’ dengan irama tertentu dan sering dikenal sebagai irama ketukan (beat note). Perubahan frekuensi tergantung pada ukuran logam yang dideteksi dan jarak antara sensor dengan logam yang dideteksi. Dan ketika irama beat ini telah dikuatkan
19
20
dengan amplifier maka dapat dihubungkan ke sebuah speaker kecil untuk mendengarkan irama beat yang dihasilkan.
3.2
Prinsip Kerja Rangkaian Detektor Rangkaian detektor logam ini menggunakan metode beat frequency, yang
terdiri dari beberapa blok rangkaian seperti : blok osilator sensor, osilator beat dan mixer, blok rangkaian penguat sinyal dan blok rangkaian buffer. Untuk lebih jelasnya akan dibahas masing – masing blok diagram, komponen penyusun dan cara kerjanya di bawah ini : 3.2.1
Blok Osilator Sensor, Osilator Beat dan Mixer Pada saat Search Coil mendeteksi adanya unsur logam maka osilator sensor
akan menghasilkan sinyal dengan frekuensi tertentu. Kemudian sinyal tersebut akan digabungkan dengan sinyal yang dihasilkan oleh osilator beat. Output dari penggabungan tersebut menghasilkan sinyal dengan frekuensi selisih dari frekuensi kedua sinyal yang digabungkan. Rangkaian osilator tersebut dapat dilihat pada gambar 3.2 di bawah.
21
Gambar 3.2. Rangkaian osilator sensor, osilator beat dan mixer Pada gambar 3.2 merupakan skematik untuk blok rangkaian osilator sensor dan osilator beat serta rangkaian power supply. IC LM7805 digunakan untuk menstabilkan tegangan input 12 VDC untuk menjadi tegangan stabil 5 volt. Tegangan stabil mutlak diperlukan karena jika terjadi perubahan tegangan maka osilator akan menghasilkan sinyal dengan frekuensi yang berbeda. Nilai kapasitor C1 dan C2 dapat dibuat lebih besar agar dapat menghilangkan noise yang ditimbulkan oleh tegangan suplai.
22
L2 merupakan komponen sensor yang berupa lilitan kawat tembaga dengan email dan bersama – sama dengan komponen VC1, C3, dan C4 membentuk rangkaian resonansi pararel yang frekuensi kerjanya ditentukan dari nilai komponen – komponen tersebut, dalam rangkaian ini yang menyebabkan perubahan frekuensi kerja adalah komponen L2. Rangkaian tune circuit berfungsi untuk melakukan tunning (menentukan frekuensi kerja) osilator yang dibentuk oleh TR1. R2 digunakan untuk memberikan arus DC kepada TR1 agar dapat bekerja dengan normal. TR2, T1, R3, R4 dan C7 merupakan osilator beat yang nantinya ouput dari osilator ini akan dicampur dengan sinyal yang dihasilkan oleh rangkaian osilator sensor. Pada osilator beat, frekuensi kerjanya diatur oleh T1, yang merupakan rangkaian tuning IF standar yang menggunakan integral kapasitor di dalamnya. Komponen potensiometer VR1 digunakan untuk mengatur level dari sinyal yang dihasilkan oleh blok osilator sensor. Output dari blok ini menghasilkan sinyal gabungan dari output kedua osilator. 3.2.2
Blok Rangkaian Penguat Sinyal Karena output dari rangkaian osilator masih terlalu lemah, maka diperlukan
rangkaian penguat yang berfungsi untuk menguatkan sinyal output dari rangkaian osilator. Rangkaian penguat ini menggunakan IC LM324 yang mempunyai 4 buah operational amplifier. Rangkaian penguat dapat dilihat seperti pada gambar 3.3 di bawah ini.
