TUGAS AKHIR PERANCANGAN DETEKTOR KESALAHAN PELETAKAN HANDSET TELEPON Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Kelulusan Pendidikan Strata Satu (S1) Progran Studi Teknik Elektro
Disusun oleh : YONIS ARAFAT 01400-088
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA 2007
LEMBAR PENGESAHAN
PERANCANGAN DETEKTOR KESALAHAN PELETEKAN HANDSET TELEPON
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan Pendidikan Strata Satu (SI) Program Studi Teknik Elektro Disusun oleh Nama
: Yonis Arafat
Nim
: 01400-088
Di setujui, Pembimbing Tugas Akhir,
Koordinator Tugas Akhir,
Ir. Said Attamimi
Ir.Yudhi Gunardi , MT Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri
Ir. Budi yanto husodo, M.sc
ii
LEMBAR PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini, Nama
: YONIS ARAFAT
Nim
: 01400-088
Jurusan/ Fakultas
: Teknologi industri / Teknik Elektro
Unuversitas
: Universitas Mercu Buana
Judul Skripsi
: Perancangan Detektor Kesalahan Peletakan Handset Telepon
Dengan ini menyatakan bahwa sesungguhnya skripsi ini adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan kutipan dari hasil karya orang lain. Rancangan dan data yang menunjang skripsi ini berdasarkan beberapa literatur yang saya baca.
Jakarta, Februari 2007
(Yonis Arafat)
iii
KATA PENGANTAR Segala puji dan rasa syukur yang teramat dalam penulis panjatkan kehadirat allah S.W.T yang senantiasa melimpahkan rahmat serta hidayah-NYA. Sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul:
“PERANCANGAN DETEKTOR KESALAHAN PELETAKAN HANDSET TELEPON” Pembuatan tugas akhir ini merupakan salah satu tugas dari mata kuliah tugas akhir sebagai syarat memperoleh gelar strata 1 (S1) teknik telekomunikasi universitas mercu buana Jakarta. Dalam penyelesaian tugas akhir ini , saya mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu, baik secara langsung maupun tidak langsung hingga terselesaikanya tugas akhir ini, untuk itu ucapan terima kasih penulis sampaikan dengan tulus kepada: 1. Allah S.W.T yang telah memberikan karunia dan nikmatnya yang tidak terhitung jumlahnya hingga saat ini. 2. Bapak Ir. Budi yanto husodo, M.sc, Selaku kepala jurusan teknik elektro Universitas Mercu Buana. 3. Bapak Ir.Yudhi Gunardi, MT, selaku koordinator tugas akhir yang mengatur semua hal yang berkaitan dengan tugas akhir sehingga semuanya bisa berjalan lancar. 4. Bapak Ir. Said attamimi selaku dosen pembimbing yang telah berkenan meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan pengarahan.
iv
5. Bapak dan ibu dosen teknik elektro Universitas Mercu Buana atas bekal ilmu yang diberikan. 6. Kedua Orang Tua, yang telah dengan sabar dan ikhlas membiayai, mendoakan dan memberi dukungan tanpa henti hingga terselesaikanya tugas akhir ini. 7. Alam yang telah memberikan berbagai macam kehidupan dan berbagai macam kehidupan dan pengetauan yang tak terhingga yang perlu dijaga dan dilestarikan. “Save our earth”….! 8. SWATALA. UMB yang telah memberikan ilmu pengetahuan sehingga dapat menghargai hidup. 9. Keluarga besar SWATALA. UMB yang telah memberikan dukungan hingga terselesaikannya tugas akhir ini. 10. Special untuk Asri Marheni yang telah mendampingi dan memberikan support sampai terselesaikannya tugas akhir ini Sebagai manusia biasa penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mohon maaf atas segala kekurangan . Tangerang,
Februari 2007
( Yonis Arafat )
v
ABSTRAK Detektor kesalahan peletakan handset telepon ini merupakan suatu alat yang yang mampu mendeteksi jika terjadinya kesalahan pada peletakan handset (gagang) telepon. Pada saat komunikasi telah selesai dan sipemilik telepon tidak meletekken handset nya dengan benar, maka sentral telepon akan menghasilkan nada tone sebesar 1KHz. Nada tone sebesar 1KHz akan dideteksi oleh rangkaian tone detector. Rangkaian tone detector dibangun menggunakan IC LM567. Jika frekuensi telepon menghasilkan frekuensi sebesar 1KHz, maka rangkaian tone detector akan berlogika low. Logika ini akan membangkitkan rangkaian tunda untuk menghasilkan logika tinggi yang digunakan untuk menggerakkan rangkaian gerbang logika . Rangkaian tunda dibangun dengan menggunakan IC monostable multivibrator 74LS123. Rangkaian gerbang logika berfungsi untuk mempertahankan kondisi logika tinggi dari keluaran rangkaian tunda untuk dapat menggerakkan rangkaian oscillator 1. Rangkaian oscillator 2 merupakan rangkaian generator nada yang dibangun dengan menggunakan IC 555 sebagai astabil multivibrator untuk menghasilkan suara pada keluaran rangkaian speaker sebagai indicator bahwa telah terjadi kesalahan peletakan handset telepon.
vi
DAFTAR ISI
Halaman Judul
............................................................................................
i
Lembar Pengesahan ............................................................................................ ii Lembar Pernyataan ............................................................................................. iii Kata Pengantar
............................................................................................ iv
Abstrak
...................................................................................................... vi
Daftar Isi
...................................................................................................... vi
Daftar Gambar ................................................................................................... Daftar Tabel BAB I
x
..................................................................................................... xii
PENDAHULUAN .............................................................................
1
1.1 LATAR BELAKANG .................................................................
1
1.2 TUJUAN PENULISAN
2
............................................................
1.3 PERUMUSAN MASALAH 1.4 BATASAN MASALAH
.....................................................
2
............................................................
3
1.5 METODELOGI PENELITIAN
.................................................
3
1.6 SISTIMATIKA PENULISAN
..................................................
4
BAB II TEORI ALARM PENDETEKSI KESALAHAN PELETAKKAN HANDSET TELEPON ....................................................................
5
2.1
.............................................................................
5
2.1.1
Telepon ..........................................................................
5
2.1.2
Sistim Komunikasi Telepon
.........................................
5
2.1.3
Prinsip-prinsip Dasar Pesawat Telepon ........................
6
2.2
UMUM
PENGENALAN KOMPONEN
…………………………
7
2.2.1
Integrated Circuit
…………………………………
7
2.2.2
IC Pewaktu 555
…………………………………
7
2.2.2.1 Bagian Blok IC 555
……………………….....
