Sistem Kawalan Lampu Isyarat Mudah Alih

5/14/2018 Sistem Kawalan Lampu Isyarat Mudah Alih

1/27

SISTEM KA WALAN LAMPU ISYARAT MUDAH ALIH

MUHAMMAD SUBRI BIN ZAID

Laporan ini dikemukakan bagi memenuhi keperluan pengajian ljazah SarjanaMuda dalam Kejuruteraan Elektrik ( Kuasa lndustri).

Fakulti Kejuruteraan ElektrikUniversiti Teknikal Malaysia Melaka

7 MEl 2007


2/27

v

ABSTRAK

Sistem kawalan lampu isyarat mudah alih merupakan satu alatan yangpenting dalam kehidupan manusia masa kini. Sistem yang akan dibangunkan inimerupakan sistem yang mengawal kesesakan lalu lintas yang mana menggantikanpemegang bendera mengawal laluan kenderaan khususnya bagi kenderaan berat.Pembinaan projek ini memerlukan pengetahuan dalam bidang elektrik dan jugaelektronik. Ianya direka khas untuk meminimumkan kadar kematian atau kekerapankecederaan dan kemalangan oleh pegawai-pegawai atau pemegang bendera keranamereka mempunyai risiko yang tinggi semasa arahan lalu lintas ketika kerja-kerjapembinaan, kecemasan atau keadaan-keadaan tertentu. Sistem ini dapat dikawalsecara manual dan automatik bergantung kepada keadaan yang mana penggunaanalat kawalan jauh diperlukan untuk kawalan secara manual. Sistem lampu isyaratmudah alih ini juga menggunakan bekalan voltan yang rendah iaitu antara 9-12 volt.Penggunaan bateri yang biasa boleh digunakan selain daripada penggunaan bekalankuasa. Bagi alat kawalan jauh, penggunaan radio frekuensi digunakan kerana ia dapatbertindak dengan lebih jauh. Pemasa digunakan dalam sistem ini dimana setiaplampu isyarat yang menyala akan disetkan pada masa tertentu supaya setiap lampuyang menyala akan menyala secara berturutan. Litar bersepadu merupakankomponen utama dalam sistem ini yang akan mengawal setiap perjalanan litar.Keseluruhan kawalan didalam sistem ini adalah berdasarkan kepada penggunaan litarbersepadu sebagai suis yang menerima isyarat masukan dan mengeluarkan isyarat'ON' atau 'OFF'. Sistem kawalan lampu isyarat mudah alih ini memenuhi keperluanmanusia dengan dapat mengurangkan kesesakan lalu lintas dan dapat mengurangkanjumlah penggunaan tenaga kerja manusia.


3/27

VI

ABSTRACT

The portable traffic light control system is the important device which is thefunction is to control and reduce the traffic jams where is to change the workers whohold the flat to control the traffic such as busses, lorries and so on. The project workneeds to understand and know about the knowledge of electric and electronic course.The project is special design to minimize the death rate or injure of the workers whohold the flat because they have high risk to have accident when do the workconstruction, emergency and so on. The portable traffic light control system cancontrol with manual or automatic device which is depends on the situation that needsto control with manual. Besides, this system used the low voltage supply of 9-12volt. The usual battery also can use. For the control devices, the frequency radio canuse because it can detect the frequency far away. Timer is used to set the time oftraffic light work consecutive. Integrated circuit is the main component in this systemto control the circuit. The whole control in this system is based on the use of theintegrated circuit at is the switch which is received the input signal and switch to"ON" and "OFF". The portable traffic light control system is right choosing torequire for human life, to reduce the traffic jam and can minimize the workers.


4/27

BABI

PENGENALAN

Lampu isyarat adalah sebahagian alat yang penting dalam kehidupan modenini.Kita dapat lihat bagaimana keadaan lalu lintas dalam bandaraya kita berkembangdengan licin, cekap dan kenderaan-kenderaan bergerak lebih pantas dari satudestinasi ke suatu destinasi yang lain. Hal ini kerana keadaan lalu lintas pada zamanmoden ini dikawal oleh satu sistem kawalan lampu isyarat yang canggih berbandingpada ketika zaman dahulu. Manusia telah pun dapat mencipta lampu isyarat yangtidak memerlukan khidmat pegawai yang perlu menjaga setiap laluan kenderaan.Dengan adanya sistem lampu isyarat, setiap perjalanan sesebuah kenderaan di jalanraya lebih sistematik dan teratur mengikut haluan masing-masing, ini dapatmengelakkan dari berlakunya kemalangan. Berbagai lampu isyarat direka dandibangunkan untuk digunakan bukan sahaja mengawal keadaan lalulintas di jalanraya malah digunakan ketika berlakunya hal-hal kecemasan.

