a. latar belakang masalah · 1 ttg.smk n 2 pontianak. alat pengusir serangga menggunakan frekuensi...

1

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

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 sehari-

hari. 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

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

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

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

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

http://2.bp.blogspot.com/-DP8cm_F7fy4/TijmPyvW_QI/AAAAAAAAAgw/LGLhdpk6elM/s1600/sshot-3.jpg

http://1.bp.blogspot.com/-PZnu6jXZY4Y/TijnwzzXHBI/AAAAAAAAAg8/zDSpWzI3Y4I/s1600/sshot-4.jpg

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-Oxide-

Semiconductor, 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 bermacam-

maca 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

http://id.wikipedia.org/wiki/Komponen_elektronik

http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Tegangan_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_elektronik

http://id.wikipedia.org/wiki/Nikel

http://id.wikipedia.org/wiki/Kromium

http://id.wikipedia.org/wiki/Resistansi

http://id.wikipedia.org/wiki/Daya_listrik

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Koefisien_suhu&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Derau

http://id.wikipedia.org/wiki/Induktansi

http://id.wikipedia.org/wiki/Papan_sirkuit_cetak

http://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_terpadu

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

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hans_R._Camenzind&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/1970

http://id.wikipedia.org/wiki/1971

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Signetics&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Ohm

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 flip-

flop, 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

http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor

http://id.wikipedia.org/wiki/Diode

http://id.wikipedia.org/wiki/Resistor

http://id.wikipedia.org/wiki/Semikonduktor

http://id.wikipedia.org/wiki/Semikonduktor

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 non-

inverting 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 KEGUNAAN

1 Ground (0V), adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negative

2

Trigger, input negative dari lower komparator (komparator B) yang

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

flip-flop

3 Output, pin keluaran dari IC 555.

4

Reset, adalah pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan

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

5

Control voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan

referensi input negative (komparator A). pin ini bisa dibiarkan tergantung

(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 me-

reset RS flip-flop ketika tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc

7

Discharge, pin ini terhubung ke open collector transistor internal (Tr) yang

emitternya terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk

meng-clamp node yang sesuai ke ground pada timing tertentu

http://3.bp.blogspot.com/-KlKh7-WPwdc/UJVeY3qCT2I/AAAAAAAAADo/IeWJHH8RIPc/s1600/8 Pin IC NE555.gif

21


8

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

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

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

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

Program

pembangkit

frekuensi (dengan

mengatur variasi

nilai periode)

bekerja

Frekuensi di

keluarkan melalui

piezo tweeter

Frekuensi pertama

18Khz bekerja

Mendapatkan

triger dari CD4017

(delay)

Program

Mengerjakan

Frekuensi ke 2

(20Khz) melalui

program yang

diisikan

Menambakhkan

nikai 2 Khz setiap

Perubajan delai

sampai 40 Khz

Berulang ke

frekuensi pertama

Apakah Power

Dimatikan

Ya

Selesai

Tidak

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-tepat-

guna.html?m=1

3. http://www.basudewa.net/2012/08/pengenalan-ic-4017-dalam-rangkaian-

led.html

4. http://montrivero-atmega8535.blogspot.com/2009/10/lampu-berjalan-dengan-

ic4017.html

5. http://fajardotkom.blogspot.om

6. http://dasar-elektro.blogspot.om

7. www.tnt-magz.om

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

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

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

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

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

http://montrivero-atmega8535.blogspot.com/2009/10/lampu-berjalan-dengan-ic4017.html

http://montrivero-atmega8535.blogspot.com/2009/10/lampu-berjalan-dengan-ic4017.html

http://fajardotkom.blogspot.om/

http://dasar-elektro.blogspot.om/

http://www.tnt-magz.om/

a. latar belakang masalah · 1 ttg.smk n 2 pontianak. alat pengusir serangga menggunakan frekuensi...

Documents