8
2.2.2.2 Astabil Multivibrator …………………………
9
vii
2.2.3. IC LM 567 ...................................................................... 12 2.2.4. IC 74 LS 123.................................................................... 14 2.2.5. IC 7400 (Gerbang NAND 2 jalan masuk berempat)........ 16 2.2.6
IC 7410 (Gerbang NAND 3 jalan masuk ber tiga ) ........ 17
2.3. GERBANG LOGIKA
……………………………………… 18
2.3.1
Gerbang AND ………………………………………… 18
2.3.2
Gerbang NOT ………………………………………… 19
2.3.3
Gerbang NAND ……………………………………… 20
2.4. FLIP-FLOP 2.4.1
………………………………………………… 20
RS flip-flop …………………………………………… 21
2.5. RESISTOR …………………………………………………… 21 2.5.1
Resistor Tetap ………………………………………… 23
2.5.2
Variabel Resistor (VR) ………………………………… 23
2.6. KAPASITOR ………………………………………………….. 24 2.7. DIODA
……………………………………………………… 25
2.7.1. LED ( light Emiting Dioda ) 2.8. TANSISTOR
………………………… 25
………………………………………………… 26
2.8.1. Asas Kerja Transistor ………………………………… 27 2.8.2. Transistor Sebagai Saklar ……………………………… 28 2.9. TOMBOL RISET
…………………………………………… 28
2.10. TRANSFORMATOR ………………………………………… 29 2.11. RELAY
……………………………………………………… 30
2.11.1. Prinsif Kerja Relay.
………………………………… 31
BAB III PERANCANGAN DETEKTOR DAN KOMPONEN PENDUKUNG .................................................................................... 33 3.1
DIAGRAM BLOK ..................................................................... 33
3.2
CARA KERJA RANGKAIAN .................................................. 34
3.3
ANALISIS RANGKAIAN ......................................................... 36 3.3.1
Tone Detektor (Pendeteksi Sinyal ) ............................... 36
3.3.2
Rangkaian Tunda ........................................................... 38
viii
3.3.3
Gerbang logika ............................................................... 39
3.3.4
Rangkaian Relay ……………………………………… 41
3.3.5
Generator Nada
3.3.6
Oscilator 1
3.3.7
Oscilator 2 ( Rangkaian Alarm atau Speaker) ………… 43
…………………………………… 42
…………………………………………… 42
BAB IV ANALISA HASIL PERANCANGAN …………………………… 46 4.1
4.2
PROSES PENGUJIAN 4.4.1
Titik Uji Alat
4.4.2
Prosedur Pengujian Alat ……………………………… 47
4.4.3
Hasil Pengujian Alat
………………………………………… 46 ………………………………… 47
PENGUKURAN ALAT ……………………………………… 47
BAB V PENUTUP 5.1
……………………………………… 46
………………………………………………………… 50
KESIMPULAN
……………………………………………… 50
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN KARTU ASISTENSI
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Sistenm Komunikasi Telepon ....................................................
6
Gambar 2.2
Bagian Skematik Pewaktu 555 ..................................................
9
Gambar 2.3
Pewaktu 555 Dipasang Sebagai Astabil Multivibrator .............. 10
Gambar 2.4
Bentuk Gelombang Kapasitos dan Keluaran ............................. 11
Gambar 2.5
Rangkaian Pewaktu Astabil 555
Gambar 2.6
Bentuk Dalam IC LM 567 ......................................................... 13
Gambar 2.7
Aplikasi Tone Detektor IC LM 567
Gambar 2.8
Bentuk Dalam IC 74 LS 123 ………………………………… 15
Gambar 2.9
Rangkaian Dalam IC 7400 …………………………………… 17
Gambar 2.10 Bentuk Dalam IC 7410
.............................................. 12
………………………… 13
……………………………………… 18
Gambar 2.11 Gerbang AND ………………………………………………… 19 Gambar 2.12 Gerbang NOT ………………………………………………….. 19 Gambar 2.13 Gerbang NAND
…………………………………………… 20
Gambar 2.14 RS Flip-flop ………………………………………………….. 21 Gambar 2.15 Simbol Resistor
……………………………………………… 22
Gambar 2.16 Simbol Variabel Resistor
………………………………… 23
Gambar 2.17 Simbol Kapasitor ……………………………………………… 24 Gambar 2.18 Simbol Dioda ………………………………………………… 25 Gambar 2.19 Simbol Transistor Jenis NPN dan PNP………………………… 27 Gambar 2.20 Simbol Relay dan Kontaknya
x
……………………………… 31
Gambar 2.21 Bagian Dalam Relay
……………………………………… 32
Gambar 3.1
Diagram Blok Rangkaian ……………………………………… 33
Gambar 3.2
Rangkaian Pendeteksi Sinyal ………………………………… 38
Gambar 3.3
Rangkaian Tunda ……………………………………………… 39
Gambar 3.4
Gerbang Logika ……………………………………………… 40
Gambar 3.5
Rangkaian Relay ……………………………………………… 42
Gambar 3.6
Rangkaian Oscilator 1 ............................................................... 43
Gambar 3.7
Rangkaian Alarm ( Oscilator 2 ) ................................................ 44
xi
DAFTAR TABEL
2.1
Tabel Kebenaran IC 74 LS 123
.............................................................. 15
2.2
Tabel Kebenaran IC 7400........................................................................... 17
2.3
Tabel Kebenaran Gerbang AND ............................................................... 19
2.4
Tabel Kebenaran Gerbang NOT ............................................................... 19
2.5
Tabel Kebenaran Gerbang NAND.............................................................. 20
xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Pada masa sekarang ini kemajuan teknologi sudah berkembang pesat, hampir semua peralatan
dilakukan oleh semua mesin-mesin
otomatis tanpa banyak bergantung pada manusia (operator ). Hal ini sangat memudahkan dalam melakukan segala aktivitas manusia, dalam perkembanganya sekarang ini sebagai contoh: sudah adanya internet, sehingga untuk keperluanya hanya dibutuhkan satu perangkat elektronika saja, yaitu komputer (PC). Dengan adanya perangkat PC ini, kita dapat menggunakan fasilitas Formal, misalnya intuk mengetik dan lain sebagainya sampai hubungan antar jaringan seperti: untuk memesan ticket, memesan barang, periklanan, dan masih banyak lagi keperluan yang dapat ditawarkan. Pada akhirnya perkembangan telekomunikasi juga berkembang pesat seperti yang pernah kita ketahui pada masa terdahulu, hubungan telepon masih belum dapat berhubungan langsung antar pelanggan satu dangan pelanggan lainya, akan tetapi masih melalui oprator, yaitu orang yang mengatur lalu lintas nomor telepon, sehingga bila ingin berkomunikasi dengan pelanggan
lain harus memberi tahukan nomor
telepon terlebih dahulu yang dituju kepada operator itu, kemudian barulah dapat disambungkan pada pelanggan yang akan dihubungi.
1
Melihat pengguna jasa telepon semakin luas menyebabkan pemakai jasa telepon semakin bertambah. Pada dasarnya teknologi dikembangkan
untuk
memberikan
kemudahan-kemudahan
pada
penggunanya, dari keinginan-keinginan untuk mencapai kemudahankemudahan tersebut, maka diciptakan berbagai peralatan yang menunjang dengan berbagai peralatan yang ada maupun memadukan berbagai teknologi-teknologi yang ada menjadi peralatan yang bermanfaat. Alat detector kesalahan peletakan handset (gagang) telepon ini merupakan sebuah perangkat tambahan pada telepon rumah biasa yang berguna sebagai pendeteksi adanya kesalahan atau ketidak sempurnaan peletakan handset telepon yang banyak disebabkan karena pengguna jasa telepon itu sendiri, yang dapat menyebabkan targanggunya hubungan antar pangguna jasa telepon.
1.2 TUJUAN PENULISAN Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah merancang alarm pendeteksi kesalahan peletakan handset telepon guna memperlancar proses komunikasi sesama pengguna jasa telekomunikasi.
1.3 PERUMUSAN MASALAH Perumusan masalah pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut: a
Masalah yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah perancangan detector kesalahan peletakan handset telepon.
2
b
Melakukan analisa dan pengujian terhadap hasil desain rangkaian tersebut.
1.4 BATASAN MASALAH Pada tugas aknir ini akan terdapat beberapa sesi pembahasan masalah yaitu: a
Membahas mengenai fungsi-fungsi dan cara kerja blok rangkaian.
b
Membahas arus daya dan tegangan pada rangkaian.