1.1 Latar BelakangPada Disember 1980, Pesuruhjaya Polis Bingham telah diberi tanggungjawab

untuk menyelesaikan masalah lalu lintas dengan kebenaran mencipta alatpenyelesaian bagi kesesakan pada masa itu oleh mereka yang mempunyai ilmu ataukhusus dalam bidang ini kerana pada asalnya undang-undang "peraturan jalan" yangtelah dibuat adalah sedikit sukar kerana kerajaan pada mulanya tidak memberi kuasakepada Cawangan Polis untuk mengeluarkan saman kepada mereka yang melanggarlalu lintas sehingga 1910 di mana terciptanya lampu isyarat yang pertama.


5/27

2

Sebelum awal kemunculan lampu isyarat, manusia mengawal lalu lintasdengan menggunakan beberapa orang pegawai yang memegang tanda atau perkataanBerhenti dan Jalan. Sehingga sekarang ianya masih digunakan tetapi digunakanbukan untuk mengawal kesibukan lalu lintas tetapi untuk memberi laluan kepadamurid-murid sekolah melintas jalan. Pada hari ini, lampu isyarat digunakan untukmengawal laluan kenderaan dengan menggunakan nyalaan lampu dimana nyalaanlampu merah untuk berhenti, nyalaan lampu kuning untuk sedia dan nyalaan lampuhijau untukjalan.

Dengan berkonsepkan sistem lampu isyarat sekarang, satu projek akandibangunkan oleh saya iaitu sistem kawalan lampu isyarat mudah alih yangmenggantikan pemegang bendera yang mengawal laluan ketika kecemasancontohnya semasa jalan raya dibaik pulih, perjalanan keluar kenderaan berat daritempat pembinaan dan juga memberi laluan kepada murid-murid sekolah yang inginmelintas jalan raya. Projek yang saya bangunkan ini bukan sahaja mengawal lalulintas maIah ianya bertujuan untuk meminimumkan kadar kematian dan kekerapankecederaan atau kemalangan dimana pegawai-pegawai atau pemegang benderaadalah berisiko tinggi semasa arahan lalu lintas.

-Rajah 1.1 Jenis Lampu Isyarat Masa kini


6/27

3

1.2 PemyataanMasalah

Bagi memulakan sesuatu projek atau ingin membangunkan projek, setiapmasalah yang menyebabkan kenapa dan mengapa sesuatu projek perlu dibangunkanharuslah diambil kira sebelum sesuatu projek dibangunkan kerana ini akanmembantu dalam menyiapkan projek tersebut. Dengan itu, setiap masalah perludinyatakan dalam pemyataan masalah bagi menunjukkan kenapa projek in i perludibangunkan. Sistem lampu isyarat mudah alih dibangunkan berdasarkan sebab-sebab tersebut. Antara sebab-sebab utama kenapa sistem ini dibangunkan ialahkerana:-

Terjadinya kesesakan lalu lintas apabila berlakunya kecemasan di jalan rayaatau disebabkan oleh kerja-kerja pembaikian jalan raya dan juga ketika kerja-kerja dari tapak pembinaan.

Penggunaan tenaga manusia yang ramai dalam mengawal keadaan lalu lintasdimana setiap selekoh memerlukan pemegang bendera bagi mengawal laluankenderaan

Kerja terpaksa ditunda semasa keadaan cuaca yang buruk kerana tiada arahanatau kawalan dijalan raya yang mengawallauan kenderaan oleh pemegangbendera atau pegawai-pegawai tertentu.

Risiko kadar kematian atau kecederaan pegawai-pegawai atau pemegangbendera yang bertugas mengawal kenderaan adalah tinggi terutamanya ketikawaktu malam.

Mengelak daripada berlakunya kemalangan akibat dari kecuaian manusiayang boleh membahayakan nyawa orang ramai ketika mengawal keadaan lalulintas.


