KONTROL KEBUN
1. Tujuan[kembali]
- Mempelajari rangkaian aplikasi dari sensor
- Mempelajari prinsip kerja aplikasi kontrol kebun
- Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi kontrol kebun
2. Alat dan Bahan[kembali]
a. Alat
1). Baterai
Baterai pada rangkaian ini digunakan sebagai sumber energi listrik atau sumber tegangan untuk menjalankan rangkaian.
2). DC Voltmeter
Voltmeter DC yaitu alat ukur biasa digunakan untuk mengukur tegangan DC dengan cara mengukur beda potensial dari tegangan DC antara 2 titik suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Penambah sebuah tahanan seri atau pengali (multiplier), mengubah gerakan d’arsonval menjadi sebuah voltmeter arus searah.
b. Bahan
1). Resistor
Spesifikasi resistor
2). Dioda
Spesifikasi dioda
3). Transistor
Spesifikasi transistor
Konfigurasi pin
4). Relay
Spesifikasi
Konfigurasi pin
5). LM35
Spesifikasi
- Dikalibrasi Langsung dalam Celcius (Celcius)
- Faktor Skala Linear + 10-mV / ° C
- 0,5 ° C Pastikan Akurasi (pada 25 ° C)
- Dinilai untuk Rentang Penuh −55 ° C hingga 150 ° C
- Cocok untuk Aplikasi Jarak Jauh
- Biaya Rendah Karena Pemangkasan Tingkat Wafer
- Beroperasi Dari 4 V hingga 30 V
- Pembuangan Arus Kurang dari 60-μA
- Pemanasan Mandiri Rendah, 0,08 ° C di Udara Diam
- Hanya Non-Linearitas ± ¼ ° C Tipikal
- Output Impedansi Rendah, 0,1 Ω untuk Beban 1-mA
Konfigurasi pin
Grafik respon
6). Op-amp
Spesifikasi
- Integrated with two Op-Amps in a single package
- Wide power supply Rang
- Single supply – 3V to 32V
- Dual supply – ±1.5V to ±16V
- Low Supply current – 700uA
- Single supply for two op-amps enables reliable operation
- Short circuit protected outputs
- Operating ambient temperature – 0˚C to 70˚C
- Soldering pin temperature – 260 ˚C (for 10 seconds – prescribed)
- Available packages: TO-99, CDIP, DSBGA, SOIC, PDIP, DSBGA
Konfigurasi pin
7). Motor DC
Spesifikasi Motor DC
Konfigurasi motor DC:
8). Potensiometer
9). Ground
10) Gerbang XOR (IC 7486)
11) Gerbang OR (IC 7432)
12) Gerbang AND (IC 7408)
13) Gerbang XNOR (IC 4077)
14) Gerbang NOR (IC 7402)
15) Gerbang NAND (IC 7400)
16) IC 74LS112
17) IC 74LS90
18) IC 7493
19) IC 74193
20) IC 74192
21) IC 74LS47
22) Seven Segment
23). LDR
Spesifikasi
- Tegangan maksimum (DC): 150V.
- Konsumsi arus maksimum: 100mW.
- Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
- Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
- Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms.
Konfigurasi pin
Grafik respon
11). Soil Moisture
Spesifikasi dari Sensor Soil Moisture :
- Tegangan Operasi: 3.3V hingga 5V DC
- Operasi Saat Ini: 15mA
- Output Digital - 0V hingga 5V, Level pemicu yang dapat disesuaikan dari preset
- Output Analog - 0V hingga 5V berdasarkan radiasi infra merah dari nyala api yang jatuh pada sensor
- LED menunjukkan keluaran dan daya
- Ukuran PCB: 3,2 cm x 1,4 cm
- Desain berbasis LM393
- Mudah digunakan dengan Mikrokontroler atau bahkan dengan IC Digital / Analog normal
- Kecil, murah, dan mudah didapat
Konfigurasi Sensor Soil Moisture
12). Kapasitor
Spesifikasi kapasitor
13). Induktor
Spesifikasi Induktor
- 11.2 x 11.2 x 9.0mm maximum surface mount package
- Ferrite core material
- High current carrying capacity, low core losses
- Controlled DCR tolerance for sensing circuits
- Inductance range from 205nH to 950nH
- Current range from 11.5 to 69 amps
- Frequency range up to 2MHz
Pada saat ketinggian ataupun volume air naik, maka secara otomatis bandul yang terbuat dari magnet pada alat water level akan ikut terangkat juga, dan saat magnet berada pada level sensor berikutnya maka sensor akan aktif
Spesifikasi :
- Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada potensiometer)
- Condeser yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi
- Tegangan kerja antara 3.3V – 5V
- Terdapat 2 pin keluaran yaitu tegangan analog dan Digital output
- Sudah terdapat lubang baut untuk instalasi
- Sudah terdapat indikator led
Konfigurasi pin:
Grafik:
Gas Sensor (MQ2) adalah sensor yang berguna untuk mendeteksi kebocoran gas baik pada rumah maupun industri. Sensor ini sangat cocok untuk mendeteksi H2, LPG, CH4, CO, Alkohol, Asap atau Propana.