1.5 METODELOGI PENELITIAN Pada pembuatan tugas akhir ini, penulis melakukan metodelogi penelitian dengan menggunakan metode sebagai berikut: a
Study literature Yaitu dengan melakukan pengumpulan data pada beberapa sumber bacaan dan situs internet yang mendukung penulisan tugas akhir ini.
b
Perancangan Melakukan proses perancangan detector berdasarkan pada hasil studi literature
dan
mengimplementasikan
teori-teori
dasar
kedalam
perancangan. c
Pembuatan Setelah melakukan perancangan, setiap komponen dirakit menjadi satu kesatuan rangkaian.
3
d
Analisis Menganalisa kerja dari alarm itu sendiri sebagai pendeteksi kesalahan peletakan handset telepon.
1.6 SISTIMATIKA PENULISAN Pada tugas akhir ini dibahas dalam lima bab yang berisi antara lain: Bab I
: Pendahuluan Pada bab ini akan dikemukakan latar belakang, maksud dan tujuan, perumusan masalah, dan sistimatika penulisan.
Bab II : Teori alarm pendeteksi Pada bab ini dibahas mengenai landasan teori tentang alarm pendeteksi kesalahan pada peletakan handset telepon. Bab III : Perancangan alarm beserta komponen pendukungnya. Dalam hal ini akan disimulasikan bagaimana alarm pendeteksi serta komponen pendukung lainnya bekerja. Bab IV: Analisa simulasi perancangan Pada bab ini akan dikemukakan hasil dari pengujian alarm pendeteksi kesalahan pada peletakan handset telepon. Bab V
: Penutup Pada bab ini dikemukakan kesimpulan dan saran dari tugas akhir ini.
4
BAB II TEORI ALARM PENDETEKSI KESALAHAN PELETAKAN HANDSET TELEPON
2.1 UMUM 2.1.1
Telepon Telepon berasal dari kata tele yang berarti jauh dan phone yang berarti
suara. Jadi, telepon berarti pembicaraan yang dapat berlangsung pada daerah yang berjauhan. Dimana telepon yang pertama kali ditemukan oleh Alexander Graham Bell pada tahun 1847. Prinsip dasar telepon adalah mengubah gelombang suara menjadi gelombang listrik oleh mikropon yang diteruskan melalui kabel dan ditempat tujuan diubah kembali menjadi gelombang suara oleh telepon.
2.1.2
Sistem Komunikasi Telepon Telepon merupakan bagian perangkat komunikasi yang berfungsi pada
proses penyampaian informasi suara yang berhubungan pada jarak jauh. Kemampuan komunikasi sangat ditentukan oleh adanya penempatan sentral telepon, jaringan lokal, jaringan transmisi untuk mengendalikan hubungan antar pelanggan. Pada gambar 2.1 pesawat telepon merupakan suatu komponen pada ujung-ujung system yang mengubah nilai-nilai informasi yang digunakan
5
diluar sisitem (suara) ke bentuk yang digunakan kedalam sistem (sinyal listrik) dan sebaliknya. Komponen lainnya adalah sentral telepon dan jaringan yang merupakan jalur transmisi sehingga kedua pesawat telepon dapat saling bertukar informasi.
Telepon 1
Sentral telepon
Telepon 2
Gambar 2.1. Sistem Komunikasi Telepon
2.1.3
Prinsip-prinsip Dasar Pesawat Telepon Bagian yang terdapat pada perangkat telepon mempunyai sebagai
berikut: a. Keypad Dialler berfungsi untuk mengirim berbagai informasi pada sentral telepon, yaitu dengan menekan nomor telepon yang akan dihubungi oleh pelanggan. b. Tone Ring (nada putar) berfungsi untuk mendeteksi ranging current dari sentral agar dapat berkomunikasi ke telepon. Bekerja pada arus bolak-balik yang mempunyai frekuensi 20 Hz sampai dengan 60 Hz dan memberikan besar tegangan antara 50 V sampai dengan 90 V. c. Bagian pengiriman dan penerimaaan sinyal informasi ke saluran telepon, meliputi bagian rangkaian penerima yang mempunyai hubungan dengan
6
speaker yang berfungsi untuk mengubah sinyal elektrik menjadi suara yang dapat didengar dan menangkap sinyal suara pada mikropon sehingga dapat diubah menjadi sinyal elektrik yang dihubungkan dengan rangkaian pengirim. d. Hook Switch (saklar handset) berfungsi mengaktifkan hubungan pesawat telepon ke sentral telepon. Bila pesawat telepon pada kondisi on-hook (diletakan), maka loop tidak memberikan arus dan pada kondisi off-hook (dipergunakan), maka loop memberikan arus DC. e. Special Information Tone adalah nada dengung dengan frekuensi sekitar 1400 Hz yang muncul karena gagang telepon terlalu lama diangkat tanpa melakukan dialing. 2.2 PENGENALAN KOMPONEN 2.2.1
Integrated Circuit Integrated Circuit (IC) pada detector kesalahan peletakan handset
telepon ini menggunakan IC pewaktu 555 sebagai oscillator, pewaktu untuk membangkitkan alarm, IC LM 567 sebagai detector penyidik nada atau suara, IC 7400 sebagai gerbang logika NAND 2 jalan masuk berempat, IC 7410 sebagai gerbang logika NAND 3 jalan masuk bertiga dan IC 74LS123 sebagai sinyal tunda.
IC Pewaktu 555 Pemakaian piranti-piranti semacam oscillator, pembangkit pulsa, pembangkit tanjakan dan gelombang persegi, multivibrator satu tembakan
7
(monostabil multivibrator), dan monitor tegangan memerlukan sebuah rangkaian terpadu yang mampu menentukan selang penentuan waktu. Rangkaian pewaktu terpadu yang sudah dikenal adalah IC 555 ini menggabungkan sebuak osilator relaktansi, dua pembanding, flip-flop RS, dan sebuah transistor pembuang.Pewaktu 555 dapat bekerja dengan catudaya dari 5 Volt sampai 8 Volt sehingga dapat digunakan bersama TTL transistor maupun rangkaian-rangkaian penguat amplifier dengan arus maksimum 200 mA.
2.2.1.1 Bagan blok IC 555 Gambar 2.2 adalah bagan blok pewaktu 555 yang disederhanakan, suatu pewaktu IC 8 pin. Pada gelombang (comparator) mempunyai sebuah masukan ambang (pin 6) dan sebuah masukan kendali (pin 5). Biasanya tegangan kendali tidak digunakan sebagai harga tetap + 2/3 Vcc,Jadi kapan saja tegangan ambang melewati tegangan kendali, maka keluarannya akan menjadi tinggi dan kemudian men-set flip-flop. Kolektor dari transistor pembuang dihubungkan ke pin 7. Jika pin ini dihubungkan dengan kapasitor pewaktu luar, keluaran Q yang tinggi dari flipflop akan menjenuhkan transistor dan mengosongkan kapasitor. Jika Q rendah, transistor terbuka dan kapasitor akan terisi. Sinyal komplementer yang dikeluarkan dari flip-flop pergi ke pin 3, yaitu keluaran. Jika reset luar (external reset) pin 4 ditanahkan, maka alat
8
akan dirintangi (mencegah agar tidak bekerja). Keadaan on/of ini kadangkadang amat berguna, tetapi pada banyak pemakaian reset luar ini tidak digunakan, dan pin 4 dihubungkan langsung dengan catudaya. Pada pembanding (comparator), masukan pembalik disebut pemicu (trigger) pin 2. Karena dihubungkan dengan pembagi tegangan, maka masukan tak membalik mempunyai tegangan tetap +1/3 Vcc. Jika tegangan masuk pemicu sedikit lebih rendah dari pada +1/3 Vcc, maka keluarannya akan menjadi tinggi dan mereset flip-flop. Pin 1 dihubungkan pada ground sedangkan pin 8 sebagai catudaya.