7/27

4

Rajah 1.2 Contoh Kemalangan Akibat Kecuaian Manusia

Rajah 1.3 Gambarajah Pemegang Bendera


8/27

5

Rajah 1.2 menunjukkan contoh kemalangan yang berlaku akibat kecuaianpemandu yang tidak mematuhi peraturan di jalan raya. Hal ini juga boleh berlakusekiranya tiada kawalan lampu isyarat di jalan raya yang mana boleh menyebabkankejadian yang tidak diingini terjadi. Rajah 1.3 menunjukkan seorang pemegangbendera yang mengawal laluan kenderaan berat masuk dan keluar dari kawasanpembangunan. Dengan adanya Iampu isyarat mudah aIih, ia dapat mengelak daripadaberlaku kemalangan jalan raya dan juga membantu menggantikan pemegang benderadalam mengawalialuan kenderaan.

1.3 Objektif Projek

Dalam menjalankan kajian ini, adalah penting untuk menyatakan tujuan atauobjektif bagi memastikan kajian yang dilakukan berjalan di atas Iandasan yang tepatdan tidak terpesong dari apa yang akan dilakukan. Merujuk kepada permasalahanyang wujud dalam industri ketika ini, perlulah ada altematif sebagai sokongankepada sistem sedia ada. Dalam kontek kajian ini, secara kasarnya objektif kajianyang saya bangunkan ini dilakukan adalah bertujuan untuk :

Mencipta alat yang boleh mengawal kesesakan Ialu Iintas yang manadigunakan sebagai pengganti kepada pegawai-pegawai atau pemegangbendera yang memberi arahan atau mengawalialu lintas.

Sistem kawalan Iampu isyarat mudah alih yang akan dibina boleh dikawalsecara manual atau secara automatik mengikut keadaan dan keperluan semasa

Mencipta alat yang tidak memerlukan penggunaan kuasa yang besar sertatidak memerlukan kos penyelenggaraan yang tinggi.

Mudah dibawa kemana-mana dan dapat digunakan setiap masa khususnyadigunakan ketika berlakunya kecemasan


9/27

6

1.4 Skop Projek

Di dalam membangunkan projek sistem kawalan lampu isyarat mudah alihini, setiap komponen elektronik yang digunakan perlu dipelajari untukmembina lampu isyarat. Jadi, setiap komponen yang digunakan perlulahdiketahui kegunaan atau fungsinya

Memahami konsep perjalanan sistem litar lampu isyarat mudah alih danaplikasinya terhadap hasil yang akan dikeluarkan. Kita perlu faham konsepbagaimana lampu isyarat dapat dihasulkan dari sumber bekalan sehinggalahkepada hasilnya iaitu lampu (LED)

Sistem kawalan lampu isyarat mudah alih yang dibina hanya menggunakanbekalan kuasa yang kecil iaitu 9-12 volt dimana penggunaan bateri bolehdigunakan. lni adalah kerana penggunaan bateri adalah mudah didapati dankos untuk memilikinya adalah rendah.

Menggunakan peguat kendalian dalam mengawal segala perjalanan sistemlitar kawalan lampu isyarat ini. Penguat kendalian ini juga akan bertindaksebagai suis yang memberi arahan kepada sistem dalam pencahayaan lampuisyarat secara turutan selain daripada menggunakan pemasa (timer)

Mengambil rujukan menggunakan kajian literatur. Melalui kajian literatur ini,pelajar akan mendapat serba sedikit maklumat yang berkaitan dengan projekyang dijalankan dari segi perbezaan atau persamaan sekiranya menggunakankaedah yang berlainan.


10/27

BABII

KAJIAN L ITERATUR

2.1 PengenalanKajian literature merupakan kajian yang dijalankan terhadap sesuatu projek

yang mana dilaksanakan oleh seseorang individu, tokoh-tokoh cendiakawan dansebagainya. Kajian terdahulu yang dijalankan diambil untuk dijadikan sebagairujukan atau panduan bagi membangunkan projek yang dicadangkan denganmenjalankan kajian literature. Semua kajian terdahulu yang berkaitan dengankawalan lampu isyarat dan perkara-perkara yang berkaitan dengannya diambil dandikaji dengan memahami kajian tersebut dengan mencari kelebihan dan kelemahankajian tersebut selaras dengan tajuk yang akan dibangunkan supaya dapatmenghasilkan sesuatu yang diharap-harapkan.