konfigurasi pin:pin 1 : sumber teganganpin2 : V out : 0-1,5Vpin 3 : GNDspesifikasi:-Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.-Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC-Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.-Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.-Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.-Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.-Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.-Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC
Gambar contoh rain sensor
A. Pin Configuration1.VCC: 5V DC
2.GND: ground3. VoutB. SPECIFICATION
- Adoptshigh quality of RF-04 double sidedmaterial.
- Area:5cm x 4cm nickel plateon side,
- Anti-oxidation,anti-conductivity, with long use time;
- Comparator output signal clean waveform is good, driving ability, over 15mA;
- Potentiometer adjust the sensitivity;
- Working voltage 5V;
- Output format: Digital switching output (0 and 1) and analog voltage output AO;
- With bolt holes for easy installation;
- Small board PCB size: 3.2cm x 1.4cm;
- Usesa wide voltage LM393 comparato
Aritmatika adalah ilmu hitung dasar yang merupakan bagian dari matematika. Operasi dasar aritmatika adalah penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian, Walaupun operasi-operasi lain yang lebih canggih (seperti persentase, akar kuadrat, pemangkatan, dan logaritma) kadang juga dimasukkan ke dalam kategori ini. Perhitungan dalam aritmatika dilakukan menurut suatu urutan operasi yang menentukan operasi aritmatika yang mana lebih dulu dilakukan
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.
Simbol Resistor Sebagai Berikut :
Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.
Kapasitas Daya Resistor
Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.
Nilai Toleransi Resistor
Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).
Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%.
Jenis-Jenis Resistor
Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film.
Resistor Kawat (Wirewound Resistor)
Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.
Resistor Arang (Carbon Resistor)
Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.
Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)
Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.
Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor)
Resistor Tetap(Fixed Resistor)
Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti :
- Metal Film Resistor
- Metal Oxide Resistor
- Carbon Film Resistor
- Ceramic Encased Wirewound
- Economy Wirewound
- Zero Ohm Jumper Wire
- S I P Resistor Network
- Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)
Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu :
Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis
Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah “Trimer Potensiometer atau VR”
Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain.
LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut.
Jenis-jenis resistor tetap dan variable diatas akan dibahas lebih detil dalam artikel yang lain.
Menghitung Nilai Resistor
Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable.
Kode Warna Resistor
Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :
kode warna resistor,rumus resistor,warna resistor
1. Resistor Dengan 4 Cincin Kode Warna
Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.
2. Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna
Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.
3. Resistor Dengan 6 Cincin Warna
Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.
Kode Huruf Resistor
Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor.
Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :
- R, berarti x1 (Ohm)
- K, berarti x1000 (KOhm)
- M, berarti x 1000000 (MOhm)
Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :
- F, untuk toleransi 1%
- G, untuk toleransi 2%
- J, untuk toleransi 5%
- K, untuk toleransi 10%
- M, untuk toleransi 20%
Rumus Resistor:
Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :
Dimana V adalah tegangan, I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan
Mencari resistansi total dalam rangkaian dapat menggunakan :
Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n
Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n
2). Dioda
Dioda atau disebut juga sinyal dioda adalah komponen dasar semikonduktor aktif yang hanya bisa mengalirkan arus satu arah saja (forward bias) yaitu dari arah positip (Anoda) ke arah negatif (Katoda) namun memblok arus untuk arah sebaliknya. Dalam rangkaian elektronika dioda diibaratkan sebagai kran/katup listrik satu arah. Dioda memiliki dua elektroda yaitu elektroda positip (Anoda) dan elektroda negatif (Katoda). Secara umum dioda biasa dipakai untuk merubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) atau disebut sebagai Rectifier.