Gambar 2.2. Bagan Skematik Pewaktu 555
Astabil multivibrator Untuk menghasilkan suatu gelombang atau pulsa-pulsa persegi secara terus menerus dapar diperoleh dengan sebuah operasi astable (tidak stabil). Gambar 2.3 memperlihatkan pewaktu 555 yang dipasang untuk operasi astabil (berayun bebas).
9
Bila Q rendah, transistor putus dan kapasitor diisi melalui resistansi total RA +RB. Oleh karenanya, tetapan waktu pengisian adalah (RA +RB)C. Pada saat kapasitor diisi, tegangan ambang naik. Akibatnya, tegangan ambang melebihi + 2/3 Vcc, maka pembanding atas mempunyai keluaran tinggi dan kemudian menset flip-flop. Hal tersebut mengakibatkan transistor jenuh dan mentanahkan pin 7. jika kapasitor dikosongkan melaui RB, maka tetapan waktu pengosongan adalah RBC. Bila tegangan kapasitor sudah turun sedikit dibawah + 1/3 Vcc, pembanding bawah mempunyai keluaran tinggi dan mereset flip-flop.
Gambar 2.3. Pewaktu 555 dipasang sebagai multivibrator astabil Pewaktu mempunyai tegangan
yang naik dan turun secara
eksponensial, sehingga keluarannya berbentuk gelombang segi empat. Karena tetapan waktu pengisian lebih lama daripada tetapan waktu pengosongan, maka keluarannya tidak simetri yang menyebabkan keadaan keluaran yang
10
lebih tinggi lebih lama daripada keadaan keluran yang lebih rendah. Gambar 2.4. memperlihatkan bentuk-bentuk gelombang keluaran.
Gambar 2.4. Bentuk gelombang kapasitor dan keluaran
Tahanan RA dan RB dapat diganti dengan tahanan variable (potensiometer atau trimpot) sehingga lebar pulsa dan frekuensi sinyal keluaran dapat diubah-ubah. Tahanan ini dapat berfungsi untuk membatasi arus puncak yang mengalir pada transistor pembuang muatan pada saat tahanan variable berada pada nilai minimum. Gambar 2.5 memperlihatkan pewaktu astabil 555. pada pin 4 (reset) dihubungkan dengan tegangan catu dan pin 5 dipintas ke tanah melalui kapasitor 0.01 µF.
11
Gambar 2.5. Rangkaian pewaktu astabil 555
2.2.2
IC LM 567 IC LM567 adalah suatu piranti aktif yang menyerap informasi
frekuensi dan mengubahnya kebentuk pengkodean lain pada keluarannya. Gambar 2.6 memperlihatkan bentuk IC LM567. Rangkaian IC terdiri dari 2 buah decoder yaitu I (arus) phase detector dan Q (quandrature phase detector), VCO (oscillator dengan tegangan terkendali) dan seklar transistor. Tanpa adanya sinyal masukan, saklar transistor akan off dan VCO akan bekerja bebas pada suatu frekuensi yang ditentukan oleh komponen-komponen eksternal R1 dan C1 seperti pada gambar 2.7. Jika ada sinyal masukan dengan frekuensi f1, rangkaian decoder fasa akan membandingkan fasa dari frekuensi sinyal masukan dengan frekuensi dari VCO.
12
Gambar 2.6. Bentuk dalam IC LM567
Gambar 2.7. Aplikasi tone detector IC LM567 Jika ada perbedaan diantara kedua frekuensi tersebut, maka dibangkitkanlah tegangan kesalahan yang sebanding dengan perbedaan itu. Kesalahan ini akan disaring oleh filter dan diumpan balikkan kembali ke masukan VCO dan memaksa VCO mengubah frekuensi sehingga perbedaan itu berkurang. Jika frekuensi masukan cukup dekat dengan frekuensi tengah (fo), maka VCO akan mengsinkronkan operasinya dengan sinyal yang datang
13
atau VCO mengunci pada frekuensi masukan. Dengan demikian frekuensi VCO ini hampir sama dengan frekuensi masukan dan menghasilkan frekuensi di keluaran I (arus) phase detector untuk memaksa seklar transistor untuk bekerja pada daerah saturasi (on). Frekuensi tengah (fo) besarnya sama dengam frekuensi beban VCO dan dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut : fo =
1 1,1.R1.C1
dimana : fo
2.2.3
= frekuensi tengah
R1
=Tahanan 1
C1
=Kapasitor 1
IC 74lS123 IC 74LS123 merupakan IC TTL sebagai penggetar ganda monostabil
tersulut-ulang berdua yang dilengkapi dengan clear. Dalam perancangan alat ini IC tersebut berfungsi sama dengan rangkaian monostable multivirator pada IC 555 sebagai rangkaian tunda.
14
Gambar 2.8. Bentuk dalam IC 74LS123
Table.2.1 Tabel kebenaran IC 74LS123 Clear 0
A x
B x
Q 0
x
1
x
0
x
x
0
0
1
0
1
1 1
1
Denyut keluaran adalah terutama karena merupakan fungsi dari kondensator dan resistor eksternal. Untuk Cx > 100 pF, lebar denyut keluaran didefinisikan sebagai berikut :
15
Dimana :
Tω = Lebar pulsa K = Konstanta 0,28 Rt = Tahanan ekstern (KΩ) Cx = Kapasitor ekstern (pF) Dimana :Rt = Tahanan ekstern { sebesar (5 KΩ < Rt < 260 K Ω)}
Τω = 0.45 . Rt . Cx = 0,45.1000.0,0000001 = 0,00045 Hz
Lebar denyut keluaran dasar terutama ditentukan oleh harga kapasitansi ekstern dan resistansi pewaktu ekstern. Jika Cx > 1000 pF, maka lebar denyut keluaran didefinisikan sebagai :
2.2.4
IC 7400 (Gerbang NAND 2 Jalan Masuk Berempat) IC 7400 merupakan IC TTL gerbang NAND yang dikemas dalam 14
pin IC ini memerlukan catudaya minimal 5 Volt serta berisi 4 gerbang NAND yang terdiri dari 4 gerbang NAND yang masing-masing memiliki 2 masukan.
16
Gambar 2.9. Rangkaian dalam IC 7400
Tabel 2.2. Tabel kebenaran IC 7400
2.2.5
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
IC 7410 (Gebang NAND 3 Jalan Masuk Bertiga) IC 7410 ini merupakan IC TTL yang terdiri dari 14 pin, dimana IC
sejenis ini berisi 3 gerbang NAND yang masing-masing memiliki 3 masukan dan satu output. Persamaan output dari IC 7410 adalah sebagai berikut : Y = A . B . C. Gambar 2.10 memperlihatkan bentuk dalam IC 7410.
17
Gambar 2.10. Bentuk dalam IC 7410
2.3 GERBANG LOGIKA Gerbang atau pintu adalah rangkaian dengan satu masukan atau lebih, tetapi hanya satu sinyal keluaran yang dihasikan. Gerbang merupakan rangkaian digital (dua keadaan ), karena sinyal masukan dan keluaran hanya berupa tegangan logika tinggi atau tegangan logika rendah.
2.3.1
Gerbang AND Output Gerbang AND akan berlogic “1” jika semua inputnya dalam
keadaan “1”. Gerbang AND pada aljabar boolen dilambangkan dengan titik (.), sedangkan pada penyelesaian soal-soal biasanya ditulis A AND B atau A . B dan lebih sederhana lagi AB. Gambar 2.11 memperlihatkan simbol dan table kebenaran dari gerbang AND.