2.2 Model Kajian Dan Pemerhatian

Projek yang dibina oleh Tan Kok Khiang, Marzuki KhaIid dan RubiyahYusof telah dijadikan sebagai kajian literatur bagi projek sistem kawaIan lampuisyarat mudah aIih ini. Projek yang bertajuk 'Kebijaksaan Sistem Lampu IsyaratMenggunakan Fuzzy Logic' merupakan projek mereka diambil sebagai kajianliteratur kerana ianya selaras dengan projek yang ingin dibangunkan dan dijadikansebagai satu panduan atau rujukan yang penting.

Penulis-penulis dalam projek ini telah mencadangkan atau membina satusistem kawalan lampu isyarat menggunakan Fuzzy Logic yang mana merupakan satu


11/27

8

perisian yang canggih selaras dengan teknologi masa kini untuk mengawal sistemlampu isyarat dengan lebih bijak dn berkesan berbanding dengan sistem yangdigunakan sekarang. Projek yang dicadangkan ini lebih menjimatkan masa pemanduberbanding dengan sistem yang ada sekarang iaitu menggunakan perisian untukmengawal masa setiap nyalaan lampu.

Selain itu, penulis-penulis telah menyatakan masalah yang dihadapi olehsistem kawalan lampu isyarat sekarang yang hanya membuang masa pemandu danmenyebabkan berlakunya kesesakan lalu lintas. Ini kerana sistem yang digunakansekarang telah menetapkan masa pada setiap nyalaan lampu isyarat. Pemandu perlumenunggu giliran utuk bergerak dengan menunggu nyalaan lampu hijau di lorongnyawalaupun tiada kenderaan yang menunggu di lorong sebelah atau lorong yanglain.Penulis juga telah menunjukkan perbandingan antara sistem kawalan lampuisyarat menggunakan Fuzzy Logic berbanding sistem masa yang digunakan sekarangdengan perbandingan graf.

Setelah membuat kajian terhadap projek ini, didapati terdapat beberapakelebihan dan keburukan pada projek tersebut. Antara kelebihannya ialah, merekamenyatakan pelbagai informasi samada dari segi prinsip atau teori. Tetapi terdapatjuga beberapa kelemahan pada projek penulis tersebut. Antaranya penulis-penulistidak menerangkan tentang ciri-ciri penggunaan atau perisian yang digunakan denganlebih lanjut. Penulis juga tidak menerangkan bagaimana penggunaan Fuzzy Logicpada lampu isyarat samada menggunakan sensor atau alat lain untuk mengesankenderaan.


12/27

BAD III

TEORI

3.1 Pengenalan Lampu Isyarat Mudah AlihSistem kawalan lampu isyarat mudah alih ialah sistem yang mengawal

keadaan lalu lintas yang sibuk dimana-mana sahaja dijalan raya dimana sistemkawalan lampu isyarat ini boleh dialih dan digerakkan ke tempat lain dengan mudah.Fungsi utamanya adalah mengawallalu lintas bagi semua kenderaan. Sistem kawalanlampu isyarat mudah alih ini adalah sarna fungsinya dengan lampu isyarat sedia adayang mempunyai tiga warna lampu yang berlainan iaitu warna merah, kuning danhijau. Akan tetapi, sistem lampu isyarat mudah alih yang dibangunkan ini bolehdigunakan ditempat yang berlainan selain tidak memerlukan bekalan kuasa yangtinggi. Ianya hanya memerlukan bekalan voltan yang keeil antara 9-12 volt di manasel kering boleh digunakan iaitu bateri biasa.

Selain dari mengawal kesibukan lalu lintas, sistem kawalan lampu isyaratmudah alih ini direka untuk menggantikan pegawai-pegawai yang bertugasmengawal keadaan lalu lintas samada ketika berlakunya keeemasan seperti beneanaalam dan kemalangan. Sistem ini juga digunakan sebagai pengganti kepadapemegang bendera yang mengawal laluan kenderaan berat dari kawasan pembinaandan ketika berlakunya kerosakan di jalan raya semasa kerja-kerja pembaikian.Dengan adanya sistem kawalan lampu isyarat mudah alih ini, ia dapatmeminimumkan kadar kematian dan kekerapan keeederaan pagawai atau pemegangbendera yang mengawallalu lintas terutamanya pada waktu malam.


