1. Tujuan [Daftar]
1. Mendesain rangkaian Alarm Keamanan Brankas.
2. Memahami cara kerja rangkaian Alarm Keamanan Brankas.
3. Melakukan simulasi rangkaian Alarm Keamanan Brankas.

2. Komponen [Daftar]
Komponen yang digunakan pada rangkaian yang disimulasikan diantaranya :
1. LDR (Light Dependent Resistor)
Berfungsi untuk mendeteksi cahaya laser yang mengenainya, jika intensitas cahaya yang mengenai LDR meningkat maka resistansinya akan menurun. Pada rangkaian alarm keamanan brankas ini jika ada cahaya yang mengenai ldr maka buzzer akan hidup.

2. Sensor Getaran (SW-420)
Sensor getaran digunakan untuk mendeteksi getaran. Pada rangkaian ini sensor getaran digunakan untuk mengaktifkan buzzer jika terdeteksi adanya getaran yang cukup kuat oleh sensor.

3. Op-Amp (LM358)
LM358 adalah IC dual operational amplifier. Pada rangkaian ini akan digunakan sebagai komparator.

4. Resistor
Resistor 1k Ohm
Resistor berfungsi untuk menghambat arus dalam rangkaian listrik.
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor.
Contoh pada resistor di atas nilai resistansi resistor adalah 134 Ohm.

Potesiometer
Potensiometer merupakan resistor variabel yang nilai tahanannya dapat disesuaikan.

5. Buzzer
Berfungsi sebagai alarm yang akan aktif jika ada cahaya yang mengenai LDR atau jika ada getaran yang cukup kuat yang terdeteksi oleh sensor getaran.

6. Transistor BC547
Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada rangkaian water level sensor ini transistor hanya digunakan sebagai saklar, dengan adanya arus di base maka transistor akan "on" sehingga akan ada arus dari kolektor ke emitor.

7. Baterai
Berfungsi untuk mensuplai tegangan pada rangkaian.

8. Dioda
Berfungsi untuk penyearah arus pada rangkaian. Pada rangkaian ini dioda digunakan untuk mencegah arus balik masuk ke output sensor dan opamp, serta untuk mencegah tegangan yang tinggi akibat arus balik kumparan relay.

9. Relay 5V
Berfungsi sebagai switch yang bekerja jika kumparan dialiri arus.


3. Dasar Teori [Daftar]
1. Sensor getaran (SW-420)
Modul Sensor ini menghasilkan logic states yang bergantung pada getaran dan gaya luar yang mempengaruhinya. Ketika tidak ada getaran modul ini menghasilkan logika output LOW. Ketika dirasakan getaran output modul menjadi HIGH. Modul Sensor Getaran SW-420 dilengkapi dengan komparator LM393, potensiometer untuk pengaturan sensitivitas, serta LED untuk indikasi sinyal.

Fitur:
1. Switch standarnya dalam keadaan tertutup.
2. Tegangan Suplai 3.3V - 5V.
3. Indikator LED on-board.
4. LM393 on-board.

Aplikasi:
1. Deteksi Getaran.
2. Sistem proteksi pencurian.
3. Mobil pintar.
4. Alarm Gempa.
5. Alarm Motor.

2. Sensor cahaya (LDR)
LDR dibuat dari 2 sel photokonduktif Cadmium Sulfida (CdS) yang respon spektrumnya mirip dengan mata manusia. Resistansinya turun dengan meningkatnya intensitas cahaya. Aplikasinya seperti kontol penerangan otomatis, batch counting, serta sistem proteksi pencurian.

Fitur:
1. Respon spektrum lebar.
2. Kisaran suhu yang luas.
3. Harga murah.

3. Op-Amp (LM358)
LM358 terdiri dari dua op-amp independen dengan kompensasi frekuensi tinggi. Perangkat ini memiliki drain arus power supply yang rendah.

Fitur:
1. Frekuensi dikompensasi internal untuk unity gain.
2. Penguatan DC yang tinggi: 100dB.
3. Supply 1.5V ~ 16V.
4. Cocok untuk dioperasikan dengan baterai.
5. Tegangan dan arus Offset input rendah.
6. Kisaran tegangan input diferensial sama dengan tegangan catu daya.

4. Transistor NPN (BC547)
Selain digunakan sebagai penguat, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh. Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor.


DATA TRANSISTOR BC547

5. Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.


4. Prinsip Kerja Rangkaian [Daftar]
Pertama, rangkaian Op - Amp bertindak sebagai komparator, yaitu membandingkan tegangan pada terminal inverting dan non-inverting dan menghasilkan keluaran yang sesuai. Pembagi tegangan resistor 10 KΩ dan LDR terhubung ke terminal non-inverting Op–Amp dan Potensiometer 10 KΩ terhubung ke terminal inverting. LDR diletakkan pada tempat yang gelap sehingga resistansinya lebih tinggi dari 10 KΩ dan tegangannya lebih besar daripada resistor 10 KΩ. Tegangan di kaki non-inverting lebih rendah daripada tegangan kaki inverting dan output Op-Amp low 0V. Jika LDR terkena cahaya (misalnya saat pintu brankas dibuka) akan terjadi sebaliknya sehingga tegangan di kaki non-inverting lebih tinggi dari pada tegangan kaki inverting dan output Op-Amp high ±7.8V.
Jika tegangan base-emiter lebih besar dari 0.7V maka transistor akan ON sebagai saklar.

Sensor getaran SW-420 dihubungkan dengan baterai bertegangan 5V. Output dari sensor ini dihubungkan dengan base transistor. Jika ada getaran yang terdeteksi pada sensor outputnya akan menjadi high sehingga dapat mengaktifkan transistor sebagai saklar. Ouput sensor getaran paralel terhadap output Op-Amp sehingga untuk mengaktifkan transistor hanya memerlukan output dari salah satu sensor saja.

5. Rangkaian Simulasi [Daftar]
A. Rangkaian

B. Buzzer On jika ldr terkena cahaya

C. Buzzer On jika sensor getaran aktif

D. Buzzer On jika sensor getaran dan LDR aktif

Rangkaian ini tidak mengharuskan kedua sensor aktif bersamaan, jika salah satu sensor aktif maka alarm akan tetap berbunyi.