18
A 0
Input B 0
Output Y 1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Gambar 2.11. Gerbang AND dan table kebenaran
2.3.2
Gerbang NOT Dalam penyelesaian soal-soal logika sering dibutuhkan komplemen
(kebalikan) dari suatu level logika. Disini dibutuhkan inverter, yakni gerbang dengan hanya sebuah input, yang outpunya merupakan kebalikan inputnya. Gambar 2.12 memperlihatkan bentuk gerbang NOT dan table kebenarannya.
Input
Output
A
B
0
1
1
0
Gambar 2.12. Gerbang NOT dan table kebenaran
19
2.3.3
Gerbang NAND Gerbang NAND adalah rangkaian logika dasar yang menyatakan
bahwa oututnya akan berlogic “1” jika salah satu atau semua inputnya mempunyai logic “0”. Gambar 2.13 memperlihatkan simbol gerbang NAND dan table kebenaran. Input A 0
B 0
Output Y 1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Gambar 2.13. Gerbang NAND dan table kebenaran
2.4 FLIP-FLOP Suatu rangkaian yang mampu menunjukan dua keadaan stabil yang berbeda dan berguna sebagai elemen memori dalam suatu sistem biner. Rangkaian yang mempunyai kemampuan ini dikenal sebagai flip-flop. Flipflop adalah salah satu jenis dari multivibrator yang sering disebut sebagai bistable multivibrator, disebut demikian karena multivibrator ini dapat beada dalam salah satu dari dua keadaan secara stabil. Perpindahan peletakan handset telepon hanya dibahas sebuah flip-flop, yaitu R-S.
20
2.4.1
R-S Flip-Flop Flip-flop R-S merupakan dua saklar transistor atau gerbang NAND
yang dikopel silang. Gambar 2.14 memperlihatkan rangkaian R-S flip-flop bentuk gerbang dan diagram logikanya.
Gambar 2.14. R-S flip-flop
Keluaran dari masing-masing NAND menjadi masukan pada gerbang NAND yang lainnya. Demikian pula masukan S (set) dan R (reset) memungkinkan untuk men-set dan mereset keluaran Q. Masukan S yang tinggi dan masukan R yang rendah, maka output akan mereset Q rendah sedangkan jika masukan R tinggi mengeset Q menjadi tinggi.
2.5 RESISTOR Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.
21
Dari hukum Ohm diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega) Resistor pada umumnya berbentuk tabung dengan dua kaki dari tembaga di kiri dan kanan dan pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang berwarna yang merupakan kode warna untuk memudahkan pemakaian mengenali besar resistansi tanpa mengukur.
Gambar 2.15 Simbol resistor Dan diantaranya kode-kode warna dibawah ini merupakan besar resistansi dari pita yang ada pada resistor: •
Hitam
:0
•
Coklat
:1
•
Merah
:2
•
Jingga
:3
•
Kuning
:4
•
Hijau
:5
•
Biru
:6
•
Ungu
:7
22
•
Abu-abu
:8
•
Putih
:9
•
Emas
:10%
•
Perak
: 5%
2.5.1
Resistor Tetap (Fixed resistor) Resitor tetap adalah komponen yang memiliki nilai tahanan yang
tetap, tidak dapat diubah-ubah. Apabila nilai tahanannya semakin besar, maka arusnya semakin kecil. Dan bila nilai tahanan kecil, maka arus yang mengalir semakin besar. 2.5.2
Resistor Variabel (VR) Resistor tidak tetap manual (adjustable manual resistor) memiliki nilai
yang dapat diubah-ubah. Resistor ini juga dikenal dengan : a. Potensiometer yang dapat diubah dengan memutar gagangnya b. Variabel Resistor (VR) atau disebut juga trimpot.
Gambar 2.16 Simbol Variabel Resistor
23
2.6 KAPASITOR Kapasitor memliki struktur yang terbuat dari plat metal dan dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan dielektrik tersebut dapat berupa udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Cara kerja kapasitor adalah dengan memberikan kedua ujung plat diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negative yang terkumpul pada ujung kutub negative, dan sebaliknya muatan negative tidak bias mengalir menuju kutub positf, karena terpisah oleh bahan dielektronik yang non konduktif, sehingga muatan elektrik tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Pada tugas akhir ini digunakan kapsitor tetap. Yang dimaksud dengan kapasitor tetap ialah Kapasitor yang nilai kapasitasnya tidak dapat diubahubah. Kapasitor tetap diantaranya Kapasitor berjenis mika, film, polyester, dan keramik. Nama kapasitor didasarkan atas bahan dielektrium yang dipergunakan untuk membuatnya.
Gambar 2.17 Simbol Kapasitor
24
2.7 DIODA Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor yang saling dipertemukan. Dioda pada dasarnya merupakan tahanan arus searah, karena hanya dapat mengalirkan arus listrik dengan satu arah saja, tidak mengalirkan arus pada arah sebaliknya. Apabila kutub positif pada baterai dihubungkan dengan yang bermuatan positf (anoda) pada Dioda, sedangkan kutub negative (katoda) pada Dioda, maka Dioda akan mengalirkan arus (forward bias). Sebaliknya, bila kutub positif pada baterai dihubungkan ke katoda dan kutub negative dihubungkan pada anoda, maka Dioda tidak dapat mengalirkan (reverse bias). Untuk menentukan di antara dua kutub yang berbeda pada Dioda sehingga diketahui anoda dan katodanya, biasanya pada badan Dioda sudahdiberi tanda.
Gambar 2.18 Simbol Dioda
2.7.1
LED (Light Emiting Dioda) LED adalah
atau
Light Emiting Dioda adalah Dioda yang
memancarkan cahaya, Dioda LED semuanya terbuat dari bahan dasar Silikon dan Germanium. Prinsip kerjanya hampir sama dengan Dioda biasa, hanya
25
mempunyai keistimewaan yaitu dapat memancarkan cahaya bila dialiri arus listrik. Intensitas cahaya yang dipancarkan tergantung degan arus listrik yang dialirkannya. Dioda ini sangat popular sekali penggunaannya karena dapat menghasilkan cahaya yang berwarna warni ada yang merah, kuning, dan hijau.
2.8 TRANSISTOR Transistor merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan geranium dan silikon yang terdiri dari 3 buah kaki, kaki transistor ini terdiri dari Basis, Emitor, dan Kolektor. Transistor ini banyak dijumpai didalam rangkaian digital atau perangkat elektronik lainnya. Transistor yang terbuat dari geranium mempunyai tegangan Vbe = 0,2 – 0,3 V, sedangkan yang silokon mempunyai tegangan Vbe = 0,6 -0,7 V. transistor-transistor tersebut juga terdiri dari 2 tipe, yaitu: Ada 2 jenis transistor yang sesuai cara kerjanya, yaitu: a. NPN (Negative Positive Negative) •
Arus Kolektor IC adalah arus yang masuk kedalam kolektor
•
Arus Basis IB adalah arus yang masuk kedalam basis
•
Arus emitor IE adalah yang keluar dari emitor.
26
•
Voltase Kolektor atau Voltase kolektor-emitor, VCE adalah voltase antara kolektor dan emitor.
•
Voltase basis atau voltase-basis, VBE adalah voltase antara basis dan emitor.
b. PNP (Positive Negative Positive) Untuk transistor PNP semua arus dihitung terbalik dan voltase-voltase harus menjadi terbalik, berarti VBE dan VCE menjadi negatif atau menjadi VEB (Voltase emitor basis) dan VEC (Voltase emitor kolektor). Dan dibawah ini adalah gambar simbol dari dua jenis transistor.