13/27

10

Pembinaan lampu isyarat mudah alih ini adalah ringkas yang manamenggunakan lampu LED dengan wama seperti lampu isyarat yang sedia ada iaituwama merah, kuning dan hijau.ini kerana dengan menggunakan komponenelektronik, LED senang disambung terus kepada penguat kendalian (K'). Selain darimenggunakan kos yang rendah, sistem ini juga tidak memerlukan penggunaanbekalan kuasa yang tinggi dan sistem ini juga mudah diselenggara dan disimpan.

3.2 Komponen Litar

Papan litar

Rajah 3.1 Gambarajah Papan Litar

Papan litar adalah media yang menjadikan gabungan beberapa komponentersusun membentuk satu litar. Biasanya strip board sangat popular digunakanberbanding papan litar yang lain.

Strip board mempunyai beberapa jalur pengalir dan berlubang untukmemegang kaki komponen. Penggunaan strip board adalah mudah dan akanmenampakkan satu litar teratur dan tersusun dengan kemas. Keburukan yang biasaadalah memerlukan kerja pemotongan jalur pengalir pada papan litar terutamanyajika menggunakan Ie.


14/27

11

Perintang

,.., _ e ' It--"

Rajah 3.2 Gambarajah Perintang SimbolPerintang

Perintang adalah peranti elektronik membolehkan had arus elektrik mengalirmelaluinya di dalam litar dan menghasilkan kejatuhan voltan pada kedua-duaterminal. Perintang sangat diperlukan hampir semua litar elektronik. Perintang jugabiasanya selalu dikaitan denga hukum Ohm yang menyatakan V=IR, di mana Vadalah voltan, I adalah arus dan R adalah rintangan.

Dalam bidang elektronik Hukum Ohm adalah asas yang perlu dipelajari dandifahami terlebih dahulu. Perintang mempunyai dua kaki biasanya digunakan dalamsemua litar elektronik. Ia tiada polariti positif atau negatif dan ianya adalah perantipasif. Perintang yang biasa digunakan adalah jenis karbon bersaiz Y4Watt dan Y2Watt. Fungsi perintang lazimnya adalah sebagai penghad aliran arus elektrik. Setiapperintang mempunyai nilai rintangannya yang tersendiri.

Setiap kod warna yang tertera di atas badan perintang mewakili nilai tertentu.Contoh seperti warna merah mewakili nilai nombor dua. Kebiasaannya terdapatempat kod warna pada setiap perintang. Nilai perintang adalah dalam julat Ohm (0).Nilai Ohm akan berganda dari Ohm ke Mega Ohm dan ke Giga Ohm. Nilai perintangjuga boleh diketahui dengan menggunakan meter Ohm atau meter Pelbagai.


15/27

12

Untuk membaca kod perintang, kod wana perlulah diketahui terlebih dahulu.Jalur warna yang keempat mewakili nilai toleransi. Nilai toleransi mengikut warnaseperti dalam Rajah 3.3

Perang 1%Merah2%HijauO.5%BiruO.25%UnguO.l0%Kelabu 0.05%Emas5%Perak 10%Tiada warna 20%

Contoh:

IIII IRajah 3.3 Contoh PerintangCoklat-Hitam-Oren-Emas = IOxlOOO+1-10%

Warna kod di atas menunjukkan nilai perintang 10K Ohm bertolarensi -1+10%. Warna kod keempat menentukan toleransi sebanyak 10% bagi nilai 10KOhm. Warna kod keempat kebiasaannya terdiri dari warna emas dan perak. Untukwarna perak nilai toleransi adalah -1+20%. Jika nilai di atas 10K Ohm bertoleransi -1+10%, bermakna nilai toleransi bagi nilai terendah bagi 10K adalah 9K dan nilaitertinggi pula adalah 11KOhm.


16/27

13

Kapasitor

Rajah 3.4 Gambarajah Kapasitor Simbol Kapasitor

Kapasitor juga mempunyai dua kaki. Ia mempunyai pelbagai bentuk dan saiz.Walaubagaimanapun kapasitor mempunyai kaki yang berpolariti dan ada juga yangtidak berpolariti. Kapasitor jenis elektrolitik adalah yang berpolariti positif dannegatif. Manakala kapasitor jenis Mika, Ceramik, Tantalum dan lain-lain lagi adalahjenis tidak berpolariti.