Dioda dibuat dari bahan semikonduktor seperti germanium (Ge), Silicon (Si) dan galium arsenide (GaAs), sifat listrik pada jenis material tersebut ialah menengah atau dengan kata lain tidak baik sebagai konduktor dan tidak baik juga sebagai insulator, sifat ini dinamakan semikonduktor.
Material semikonduktor memiliki sangat sedikit "elektron bebas" karena molekul atomnya terkumpul bersama dalam bentuk pola kristal yang sering disebut "kisi kristal". Untuk meningkatkan daya hantar listrik pada material ini maka perlu dicampurkan "kotoran atom" pada struktur kristalnya sehingga menghasilkan lebih banyak elektron bebas dan lubang atom. Untuk menghasilkan sisi Negatif (katoda) pada dioda maka material semikonduktor biasanya dicampurkan kotoran atom dengan bahan seperti: Arsenik, Antimony atau Fosfor. dan untuk menghasilkan sisi positip (Anoda) dicampur dengan kotoran atom dari bahan Aluminium, Boron atau Galium.
Jenis dan Simbol Dioda
Seperti penjelasan diatas, Jenis dioda tergantung dari bahan material yang dipakai saat pembuatannya, dibawah ini adalah contoh gambar dan simbol dari jenis-jenis dioda:
1. Dioda Silicon
Terbuat dari bahan Germanium, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,7V, pada rangkaian elektronika biasa dipakai sebagai penyearah (rectifier). Contoh dioda Germanium adalah: 1N4000 series dan 1N5000 series dll.
2. Dioda Germanium
Terbuat dari bahan Silicon, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,3V. Biasa diaplikasikan sebagai dioda penyearah. contoh dioda silicon adalah: IN4148 atau 1N914 dll.
3. Dioda Zener
Terbuat dari bahan silikon, dioda zener atau sering disebut juga "breakdown diode" berfungsi sebagai pembatas tegangan pada rangkaian, atau dengan kata lain dioda zener adalah komponen regulator tegangan sederhana. dioda zener memiliki rating tegangan antara 1 sampai ratusan volt dengan daya mulai dari 1/4w.
4. Light Emitting Diode atau LED
Adalah jenis dioda yang dapat mengeluarkan cahaya, LED yang banyak dipasaran berbentuk kubah bulat dan juga kotak persegi dengan variasi warna merah, kuning, hijau, biru atau putih. batas arus maksimum LED adalah 20mA. dan memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) antara 1,2v sampai 3,6v tergantung dari jenis warna LED.
5. Dioda Schottky
disebut juga dioda power memiliki drop tegangan maju (forward bias) yang rendah, namun rating arus dan tegangannya tinggi. Biasa dipakai sebagai penyearah pada frekuensi tinggi, sering dipakai pada rangkaian pengisian battre, AC Rectifier dan Inverter.contoh untuk dioda schotky adalah 5819 atau 58xx dll.
3). Transistor
Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Transistor Bipolar adalah salah satu jenis transistor yang terbentuk dari 2 dioda sehingga memiliki polaritas atau sisi positif dan sisi negatif. Biasanya transistor Bipolar atau disebut dengan BJT (Basis Junction Transistor) memiliki 2 jenis, diantaranya yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Transistor ini memiliki 3 polaritas yang biasa disebut B (Basis), E (Emiter), C (Collector). Basis berfungsi sebagai base atau tempat berkumpulnya kumpulan aliran arus yang masuk ke transistor, Emiter dan Collector sebagai aliran arus masuk dan keluar.
Lambang Transistor BJT
Sudah jelas seperti gambar di atas bahwa transistor PNP memiliki simbol yang arah panahnya masuk dan sebaliknya untuk NPN arah panah dari emiter mengarah keluar.
Bentuk aliran arus pada sebuah transistor dapat dirumuskan dengan hukum KCL ( Kirchoff Current Law) Atau hukum Kirchoff I, yang dirumuskan sebagai berikut.