Jenis NPN
Jenis PNP
Gambar 2.19 Simbol transistor jenis NPN dan PNP
2.8.1
Asas Kerja Transistor
a. Ada arus diantara terminal-terminal kolektor-emiter (arus IC), hanya apabila ada arus yang mengalir diantara terminal-terminal basis-emiter (arus IB). b. Perbandingan antara kuat IC dan kuat IB disebut “perbandingan-hantaran arus maju” (forward current transfer ratio ) atau hFE.
27
c. Pada transistor, harga hFE berkisar kira-kira 25 atau lebih. d. Untuk penguat frekuensi tinggi, ada transistor dengan harga hFE = 1000 atau lebih. e. Pada rangkaian ini digunakan transistor jenis NPN tipe BC 547 dan BD 139, dan transistor ini bekerja sebagai driver atau penggerak/mengaktifkan relay.
2.8.2
Transistor sebagai saklar Tansistor sebagai saklar adalah suatu alat dengan sambungan dan bisa memiliki dua keadaan , yaitu keadaan on dan keadaan off, Keadaan off / merupakan suatu keadaan dimana tidak ada arus yang mengalir. Keadaan on / buka marupakan suatu arus dapat mengalir dengan bebas atau dengan kata lain (secara ideal) tidak ada resistivitas dan besar voltase pada saklar sama dengan NOL.
2.9 TOMBOL RESET Tombol Reset adalah komponen elektronik yang berfungsi sebagai penghubung arus sementara. Dimana dia hanya akan mengalirkan arus pada saat ditekan, setelah dilepas maka arus akan terputus.
28
2.10TRANFORMATOR Setiap peralatan elektronika selalu menggunakan transformator atau trafo. Trafo adalah alat yang berbentuk gulungan kawat yang fungsinya untuk menaikan atau menurunkan tegangan. Transformator atau trafo pada dasarnya terdiri dari tiga bagian yaiut: a. Gulungan kawat primer b. Gulungan kawat sekunder c. Inti (desi atau ferit+udara) Kawat yang dipergunakan dalam transformator adalah kawat tembaga yang berlapiskan email. Trafo frekuensi rendah menggunakan inti besi yang berlapis-lapis, dan trafo frekuensi tinggi menggunakan inti ferit. Trafo yang dipergunakan untuk adaptor adalah termasuk frekuensi rendah, fungsi trafo dalam adaptor adalah untuk menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Trafo untuk sumber daya adaptor ada dua macam : a. Trafo yang digunakan titik nol pada gulungan sekundernya b. Trafo yang menggunakan titik tengah (CT) pada gulungan saekundernya. Jenis dan kegunaan Trafo : a. Traafo Step Up Step Down utnuk menikan dan menurunkan tegangan. b. Trafo adaptor untuk mengubah tegangan dari arus AC ke arus DC c. Trafo penguat frekurnsi menengah (IF trafo) d. Dan lain-lain
29
Prinsip kerja trafo yaitu dengan adanya arus listrik pada bagain sekunder disebabkan karena adanya induksi dari kumparan primer. Trafo hanya bisa bekerja pada arus bolak balik oleh karena itu arus yang keluar dari bagian sekunder adalah arus bolak-balik.
2.11RELAY Relay adalah elektromagnetik yang jika digunakan dan dioperasikan sebagai saklar (swich) listrik. Relay akan bekerja jika ada masukan sinyal listrik (tegangan.arus). Pada relay terdapat dua bagian utama yaitu koil dan kontak, koil terdiri dari kumparan yang merupakan lilitan kawat tembaga, dimana kumpasan tersebut akan dialiri listrik agar dapat menghasilkan medan magnet pada inti besi. Inti besi ini akan dililiti oleh kumparan untuk menghasilkan medan magnet sehingga inti besi koil juga memiliki jangkar yang terbuat dari besi lunak yang digunakan untuk kontak relay tertarik pada inti besi. Sedangkan pada kontak yang merupakan saklar/swich terdapat 2 macam kondisi dari kontak tersebut, yaitu : a. Normally Close (NC), yaitu kontak akan aktif pada saat koil tidak disuplai tegangan. b. Normally Open (NO), yaitu kontak akan aktif pada saat koil disuplai tegangan.
30
Gambar 2.15. Simbol relay dan kontaknya 2.11.1 Prinsip Kerja Relay
Jika bagian koil relay disuplay tegangan,maka arus akan mengalir pas kumparan sehingga pada inti besi yang dililiti oleh kumparan akan timbul/menghasilkan medan magnet. Setelah inti besi bersifat megnetis, maka jangkar akan tertarik ke inti besi sehingga akan mengaktifkan kontak relay. Jangkar dapat ditarik pada inti besi jika gaya magnet pada inti besi dapat menglahkan gaya pegas pada jangkar yang melawannya. Besarnya gaya magnet diterapkan ditetapkan oleh kuat medan magnet yang ada didalam udara diantara jangkar dan inti besi, adapun gaya megnet ini tergantung pada banyaknya lilitan kumparan dan kuat arus yang ada pada kumparan. Ada 2 jenis relay yang sesuai cara kerjanya, yaitu: a. Relay yang bekerja dengan arus searah (DC) saja baik koil maupun kontaknya. b. Relay yang bekerja dengan arus bolak-balik (AC) saja baik pada koil maupun kontak.
31
Gambar 2.16. Bagian dalam Relay
Persyaratan kontak: Bila hendak memilih relay untuk suatu keperluan, maka sangat penting memperhatikan apakah kontak-kontak akan mampu untuk diberi beban sebesar yang kita kehendaki. Arus yang terlalu besar mengalir pada kontak akan merusak kontak. Pada bahan-bahan kontak perlu sekali memperhatikan syarat-syarat berikut: a. Daya hantar listrik yang baik untuk mengdapatkan harga resistensi kontak yang sekecil mungkin. b. Suhu leleh dan suhu penguapan yang tinggi guna mencegah terjadinya ionisasi. c. Daya hantar thermik yang baik, agar panas yang terdapat pada permukaan kontak selekas mungkin terbuang d. Kekuatan mekanik agar terhindar dari perubahan bentuk akibat pengaruhpengaruh mekanik.
32
BAB III PERANCANGAN DETEKTOR DAN KOMPONEN PENDUKUNG 3.1
DIAGRAM BLOK Pada bab ini akan dibahas tentang perancangan alat yang meliputi diagram blok dan prinsip kerja dari masing-masing blok yang ada pada detektor kesalahan peletakan handset telepon. Blok sistem rangkaian dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Diagram blok rangkaian
Keterangan bagian-bagian diagram blok sebagai berikut : 1. Tone Detektor Tone detekror berfungsi untuk mendeteksi sinyal, dimana keluaran dari rangkaian ini sinyal yang membangkitkan rangkaian lainnya untuk bekerja.
33
2. Rangkaian Tunda Rangkaian tunda ini berfungsi sebagai rangkaian yang akan menunda suatu sinyal masukan selama selang waktu tertentu sebalum sinyal itu digunakan 3. Gerbang Logika Gerbang logika berfungsi menghasilkan keluaran logika yaitu berharga tinggi atau rendah yang ditentukan oleh keadaan masukan dari rangkaian tunda. 4. Tone Generator Tone generator berfungsi untuk mengaktifkan speaker sebagai isyarat untuk memberintahukan kepada pemakai telepon bahwa handset (gagang) telepon masih terangkat pada saat peletakan. 5. Relay Relay berfungsi untuk memindahkan kontak saluran dari pesawat telepon ke ringer.