Fungsi kapasitor adalah sebagai penapis dan ia boleh mengecas (menyimpan)dan menyahcas (membuang) cas elektrik. Unit bagi kapasitor ialah dalam julat Farad(F). Nilai yang biasa digunakan adalah mikroFarad, nanoFarad dan pikoFarad.Kapasitor juga sangat popular dalam litar elektronik. Semakin besar nilai Faradsemakin banyak cas yang boleh disimpan.

Cara membaca kod kapasitor:Contoh 105. Kod 105 bermaksud nilainya adalah luF.

Contoh Kiraan:-105 =10 + 5 sifar (00000)=10+ 00000= 1 000 000 pF (Piko)= 1 J.lF(mikro)


17/27

14

Transistor

Rajah 3.5 Gambarajah Transistor Simbol Transistor

Asasnya transistor mempunyai tiga kaki. Setiap satu kaki mempunyai namadan fungsi yang tertentu. Ianya komponen yang berpolariti dan mengandungi unsurN dan P. Terdapat dua jenis transistor yang perlu diketahui iaitu transistor NPN dantransistor PNP. Setiap transistor mempunyai fungsi yang tertentu mengikut nomboryang tertera pada badan transistor.

Pada asasnya transistor berfungsi sebagai penguat, pengatur dan sebagai suis.Cara transistor bekerja adalah bergantung kepada tiga kakinya iaitu pemungut(collector atau C), tapak (base atau B) dan pengeluar (emitter atau E). Nilai kodtranssitor tertera pada badan transistor menunjukkan ianya jenis PNP atau NPN.Vntuk mengetahui kedudukan kaki C, B dan E boleh ditentukan dengan multimeterpada julat Ohm.

Transistor akan mudah rosak atau terbakar jika penyambungan kaki yangtidak betul atau penggunaan arus elektrik yang melebihi had yangditetapkan.Transistor mempunyai beberapa kumpulan tertentu seperti transistor FET,VJT,MOSFET dan sebagainya.


18/27

15

Light Emiting Diode(LED)

Rajah 3.6 Gambarajah LED Simbol Diod Pemancar Cahaya

Diod Pemancar Cahaya atau LED adalah tergolong dari jenis komponen diod.Istimewanya ia mengeluarkan cahaya. Terdapat dua kaki yang berpolariti positif dannegatif. Penggunaan voltannya amat sedikit berbanding lampu mentol.

Terdapat pelbagai bentuk dan warna serta mempunyai saiz yang berbeza-beza. Warna yang terdapat pada masa kini adalah merah, kuning, jingga, hijau, biru,putih dan ultaungu. Ada juga LED yang mengeluarkan lebih dari satu warna sepertimerah dan hijau dan ia mempunyai tiga pin kaki. Penggunaan arus elektrik yangmelebihi had yang ditetapkan akan menyebabkan berlaku kerosakan pada LED.

Kebiasaannya penggunaan voltan LED tidak melebihi 3 volt. Penggunaanvoltan yang sedikit menjadikan LED ini sangat popular digunakan dalam pelbagaisektor terutama industri pengiklanan. Selain LED biasa, ada juga LED yang diciptakhas seperti IR LED dan fotodiode. Peranti ini menyerupai seperti LED biasa.Bezanya ia tidak mengeluarkan cahaya yang nampak. IR LED memancarkan cahayainfrared yang tidak nampak pada mata kasar manusia. Ia biasa digunakan untukremote control televisyen, radio dan sebagainya.


19/27

16

Intergrated Circuit (IC)

(

Rajah 3.7 Gambarajah ICLitar Bersepadu atau Intergrated Circuit (IC) merupakan komponen yang

mempunyai banyak bilangan kaki atau pin. Setiap pin kaki mewakili terminal yangmempunyai tugas tertentu. Terdapat beribu-ribu dan beratus-ratus perintang dantransistor dalam satu litar bersepadu.

Di dalam litar bersepadu ini terdapat litar-litar yang keeil yang dipadatkan didalam satu bekas untuk menjadi satu litar lengkap dan kecil beserta denganfungsinya yang tertentu. Tanda kod yang tertera pada badan komponen ini memberimaksud fungsi litar bersepadu tersebut. lanya sangat sensitif dan mudah rosak jikaberlaku penyambungan yang salah. Dengan adanya litar bersepadu ini, penggunaanruang pada papan litar adalah keeil dan kemas. Antara litar bersepadu yangdigunakan pada litar lampu isyarat ialah ICNE555 dan IC HEF4017B


20/27

17

3.3 Unsur Litar

Setiap nilai bagi unsur litar yang ada dalam setiap litar yang digunakan amatpenting kerana untuk memperolehi hasil yang betul dan tepat, setiap nilai-nilai yangada dalam litar harus dikira. Pengiraan bagi setiap unsur litar haruslah diketahui.