Ie = Ic + IbKeterangan :Ie = Arus EmitterIc = Arus CollectorIb = Arus BasisPada Transistor BJT nilai arus Ib relatif sangat kecil terhadap Ic, maka Ib ini dapat diabaikan. Sehingga persamaan diatas bisa berubah menjadiIe = IcKeterangan :Ie = Arus EmitterIc = Arus Collector
Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V
Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.
Gelombang input dan output transistor
4). Op-amp
Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :
Rumus penguatan op-amp
- Op-amp inverting
Av = – ( Rf / Ri )
- Op-amp non-inverting
Av = ( Rf / Ri ) + 1
Gelombang input dan output op-amp
5). LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5ºC pada suhu 25ºC
Simbol LM35 di proteus :
Grafik respon
6). 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. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Simbol di proteus
7). Ground
Suatu komponen listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah.
Simbol di proteus
8). Power Supply
Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika. Power supply atau catu daya adalah suatu alat atau perangkat elektronik yang berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC untuk memberi daya suatu perangkat keras lainnya. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Power supply/unit catu daya secara efektif harus mengisolasi rangkaian internal dari jaringan utama, dan biasanya harus dilengkapi dengan pembatas arus otomatis atau pemutus bila terjadi beban lebih atau hubung singkat. Bila pada saat terjadinya kesalahan catu daya, tegangan keluaran DC meningkat di atas suatu nilai aman maksimum untuk rangkaian internal, maka daya secara otomatis harus diputuskan.
Simbol di proteus
9). LDR
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.
LDR di proteus
Grafik respon
10). Motor DC
Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/directunidirectional.
Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.
Simbol motor DC di proteus:
11). Soil Moisture
Soil Moisture Sensor dapat digunakan untuk sistem penyiraman otomatis atau untuk memantau kelembaban tanah tanaman secara offline maupun online. Sensor yang dijual pasaran mempunyai 2 module dalam paket penjualannya, yaitu sensor untuk deteksi kelembaban, dan module elektroniknya sebagai amplifier sinyal.Soil Moisture Sensor merupakan module untuk mendeteksi kelembaban tanah, yang dapat diakses menggunakan microcontroller seperti arduino.Sensor kelembaban tanah ini dapat dimanfaatkan pada sistem pertanian, perkebunan, maupun sistem hidroponik mnggunakan hidroton.
Simbol Sensor Soil Moisture di proteus:
12). Kapasitor
Kapasitor merupakan salah satu jenis elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan arus listrik selama batas waktu tertentu. Kapasitor juga bisa disebut dengan konduktor yang mempunyai salah satu sifat yang pasif dan banyak dipakai dalam membuat rangkaian elektronika dengan kapasitansinya yaitu Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 – 1867) yang berasal dari Inggris.Tapi, Farad yaitu satuan yang sangat besar, jadi pada umumnya Kapasitor yang dipakai dalam peralatan Elektronika yaitu satuan Farad yang dikecilkan jadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.
Konversi Satuan Farad, yaitu sebagai berikut:
- 1 Farad = 1.000.000µF (mikro Farad)
- 1µF = 1.000nF (nano Farad)
- 1µF = 1.000.000pF (piko Farad)
- 1nF = 1.000pF (piko Farad)
Rumus Kapasitor:
Q = C.V
Keterangan:
- Q = Muatan dengan satuan Coloumb
- C = Kapasitas dengan satuan Farad
- V = Tegangan dengan satuan Volt
Rumus Kapasitor Rangkaian Paralel:
Ctotal = C1 + C2 + C3
Rumus Kapasitor Rangkaian Seri:
1/C Total = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
Simbol kapasitor :
13). Induktor
Sebuah Induktor jika diberikan arus listrik maka disekitar induktor tersebut akan timbul medan magnet. Medan magnet tersebut akan disimpan sementara dalam kumparan,sampai adanya perubahan arah Arus listrik.Induktor adalah Komponen elektronika yang terdiri dari susunan lilitan kawat yang membentuk sebuah kumparan. Induktor memiliki satuan yaitu henry. Namun satuan henry terlalu besar, maka digunakan satuan yang lebih kecil yaitu mikrohenry(mH). Dimana 1 henry sama dengan 1000 milihenry(mH).
Ketika dalam sebuah induktor terjadi perubahan arah arus, maka medan magnet yang tersimpan pada induktor tersebut akan bertransformasi menjadi tegangan listrik. Semakin besar medan magnet yang dihasilkan sebuah induktor maka semakin besar pula potensi tegangan yang dihasilkan.