3.2
CARA KERJA RANGKAIAN Pada dasarnya rangkaian ini digambarkan bekerja secara digital pada input dan output low atau high dari
+Vcc sebesar +5V. dalam keadaan
normal atau tidak terjadi kesalahan letak gagang telepon, relay pada alat ini masih menyambungkan line telepon ke pesawat telepon. Keadaan tersebut menyebabkan input ke pin 3 dari IC1 (LM 567) masih dalam keadaan low, karena inputnya low, maka output pada pin 8 IC1 menjadi high. Kemudian out put tersebut menjadi input bagi IC4 (74LS123) yang berfungsi sebagai
34
rangkaian tunda pada keluarannya yaitu pin 4 menjadi low (rendah). Output dari IC4 tersebut akan melalui gerbang logika yang kemudian masuk ke rangkaian relay dan rangkaian oscillator. Output dari gerbang logika yang menuju ke rangkaian relay adalah low, sehingga belum dapat merubah posisi dari relay. Demikian juga yang menuju ke rangkaian oscillator 1 adalah low, sehingga belum dapat mengaktifkan oscillator 2 dan speaker. Pada saat terjadi kesalahan peletakan handset dan telepon, maka yang terjadi adalah pesawat telepon dalam beberapa detik akan mengeluarkan nada dengung. Sinyal dengan frekuensi yang tepat menjadi input high rangkaian pendeteksi sinyal, karena mendapatkan input high maka IC1 (LM 567) pada rangkaian ini memberikan output low. Output low tersebut menuju kerangkaian tunda yang dibangkitkan oleh IC4, sehingga pada putput pada pin 4 akan menjadi high. Keluaran dari rangkaian tunda tersebut akan mengaktifkan gerbang logika dan menghasilkan keluaran yang tinggi (high) pula. Jika relay mendapatkan masukan tinggi dari output gerbang logika, maka menyebabkan transistor Q1 dan Q2 menjadi on atau dalam keadaan saturasi. Keadaan tersebut menyebabkan relay berpindah kontak dan menyambungkan line telepon dengan alat detektor kesalahan peletakan hand set telepon.
35
Keluaran dari gerbang logika akan mengaktifkan rangkain tone generator yang terdiri dari oscillator 1 dan oscillator 2. jika oscilator 1 mendapat masukan tinggi, maka ia akan mengaktiffkan oscillator 2 yang merupakan IC3
(IC 555), dimana pada keluarannya tinggi sehingga akan
membangkitkan atau mengaktifkan speaker. Untuk dapat berbicara atau mengaktifkan kembali pesawat telepon, maka harus menekan reset. Penekanan tersebut akan mengakibatkan atau menghasilkan sinyal rendah (low) dan pada keluaran gerbang logika akan rendah, sehingga ada rangkaian relay dan oscillator 1 pun akan mendapat sinyal yang sama yaitu rendah (low). Hal tersebut mengakibatkan tidak aktifnya rangkaian oscillator 2 dan speaker. Transistor Q1 dan Q2 pada rangkaian relay akan bekerja pada daerah cut-off, sehingga relay kembali ke posisi awal atau menghubungkan line telepon dangan pesawat telepon dan dapat dilangsungkan pembicaraan.
3.3
ANALISIS RANGKAIAN
3.3.1. Tone Detektor (Pendeteksi Sinyal) Rangkaian penditeksi ini berfungsi untuk mendeteksi sinyal special information tone atau nada dengung, dan keluarnya menghasilkan sinyal untuk membangkitkan rangkaian lainnya. Untuk mendeteksi sinyal yang masuk tersebut, maka digunakan sebuah IC LM567 sebagai piranti aktif yang
36
menyerap informasi frekuensi dan mengubahnya ke dalam bentuk pengkodean lain pada keluarannya. Pada saat belum ada sinyal masukan dengan frekuensi yang tepat masuk ke rangkaian atau dalam keadaan rendah (low), maka tegangan pada pin 8 dari IC tersebut adalah sebesar 5 Volt atau dalam keadaan tinggi (high). Jika sinyal masukan yang memiliki frekuensi yang sesuai dideteksi oleh rangkaian, maka tegangan keluaran berubah menjadi = 0 Volt atau dapat dikatakan jika inputnya tinggi (high), maka pada keluarannya menjadi rendah (low). Fo pada kaki 5 dan 6 pada IC LM567 berikut ini menggunakan persamaan rumus
fo =
=
1 1,1.R1.C1
1 1,1.10000.0,00015
= 0,6 Hz
37
Gambar 3.2. Rangkaian pendeteksi sinyal
3.3.2. Rangkaian Tunda Rangkaian tunda berfungsi sebagai rangkaian yang akan menunda suatu sinyal masukan selama selang waktu tertentu sebelum sinyal tersebut digunakan. Komponen utama pada rangkaian ini adalah IC 74LS123 yang dugunakan sebagai monostable multivibrator. Pada saat input berupa sinyal low, maka clear (CLR) yang bersifat aktif low. Hal tersebut mangakibatkan keluaran dari pin 13 (Q) menjadi low dan keluaran pin 4 (S) menjadi tinggi (high) tanpa memperhatikan input pada
38
A dan b. apabila input berupa sinyal high, maka keluaran dari pin 13 akan menuju positif dan keluaran pin 4 menjadi menuju negative.
Gambar 3.3. Rangkaian Tunda
3.3.3. Gerbang Logika Rangkaian gerbang logika terdiri dari dua buah IC, yaitu IC 7410 dan IC 7400. dimana IC 7410 merupakan sebuah IC yang berbentuk gerbang NAND dengan tiga masukan (input) sedangkan untuk IC 7400 merupakan suatu
dengan
dua
masukan
(input).
Rangkaian
gerbang
logika
mempunyaifungsi untuk menggerakan relay melalui saklar transistor.
39
Gambar 3.4 Rangkaian Gerbang Logika
Rangkaian gerbang logika ini memiliki memasukan dan keluaran berupa sinyal digital (low dan high), dimana masukan ini berasal dari rangkaian tunda. Keluaran dari rangkaian gerbang logika ini menuju ke relay dan rangkaian oscillator 1. Reset pada rangkaian berfungsi untuk mengubah input sinyal digital yang dapat mempengaruhi masukan gerbang NAND pin 9 pada IC 7410. Resistor R3 yang terdapat pada reset berfungsi sebagai penahan tegangan.
40
3.3.4. Rangkaian Relay Rangkaian pada system ini berfungsi untuk mengendalikan relay, dimana relay ini digunakan sebagai saklar (switch) untuk memindahkan kontaksaluran dari pesawat telepon ke generator nada. Dalam rangkaian relay ini digunakan sebuah diode tipe IN4148 dan dua buah transistor tipe BC 547 dan BD 139 serta dua buah resistor. Dioda ini berfungsi untuk mencegah arus balik yang ditimbulkan oleh relay yang bersifat induktif pada saat transistor berubah dari keadaan saturasi ke cut off. Sedangkan resistor R4 dan R5 berfungsi sebagai pembatas tegangan untuk mengamankan transistor. Pada keadaan awal atau keadaan tidak bekerja (transistor dalam keadaan cut off), posisi relay terhubung ke pesawat telepon. Sedangkan pada keadaan bekerja atau transistor dalam keadaan saturasi, maka posisi relay berubah ke keadaan sebaliknya. Transisitor Q1dan Q2 bekerja atau dalam keadaan saturasi pada saat mendapatkan input 1 (high) yang besarnya = 5 Volt. Sedangkan pada saat transistor mandapatkan input 0 (low) yang besarnya = 0 Volt, maka transistor akan cut off.
