Tugas 3 Rangkaian Mendeteksi Sinyal Denyut Nadi Menggunakan Sensor IR LED

1. Tujuan [kembali]

  • Untuk mengetahui prinsip kerja sensor led infrared.
  • Untuk mengetahui cara mensimulasikan rangkaian mendeteksi denyut nadi menggunakan 
  • Untuk mengetahui prinsip kerja pada rangkaian sensor cahaya menggunakan LDR.

2. Alat dan Bahan [kembali]

    a. Alat

  • Ground

  • Power Supply / Catu daya

        b. Bahan 

    • Resistor
    • LED

    • Infrared LED

    • Kapasitor Elco

    • Kapasitor Mylar

    • IC LM358

    • Photodioda

3. Dasar Teori [kembali]

  • Resistor 
Simbol resistor

        Resistor berfungsi sebagai penghambat jumlah arus yang megalir masuk ke dalam suatu rangkaian. Satuan resistor adalah Ohm (). Cara mengukur resistor, yaitu menggunakan alat ukur multimeter analog/digital, dan membaca kode warna resistor.


  • Power Suply / Catu daya

    Power Supply atau dalam bahasa Indonesia atau disebut Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.  Pada dasarnya Power Supply atau Catu daya ini memerlukan sumber energi listrik yang kemudian mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat elektronika lainnya. Oleh karena itu, Power Supply kadang-kadang disebut juga dengan istilah Electric Power Converter. Power supply ini fungsinya sebagai pengubah dari tegangan listrik AC (Alternating Current atau arus bolak-balik) menjadi tegangan DC (Direct Current atau arus searah).

    Dalam sebuah power amplifier semua tidak bisa berdiri sendiri, atau saling terkait erat. Trafo harus bisa menangani rangkaian power dan rangkaian power harus bisa menangani beban atau speaker. Hal ini karena dalam elektronika/kelistrikan mengenal hukum Ohm, yang dinyatakan secara matematis dengan rumus persamaannya yaitu V =x1*R, I = V/R, dan R = V/I. V adalah voltase(V), I adalah kuat arus(A), dan R adalah hambatan (Ω). 


  • Ground
Simbol Ground
 Ground ialah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi. Cara pemasangannya yaitu menggunakan sebuah elektroda khusus untuk pembumian yang ditanam di bawah tanah.


  • Photodioda
    Photodioda ialah komponen Elektronika yang dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik. Dioda Foto merupakan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan tergolong dalam keluarga Dioda. Seperti Dioda pada umumnya, Photodiode atau Dioda Foto ini memiliki dua kaki terminal yaitu kaki terminal Katoda dan kaki terminal Anoda, namun Dioda Foto memiliki Lensa dan Filter Optik yang terpasang dipermukaannya sebagai pendeteksi cahaya.

  • Kapasitor Mylar

    Kapasitor Milar (kadang ditulis mylar) disebut juga sebagai kapasitor Polyester (PET) adalah jenis kapasitor khusus yang memiliki beberapa fitur khusus dibandingkan dengan jenis kapasitor keramik dan elektrolitik.

    Kapasitor mylar memiliki ketahanan terhadap tegangan tinggi dengan ukuran yang relatif kecil disamping itu juga memberikan ketahanan tinggi terhadap kelembaban. Berikut ini data karakteristik kapasitor milar

  1. Kisaran Kapasitansi: 0.001uF hingga 5.6uF
  2. Rentang Tegangan: 50V hingga 630V
  3. Toleransi: ± 10%
  4. Konstanta dielektrik: 3,2 pada 1MHz
  5. Faktor disipasi: 0,5 pada 1kHz
  6. Penyimpangan kapasitif: 1.5
  7. Suhu Operasional: 125°C (maks)

  • Kapasitor Elco

Simbol Kapasitor Elco
    Fungsi elco didalam suatu rangkaian elektronika yaitu digunakan untuk mengetahui berapa nilai kapasitas sebuah elco didalam satuan uf (mikro farad). Fungsi tersebut seringkali disebut sebagai kapasitor polar.

    Didalam kapasitor polar, terdapat dua buah kutub yang berlainan di setiap kakinya sehingga didalam pemasangan komponen ini tidak bisa terbalik atau salah didalam pemasangannya. Jika mengalami kesalahan maka akan berakibat fatal pada keseluruhan komponen sistem dari kondensitor.


  • Infrared LED


    LED Infra Merah merupakan salah satu jenis LED (Light Emiting Diode) yang dapat memancarkan cahaya infra merah yang tidak kasat mata.  Cahaya infra merah merupakan gelombang cayaha yang berapa pada spectrum cahaya tak kasat mata. LED infra merah dpat memacarkan cahaya infra merah pada saat diode LED ini diberikan tegangan bias maju pada anoda dan katodanya. LED infra merah ini dapat memancarkan gelombang cahaya infra merah karena dibuat dengan bahan khusus untuk memendarkan cahaya infra merah.

    LED ini akan menyerap arus yang lebih besar dari pada dioda biasa. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar daya pancarnya dan semakin jauh jarak sapuannya.


  • OP AMP LM358
    Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

  • LED

Simbol LED

    Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda. LED dapat memancarkan berbagai warna, tergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan. LED juga dapat memancarkan cahaya inframerah yang tak tampat, seperti pada remote TV.

    Cara kerja dari LED hampir sama dengan keluarga dioda yang memiliki dua kutub, yaitu Kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias foward) dari Anoda ke Katoda. LED sendiri terdiri atas sebuah chip semikonduktor yang didopping, sehingga menciptakan junction antara kutub P dan kutub N. Proses dopping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan impurity / ketidakmampuan pada semikonduktr yang murni, sehingga dapat emnghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan.


4. Percobaan [kembali]

    a. Prosedur Percobaan:

    1. Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.
    2. Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.
    3. Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.
    4. Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.
    5. Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.
    6. Buka bagian Terminals mode ().
    7. Pilih terminal yang diperlukan.
    8. Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.
    9. Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.
    10. Klik play () pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.
    11. Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output cahaya

    b. Rangkaian Simulasi [kembali]

Foto rangkaian simulasi 

Rangkaian saat tidak ada arus



Prinsip kerja rangkaian simulasi [kembali]

Rangkaian saat ada arus

    Saat ujung jari tangan ditempakan diatas sensor IR LED dan Photodioda , maka sensor tersebut mendeteksi sinyal denyut nadi dari ujung jari , sinyal tersebut masih tidak stabil dan sangat lemah. Rangkaian low pass filter melewati sinyal lemah tersebut menuju LED yang mengakibatkan LED berkedib karena sinyal denyut nadi manusia berdenyut lemah. 

    c. Video [kembali]


Electricity LightningElectricity Lightning