3.3.1 Perintang

Perintang bersiri:R1A

B

R2

Rintangan berkesan di antara titik A dan B: Rj = Rl +R2Contoh: Jika Rl = 120Qdan R2 = 1.2 knRj = 120 + 1200 = 1320 = 1.32 kn

Rl dan R2 boleh digantikan dengan satu perin tang setara:A

B

Rj =Rl +R2

Secara umum, jika Rl, R2, , Rn disambung bersiri; jumlah rintangan:Rj =Rl + R2 + + Rn


21/27

18

Perintang selari:A

BRl R2

Perintang berkesan di antara A dan B di cari dengan menggunakan persamaan:llRj = (l1R1) + (l1R2)

Jika Rl =40 n dan R2 = 25 nI/R] =(1140) + (1125) = .025 + 0.04 =0.065Rj =110.065 =15.38 n

Secara umum, jika Rl, R2, , Rn disambung selari, jumlah rintang Rj boleh

Contoh:

dicari dengan persamaan:llRj = llRl +llR2 + + IIRn

Konduktans (Conductance)Oleh sebab dalam mencari rintangan jumlah dalam sambungan selari

melibatkan penggunaan l/R, istilah konduktans (conductance) digunakan. Simbolbagi konduktans ialah G:

G= llROleh itu dalam contoh di atas, IIRI =GI; IIR2 =G2, ... , IIRn =Gn dan IIRj =Gj:

Gj = G 1+G2 + +GnPerbincangan selanjutnya akan menyusul di bawah topik analisis litar mudah.


22/27

19

3.3.2 Pemuat I Kapasitor

Kapasitor diperbuat daripada dua plat selari yang diasingkan oleh bahanpenebat (dielectric) seperti kertas, mika (mica) atau udara.Kaki sambungan(connecting leads) membolehkan sambungan dibuat ke unsur-unsur luar yang lain.

dtIItPenebat

(dielectric)

Simbol bagi kapasitor:C

3 9 n F--1~C

1 0 0 p F--1E-C

4 7 0 p F*apasitortetap(fixed) Kapasitorberpolariti KapasitorbolehubahKapasitor boleh menyimpan cas elektrik:

PlatA PlatB0 0 Kapasitor0 00 00 00 0

R

v


23/27

20

Terminal positif menolak cas positif (ion positif) ke plat A dan menarik casnegatif (elektron) daripadanya - Plat A bercas positif. Terminal negatif bateri Vmenolak cas negatif (elektron) ke plat B dan menarik cas positif (ion positit)daripadanya - Plat B bercas negatif.

Cas positif yang terkumpul dalam plat A mengurangkan kemasukan caspositif yang lebih banyak daripada terminal positif bateri sementara cas negatifdalam plat B mengurangkan kemasukan cas negatif yang lebih banyak dari terminalnegatif bateri - pengaliran cas (arus) dari bateri ke plat menjadi semakinberkurangan.

Cas yang terkumpul dalam plat-plat membina beza upaya yang bertambahdengan bertambahnya jumlah cas yang terkumpul. Apabila nila beza upaya samadengan voltan bateri, kemasukan cas seterusnya akan terhalang.Nisbah Q:V adalah malar dan dinamakan pemuat atau kapasitor (capacitor):

C=QN atau Q=CV (3.1)

Cas akan tersimpan dalam plat-plat kapasitor selepas sambungan ke bateridiputuskan. Keupayaan menyimpan jumlah cas pada nilai voltan tertentu dinamakankemuatan atau kapasitan (capacitance) dan diukur dalam unit Farad (F) yangditakritkan sebagai kemuatan 1 C cas pada beza upaya 1 V.