Sebuah induktor dapat terdiri dari sebuah lilitan tunggal atau beberapa lilitan dalam satu inti. Jika induktor hanyalah sebuah kumparan tunggal, maka jika induktor tersebut dialiri arus maka setiap lilitan kumparan tersebut akan menginduksi kumparan yang lain sehingga menimbulkan medan magnet. Fenomena ini iistilahkan self induction atau induksi diri.
Nilai induktansi sebuah induktor dipengaruhi oleh 4 faktor yaitu :
- Jumlah lilitan, berbangding lurus dengan induktansinya.
- Diameter kawat Lilitan, berbanding lurus dengan induktansinya
- Permeabilitas Inti, yaitu bahan inti yang digunaka n seperti ferrit, besi maupun udara
- Panjang lilitan induktor, semakin pendek maka induktansinya semakin tinggi.
Simbol Induktor :
Pada saat ketinggian ataupun volume air naik, maka secara otomatis bandul yang terbuat dari magnet pada alat water level akan ikut terangkat juga, dan saat magnet berada pada level sensor berikutnya maka sensor akan aktif
 |
| Gambar contoh rain sensor |
Berdasarkan grafik di atas kita tahu bahwa semakin banyak intensitas hujan maka semakin kecil resistansi yang dihasilkan.
19). Aritmatika Adder 7482
4. Percobaan[kembali]
- Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
- Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
- Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
- Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
- Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian pada Kontrol Rumah Kaca bekerja
a.Gambar rangkaian
b. Vidio
c. Cara Kerja
Ketika sensor ldr mendeteksi cahaya , maka resistansi dari LDR menjadi rendah yang menyebabkan output tegangan semakin tinggi, dan arus akan mengalir dari vcc kemudian masuk ke ldr dan terukur tegangannya sebesar 0,72V, kemudian masuk ke kaki basis Q3, sehingga Q3 menjadi aktif, dan arus akan mengalir dari vcc masuk ke R11 masuk ke kaki kolektor Q3 lalu ke emitter dan ke ground. Arus tidak masuk ke kaki basis Q4, karena tegangan basis Q4 sebesar 0,01 yang mana transistor Q4 menjadi tidak aktif. Karena Q3 aktif maka arus mengalir dari vcc kemudian akan mengalir ke relay 3, sehingga relay 3 menjadi aktif. Kemudian arus mengalir dari baterai ke motor dan ke LED. Kemudian arus diteruskan ke Relay 1 dan kemudian ke ground. Dan motor dc akan berputar ke kanan yang menandakan atap menjadi terbuka.
Dan ketika atap terbuka dan suhu yang terdeteksi oleh sensor LM35 besar sama dari 36 derjat, dan kelembaman tanah rendah yang dideteksi oleh sensor soil moisture outputnya berlogika 0, Dikarenakan tidak ada arus yang mengalir ke pin B pada Decoder maka akan menghasilkan input berlogika 0 dan pada LM35 mendeteksi suhu besar dari 36 derjat maka LM35 akan dihubungkan dengan detector, dan kaki akan terukur tegangan pada kaki positifnya +0,37V dan pada kaki negatifnya juga +0,36V, dan tegangan output dari opamp sebesar +15V
Dikarenakan ada arus dari detektor maka di umpan kan arus ke R6 dan masuk ke kaki basis transistor Q6, dikarenakan ada arus pada transistor Q6, menyebabkan vcc pada RL5 akan aktif. Dikarenakan vcc pada RL4 aktif, maka arus akan mengalir ke koil RL4 dan mengaktifkan RL4 atau berada pada posisi sebelah kiri. Lalu masuk ke RL 5 yang mengakibatkan RL 5 dalam kondisi aktif atau berada pada kondisi kiri. Lalu arus dari RL5. Karena RL5 aktif, suplay dari RL5 akan mengakibatkan arus mengalir menuju ke pompa, sehingga pompa akan aktif.
Dan arus dari output op amp tadi juga masuk berlogika 1. Lalu ke pin A dari BCD Decoder ber logika 1, sehingga 7 segmen bernilai 1.