23
Gambar 3.3. Rangkaian Penguat Sinyal Sinyal beat, Output dari rangkaian osilator masih cukup lemah begitu pula ketika sinyal ini masuk ke diode D1 sehingga masih belum cukup untuk menggerakkan transduser. Rangkaian R12, R13 dan C14 menghasilkan sebuah referensi tegangan bagi operational amplifier dalam menguatkan sinyal beat agar tegangan referensinya terletak pada tengangan Vin. Sedangkan R14 dan R15 digunakan untuk mengatur penguatan (gain) operational amplifier. 3.2.3
Blok Rangkaian Buffer Untuk dapat menghubungkan sinyal menuju speaker diperlukan rangkaian
buffer. Rangkaian ini berfungsi sebagai rangkaian penyearah. Rangkaian buffer dapat dilihat pada gambar 3.4 di bawah ini.
24
Gambar 3.4. Rangkaian Buffer R17 dan R16 berfungsi untuk mengatur tegangan. Komponen VR2 digunakan untuk mengatur volume melalui sebuah kapasitor decoupling C17. 3.2.4
Loudspeaker Loudspeaker atau yang biasanya disebut LS merupakan bagian akhir dari
rangkaian penyusun pesawat penerima (radio). LS tersusun dari batang magnet yang terbuat dari bahan alniko atau tinokal dan kumparan serta membran yang terbuat dari bahan fiber. Setelah sinyal diperkuat oleh penguat frekuansi rendah, sinyal dengan frekuensi rendah masuk kedalam speaker yang kemudian diubah menjadi getaran suara yang dapat didengar oleh telinga manusia. 3.2.5
Konstruksi Search Coil Konstruksi dari search coil sangat menentukan hasil kerja dari rangkaian
secara keseluruhan. Pembuatan pelindung search coil sangat tergantung dari kebutuhan karena setiap aplikasi membutuhkan bantuk dari pelindung yang berbeda.
25
Dalam pembuatan detektor ini pelindung yang dibuat bertujuan agar sinyal yang dipicu tidak mendapat gangguan. Sehingga pada saat search coil mendeteksi adanya unsur logam maka osilator sensor akan langsung menghasilkan sinyal dengan frekuensi tertentu. Search coil dibentuk menyerupai sebuah gerbang sehingga dapat dengan mudah mendeteksi unsur logam yang melalui gerbang.
3.3
Proses Tuning (penyetelan) Proses tuning merupakan suatu proses yang harus dilakukan agar detektor
logam dapat mendeteksi adanya unsur logam dengan tepat. Proses tuning dilakukan dengan cara mengatur T1 pada rangkaian osilator sensor, osilator beat dan mixer agar didapatkan suara ketukan (beat). Frekuensi yang dihasilkan oleh rangkaian osilator search coil adalah sekitar 400 KHz sampai dengan 500 KHz sehingga nilai L1 (search coil) perlu disesuaikan dengan kondisi ini. Jika jumlah lilitan pada search coil kurang atau lebih maka akan mempengaruhi kerja dari detektor logam ini. Pengaturan “zero beat” harus dilakukan pertama kali dengan cara mengatur T1 agar didapatkan suara ketukan, VR1 diatur agar didapatkan kualitas suara yang paling baik. Setelah itu T1 perlu diatur ulang secara perlahan sampai tidak didapatkan suara ketukan. Kecepatan irama (pitch) dapat diatur dengan mengubah nilai dari VC1.
26
3.4
Cara Penggunaan Penerapan detektor ini sangat mudah, hanya diperlukan pengaturan letak dari
search coil yang berupa gerbang sehingga dapat mendeteksi adanya unsur logam pada barang yang melewati gerbang. Pada saat barang yang terdapat unsur logam di dalamnya maka akan memicu osilator search coil untuk menghasilkan sinyal yang kemudian akan diperkuat sehingga akan menghasilkan suara yang terdengar melalui loudspeaker. Setelah terdengar suara, barang tersebut dapat diperiksa apakah barang tersebut berisi senjata atau benda yang dapat membahayakan orang lain.