Unit pecahan:pF = 10-12 FnF = 10-9 F~F = 10-6 FmF = 10-3FF = 10F

Nilai kapasitan bagi sesuatu kapasitor bergantung kepada binaan fizikalnyadan diberikan oleh persamaan:C=EAld [F] (3.2)E =ErEo


24/27

21

Dimana,E= ketelutan mutlak [F1m ]Er =ketelutan relatif [tiada unit]Eo =ketelutan ruang bebas [8.854 x 10-12 F/m ]A =luas satu plat [m2]d =jarak antara dua plat [m]

Contoh:Satu kapasitor terbina daripada dua plat selari seluas 10 cm2 setiap satu.Kedua-dua plat diasingkan oleh satu bahan penebat 0.5 mm yang mempunyaiketelutan relatif 5. Carl nilai kapasitannya.

C =E rEoAId=(5 x 8.854 x 10-12 x 10 x 10-4) /0.5 X 10-3=(5 x 8.854 x 10-12 x 10)/5=88.54 pF

Dalam persamaan Q =CV, jika nilai voltan yang dikenakan kepada kapasitor(oleh bateri) sentiasa berubah dengan masa, cas juga akan turut berubah. Voltanyang bergantung dengan masa dinyatakan sebagai v dan Q dinyatakan sebagai q:

q=Cv (3.3)Dengan kerbedaan (difforentiation):

dq=Cdvdt dt (3.4)

i=CdvdtAtau v = ~ fidt

Kuasa dalam kapasitor diberikan oleh:. C dvp=Vl= v-

dt(3.5)


25/27

22

Kapasitor tidak melesapkan kuasa menjadi tenaga haba seperti perintang, tetapimempunyai keupayaan menyimpan tenaga.Kapasitor menyimpan tenaga dalam medan elektrik di antara dua platnya:

Medan elektrikt0 0PlatA ) 0 0 < PlatB(+ve) 0 0 (Mve)0 00 00 0

Kuasa: . C dv ( 3 . 5 )P=Vl= v-dtDalam tempoh dt saat, tenaga:

dw = pdt = Cvdv ( 3 . 6 )

Bagi nilai di antara v = 0 hingga v = VW =c fvdv : c [ v ;I ( 3 . 7 )

Oleh itu nilai tenaga yang tersimpan ialah:

W = !CV2

( 3 . 8 )2 i(t

1apasitor yang disambung bersiriVI(t lIIVT(tV2(tf T C2Dengan hukum Kirchhoff bagi voltan:

VT(t)= VIet)+V2(t) ( 3 . 9 )


26/27

23

_1_ Jidt ==1 fidt + _1_ JidtCT C1 C2

111-=-+-CT C1 C2Secara umum, sekirannya Cl; C2; ; Cn disambung bersiri:

1 1 1 1-==-+-+ +-K CT C, C2 Cn sri

h(t)

h(l)I h(l)lv C t ) _ _ . I _ c _ 1 _ _ - - I T C,

ir(t) =il(t) + h(t)C dv(t)==C dv(t)+C dv(t)T dt I dt 2 dt

Secara umum, sekiranya C1; C2; ....... ; Cn disambung selari, jumlah kapasitansberkesan:

CT =C, +C z + ....... +Cn

Contoh:

A I1 12I:PFI 3 ~ FB J470pF


27/27

24

Cari jumlah kapasitans berkesan di antara titik A dan B

C, = 350~F +150pF= 365~F = 3.65nFA l C1

I4.67uFI C 2 l C 3_____ I._9_8_o_nF _ _ , J 392nFB

Bagi rangkaian dalam rajah di atas, cas dalam CI dan C2 ialah masing-masing Q 1 dan Q2. Sekiranya Q 1 = 20 J.lC dan Q2 = 5 J.lC, cari tenaga yangtersimpan dalam C1, C2 dan C3 dan jumlah keseluruhan tenaga yang tersimpan didalam semua kapasitor tersebut.

CI = 4.67 J.lF; QI = 20 J.lQVI =QlICI

= (20 x 10-6)/(4.67 x 1O~=4.3 V

WI = YzCI(VI)2= Yzx 4.67 X 10-6x 4.32= 43.2 J . L T

C2 = 980 nF; Q2 = 5 J.lQ

V2 =Q2/C2=(5 x 10-6)/(980 x 10-9)=5.1 V

W2 = YzC2(V2i= Yzx 980 X 10-9x 5.12= 12.7 J . L T

W3 = YzC3(V2)2= Yzx 392 X 10-9 x 5.12 :;:;:.1 J . L T

Sistem Kawalan Lampu Isyarat Mudah Alih

Documents

Transcript of Sistem Kawalan Lampu Isyarat Mudah Alih