41
Gambar 3.5. Rangkaian Relay
3.3.5. Generator Nada Generator nada pada sistem ini di bagi dalam dua bagian, yaitu oscillator 1 dan oscillator 2 (rangkaian alami). Oscillator merupakan rangkaian pembangkit frekuensi untuk menghasilkan sinyal suara. Bagianbagian tersebut berfungsi untuk membangkitkan atau mengaktifkan speaker sebagai isyarat untuk memberitahukan kepada pemakai handset (gagang) telepon dalam keadaan tidak sempurna peletakannya.
3.3.6. Oscillator 1 Rangkaian oscillator ini merupakan suatu rangkaian yang terdiri dari gerbang-gerbang NAND pada IC 7400. rangkaian oscillator mendapat
42
masukan dari keluaran rangkaian gerbbang logika dan tegangan suplai sebesar +5 Volt, dimana masukan tersebut melalui pin 12 dan pin 13. keluaran dari oscillator 1 akan menuju ke pin 4 (reset) pada IC 555 yang merupakan komponen utama sebagai oscillator atau rangkaian alarm.
Gambar 3.6. Rangkaian oscillator 1 Kapasitas C5 bersama-sama dengan resistor R8 berfungsi sebagai oscillator, karena kapasitor C5 secara terus menerus mengisi dan membuang muatannya sehingga membentuk gelombang dengan frekuensi tertentu.
3.3.7. Rangkaian Alarm atau Speaker (Oscillator 2) Untuk mendapatkan suara alarm, diperlukan oscillator untuk membangkitkan sinyal atau deretan pulsa dengan frekuensi pendengaran tertentu. Untuk itu, digunakan rangkaian terpadu IC 555 dengan konfigurasi rangkaian stabil multivibrator.
43
Rangkaian ini mendapatkan input dari keluaran pin 6 dari rangkaian oscillator 1. input pada rangkaian alarm ini adalah pin 4 yang memiliki sifat aktif low, yang berarti reset aktif jika diberi input low. Dan untuk menghitung keluaran pada IC ini adalah dengan menggunakan persamaan rumus: f =
I 1,44 = T ( RA + 2 RB )C
=
1,44 (3KΩ + 2.3 KΩ )1µf
=
1,44 3000 + 6000.0,000001
=
1,44 9000.0,000001
= 160 Hz
Gambar 3.7. Rangkaian alarm (oscillator 2)
44
Pada saat pin 4 mendapat sinyal low, maka rangkaian akan reset dan meyebabkan keluaran Q pada pin 3 menjadi low. Hal tersebut menyebabkan speaker menjadi off atau tidak aktif. Pada saat input pin 4 mendapat sinyal high, maka rangkaian berubah menjadi set dan menyebabkan keluaran Q pada pin 3 menjadi high sehingga speaker akan aktif.
45
BAB IV ANALISA HASIL PERANCANGAN 4.1
PROSES PENGUJIAN Proses pengujian yang dilakukan disini adalah dengan cara enyambungkan alat dengan kabel telepon (line telepon) dan kemudian menyambungkan alat dengan pesawat telepon. Kemudian gagang telepon diletakkn dangan sembarang, bukan pada tempatnya sehingga dalam keadaan normal atau tanpa alat ini tidak memungkin kan pesawat telepon untuk menerima nada panggil dari luar atau dalam keadaan sibuk (busy). Setalah gagang telepon dinyatakan salah letak, maka dalam beberapa detik akan terdengar bunyi special information tone atau nada dengung pada pesawat telepon dan nada tersebut yang akan memicu alat tersebut untuk bekerja. Kemudian dalam 15 detik rangkeian speaker atau alarm akan berbunyi. Untuk mengaktifkan telepon, maka riset pada alat tersebut ditekan, kemudian pesawat telepon data kembali bekerja secara normal.
4.1.1
Titik Uji Alat Pengujian yang akan dilakukan adalah pada tiik input dan output dari rangkaian alarm pendeteksi kesalahan peletakan handset telepon.
41
4.1.2
Prosdur Pengujian Alat Langkah-langkah pengujian adalah dengan mengatur function generator sehingga mengeluarkan frkuensi 1 KHz dan dimasukkan pada input rangkaian alarm pendeteksi kesalahan peletakan handset telepon. Function generator dihubungkan pada input dan output rangkaian alarm pendeteksi tersebut.
4.1.3
Hasil Pengujian Alat Hasil pengujian yang didapat dari pengujian alarm pendeteksi kesalahan peletakan handset telepon ialah sebagai berikut:
4.2
a
Alarm tidak bekerja pada frekuensi dibawah 1KHz
b
Alarm tidak bekerja pada frekuensi diatas 1KHz
c
Alarm akan bekerja pada frekuensi 1KHz
PENGUKURAN ALAT Pengukuran alat ini dilakukan dengan menggunakan multitester, dimana alat tersenut berfungsi untuk mengetahui besarnya nilai tegangan input dan output. Jika dalam kondisi low maka bertegangan 0 Volt,dan jika dalam kondisi high maka bertegangan 5 Volt.
42
Berikut hasil pengikuran: Pengukuran Rangkaian Pendeteksi Sinyal (Tone Datektor) saat stand by
Pada saat stand by, letak handset masih sesuai dengan tempatnya: •
Tegangan sumber (Vcc)
= 4,5 Volt
•
Tegangan input (Vin)
= 4,8 Volt
(Tegangan input merupakan tegangan dari pin 3 IC LM567) •
Tegangan output (Vout)
= 4,5 Volt
( Tegangan output merupakan tegangan dari pin 8 IC LM567) Pada saat terjadi kesalahan peletakan handset telepon: •
Tegangan sumber (Vcc)
= 4,5 Volt
•
Tegangan input (Vin)
= 4,5 Volt
•
Tegangan output (Vout)
= 0,2 Volt
Pengukuran pada saat alarm berbunyi ( Hidup/Aktif )
43
•
Tegangan sumber (Vcc)
= 4,5 volt
•
Alarm aktif / bunyi (setelah salah letak)
= 30 detik
(Ditentukan dari nilai VR 2 dan C 4) •
Alarm aktif / bunyi selama
= 15 detik
Ditentukan dari nilai VR 7 dan C 1) Pengukuran transistor •
Tegangan collector pada transistor Q1 (BC 547)
= 4,1 Volt
•
Tegangan basis pada Q2 (BD 139)
= 3,8 Volt
•
Tegangan collector pada transistor Q2 (BD 139)
= 4,2 Volt
44
BAB V PENUTUP
5.1
KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diberikan dari alat ini adalah sebagai berikut: Alarm akan berbunyi setelah 15 detik saat terjadinya kesalahan peletakan handset telepon. Alarm berbunyi selama 15 detik. Pada saat salah letak, output keluaran IC 555 akan menghasilkan tegangan 4,5 Volt sedangkan pada saat normal tegangan akan tetap 0 Volt. Telepon akan normal kembali apabila pendeteksi ini ditekan pada tombol reset nya.
50
DAFTAR PUSTAKA
1. Dwihono, Rangkaian Logika, Surabaya, Indah, 1996. 2. Digiware, TIM, Pengetahuan Komponen Pasif Elektronika II 3. Malvino, Albert Paul, Ph.D, Prinsip-prinsip Elektronika, Jakarta, Erlangga, 1992. 4. Tiur. LH, Simanjutak, Ir. Dasar-dasar Telekomunikasi, Jakarta, Erlangga, 1993. 5. www.doctronic.co.uk/555.html 6. www.weisd.com/store2/JSH74LS123.html 7. www.nasional.com/pf/lm/LM567.html 8. www.weisd.com/store2/JSH7400.html
51