Ketika sensor LDR tidak mendapatkan cahaya maka resistansinya akan meningkat, sehingga output tegangan dari LDR kecil. Karena output dari LDR kecil maka akan menyebabkan transistor Q3 tidak aktif, karena tegangan pada kaki basis Q3 hanya sebesar 0,19V. Karena Q3 tidak aktif maka tidak ada arus yang mengalir. Kemudian arus dari vcc mengalir ke R4 dan diteruskan ke Q4 yang tegangan pada kaki basisnya sebesar 0,76V sehingga Q4 menjadi aktif. Karena Q4 aktif arus dari vcc akan mengalir ke relay 2, dank arena relay 2 aktif maka arus akan diteruskan ke kolektor Q4 kemudian diteruskan ke kaki emitter lalu ke ground. Karena relay aktif maka koil relay akan berpindah ke kiri, kemudian arus akan mengalir ke motor lalu mengalir ke R5, yang menyebabkan motor berputar ke kiri yang menandakan atap tertutup dan juga ditandai dengan LED menyala. Lalu dari motor dc arus masuk ke Relay 6 lalu ke ground. Arus tidak mengalir ke R12 karena Relay 3 tidak aktif. Ini mendandakan atap tertutup.
Dan ketika atap tertutup dan suhu yang terdeteksi oleh sensor LM35 kecil dari 36 derjat, dan kelembaman tanah tinggi yang terdeteksi oleh sensor soil moisture sehingga outputnya menjadi 1, maka ada arus yang mengalir ke pin B pada Decoder. Sehingga tidak ada arus megalir ke kaki basis transistor Q5. Yang menyebabka Relay 4 dan 5 tidak aktif sehingga menghidupkan LED sebagai indikator.
Ketika sensor ldr mendeteksi cahaya , maka resistansi dari LDR menjadi rendah yang menyebabkan output tegangan semakin tinggi, dan arus akan mengalir dari vcc kemudian masuk ke ldr dan terukur tegangannya sebesar 0,72V, kemudian masuk ke kaki basis Q3, sehingga Q3 menjadi aktif, dan arus akan mengalir dari vcc masuk ke R11 masuk ke kaki kolektor Q3 lalu ke emitter dan ke ground. Arus tidak masuk ke kaki basis Q4, karena tegangan basis Q4 sebesar 0,01 yang mana transistor Q4 menjadi tidak aktif. Karena Q3 aktif maka arus mengalir dari vcc kemudian akan mengalir ke relay 3, sehingga relay 3 menjadi aktif. Kemudian arus mengalir dari baterai ke motor dan ke LED. Kemudian arus diteruskan ke Relay 1 dan kemudian ke ground. Dan motor dc akan berputar ke kanan yang menandakan atap menjadi terbuka.
Dan ketika atap terbuka dan suhu yang terdeteksi oleh sensor LM35 besar sama dari 36 derjat, dan kelembaman tanah rendah yang dideteksi oleh sensor soil moisture outputnya berlogika 1, , maka ada arus yang mengalir ke pin B pada Decoder. Sehingga tidak ada arus megalir ke kaki basis transistor Q5. Yang menyebabka Relay 4 dan 5 tidak aktif. Dan pada LM35 mendeteksi suhu besar dari 36 derjat maka LM35 akan dihubungkan dengan detector, dan kaki akan terukur tegangan pada kaki positifnya +0,37V dan pada kaki negatifnya juga +0,36V, dan tegangan output dari opamp sebesar +15V kemudian arus diteruskan ke R6 dan masuk ke kaki basis transistor Q6, dan tegangan yang terukur 0,6V yang menandakan Q6 off. Sehingga arus tidak mengalir ke relay 4 dan 5 sehingga menghidupkan LED sebagai indikator.
5. Link Download[kembali]
File Html klik disini
File Rangkaian klik disini
File Video simulasi klik disini
Download Datasheet Diode klik disini
Download Datasheet Resistor klik disini
Download Datasheet Reley klik disini
Download Datasheet Battery klik disini
Download Datasheet Motor DC klik disini
Download Datasheet Opamp klik disiniDownload Datasheet Transistor klik disini
Download Datasheet Resistor klik disini
Download Library Sensor soil klik disini
Download Datasheet Sensor sound klik disini
Download Datasheet IC 7482 klik disini
Datasheet IC Seven Segment disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar