BUDIDAYA MELON DI RUMAH KACA
1. Pendahuluan[kembali]
Budidaya melon di rumah kaca merupakan salah satu metode pertanian modern yang menawarkan solusi efektif untuk meningkatkan produktivitas dan kualitas tanaman melon dengan mengontrol kondisi lingkungan secara optimal. Melalui sistem ini, petani dapat mengatur suhu, kelembaban, pencahayaan, dan irigasi secara terkontrol sehingga tanaman terlindung dari hama, penyakit, dan cuaca ekstrem. Selain itu, budidaya di rumah kaca memungkinkan panen di luar musim serta penggunaan lahan yang lebih efisien, sehingga menjadikannya pilihan yang potensial untuk mendukung ketahanan pangan dan peningkatan ekonomi pertanian.
2. Tujuan[kembali]
- Dapat mengetahui bentuk rangkaian dari budidaya tanaman tomat organik di rumah kaca
- Mengetahui prinsip kerja dari sensor yang digunakan
3. Alat dan Bahan[kembali]
Alat
1. Voltmeter DC
Spesifikasi
- Rentang pengukuran: Ini mengacu pada rentang tegangan yang dapat diukur oleh voltmeter. Misalnya, voltmeter mungkin memiliki rentang pengukuran antara 0 hingga 10 volt atau 0 hingga 1000 volt.
- Akurasi: Ini adalah tingkat ketepatan voltmeter dalam mengukur tegangan. Akurasi biasanya dinyatakan dalam persentase kesalahan maksimum. Sebagai contoh, voltmeter mungkin memiliki akurasi ±1% yang berarti kesalahan maksimum yang mungkin terjadi adalah 1% dari nilai yang diukur.
- Resolusi: Resolusi mengacu pada jumlah digit yang ditampilkan pada voltmeter. Resolusi yang lebih tinggi berarti voltmeter dapat menampilkan angka yang lebih rinci. Sebagai contoh, voltmeter dengan resolusi 3 digit dapat menampilkan angka hingga tiga angka di belakang koma.
- Impedansi input: Ini adalah resistansi internal voltmeter terhadap arus listrik yang melewati alat. Impedansi input yang lebih tinggi pada voltmeter memungkinkan pengukuran tegangan yang lebih akurat tanpa mengganggu sirkuit yang sedang diukur.
- Jenis input: Voltmeter dapat dirancang untuk mengukur tegangan searah (DC) atau tegangan bolak-balik (AC). Beberapa voltmeter juga dapat mengukur kedua jenis tegangan.
2. Battery
Spesifikasi dan Pinout Baterai
- Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
- Output voltage: dc 1~35v
- Max. Input current: dc 14a
- Charging current: 0.1~10a
- Discharging current: 0.1~1.0a
- Balance current: 1.5a/cell max
- Max. Discharging power: 15w
- Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
- Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
- Ukuran: 126x115x49mm
- Berat: 460gr
3. Power
Spesifikasi:
- Daya listrik (Power supply): Ini mengacu pada daya yang diberikan oleh sumber listrik ke peralatan elektronik. Daya ini diukur dalam watt (W). Spesifikasi daya listrik mencakup tegangan input yang diperlukan (misalnya 110V atau 220V AC) dan frekuensi (misalnya 50Hz atau 60Hz).
- Konsumsi daya (Power consumption): Ini adalah jumlah daya yang dikonsumsi oleh peralatan elektronik saat beroperasi. Konsumsi daya juga diukur dalam watt (W) dan umumnya dicantumkan dalam spesifikasi produk. Informasi ini membantu untuk mengetahui berapa banyak daya yang diperlukan oleh peralatan tersebut dan mempengaruhi kebutuhan daya listrik yang dibutuhkan.
- Daya output (Power output): Jika Anda merujuk pada peralatan yang menghasilkan daya, seperti power amplifier atau power bank, spesifikasi power output akan memberikan informasi tentang daya yang dihasilkan oleh perangkat tersebut. Ini juga diukur dalam watt (W) dan mungkin mencakup spesifikasi daya maksimum dan daya kontinu yang dapat dihasilkan.
Bahan
1. Sensor Soil Moisture
Spesifikasi:
2. Sensor LM35
Sensor Suhu LM35 digunakan untuk mendeteksi suhu ruangan dengan output sebesar 10mV/Celcius.
Spesifikasi Sensor suhu IC LM35 :
- 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 suhu25ºC
- 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.
3. Vibration Sensor
- Vsuplai : DC 3.3V-5V
- Arus : 15mA
- Sensor : SW-420 Normally Closed
- Output : digital
- Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm
- Berat : 10 gr
4. Sensor Pir
Spesifikasi:
- Input Voltage: DC 4.5-20V
- Static current: 50uA
- Output signal: 0,3V (Output high when motion detected)
- Sentry Angle: 110 degree
- Sentry Distance: max 6/7 m
- Shunt for setting overide trigger: H - Yes, L - No
5. Touch sensor
Spesifikasi:
- Konsumsi daya yang rendah
- Bisa menerima tegangan dari 2 ~ 5.5V DC
- Dapat menggantikan fungsi saklar tradisional
- Dilengkapi 4 lobang baut untuk memudahkan pemasangan
- Tegangan kerja : 2v s/d 5.5v (optimal 3V)
- Output high VOH : 0.8 VCC (typical)
- Output low VOL : 0.3 VCC (max)
- Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V) : 8 mA
- Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V) : 4 mA
- Waktu respon (low power mode): max 220 ms
- Waktu respon (touch mode): max 60 ms
- Ukuran: 24 mm x 24 mm x 7.2 mm
6. Sensor Kelembaban udara (DHT11)
8. IC 4013
Spesifikasi:
9. Potensiometer
- Nilai Resistansi: Spesifikasi ini mencantumkan nilai resistansi potensiometer. Nilai resistansi dapat bervariasi, misalnya, potensiometer 10K memiliki resistansi 10.000 ohm (10 kiloohm). Nilai resistansi ini menentukan rentang resistansi yang dapat disesuaikan oleh potensiometer.
- Toleransi: Toleransi resistansi mengacu pada kisaran persentase di mana nilai resistansi potensiometer dapat bervariasi dari nilai yang ditentukan. Misalnya, jika potensiometer memiliki toleransi ±10%, maka nilai resistansi yang sebenarnya dapat berbeda hingga 10% dari nilai yang ditentukan.
- Daya nominal: Ini adalah daya maksimum yang dapat ditangani oleh potensiometer tanpa merusak komponen. Daya biasanya diukur dalam watt (W) dan memberikan gambaran tentang seberapa besar potensiometer dapat menangani arus listrik tanpa mengalami overheating atau kerusakan.
- Jenis Potensiometer: Ada beberapa jenis potensiometer yang tersedia, termasuk potensiometer linier dan potensiometer logaritmik (log potensiometer). Jenis potensiometer ini memiliki kurva resistansi yang berbeda saat putaran atau penggeseran digunakan.
- Jumlah Putaran: Potensiometer dengan lebih dari satu putaran memberikan presisi yang lebih tinggi dalam mengatur resistansi. Jumlah putaran biasanya dinyatakan dalam putaran lengkap atau putaran parsial (misalnya, 1 putaran, 10 putaran, 270 derajat, dll.).
13. Op Amp
14. Gerbang AND
Spesifikasi :
- Catu daya : 3 V - 15 V
- Fungsi : Quad 2-Input AND Gate
- Propagation delay : 55 ns
- Level tegangan I/O : CMOS
- Kemasan : DIP 14-pin
15. Inverter (Not)
Spesifikasi
16. Dioda
Spesifikasi:
- Tegangan sebalik (Reverse Voltage): Ini adalah tegangan maksimum yang dapat diterapkan pada dioda dalam arah sebalik (reverse direction) tanpa menyebabkan kerusakan. Jika tegangan sebalik melebihi spesifikasi ini, dioda dapat mengalami breakdown dan mengalirkan arus yang signifikan dalam arah sebalik.
- Tegangan maju (Forward Voltage): Tegangan maju adalah tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan dioda dan menyebabkan aliran arus melalui dioda dalam arah maju. Tegangan maju bervariasi tergantung pada jenis dan bahan dioda, seperti dioda silikon memiliki tegangan maju sekitar 0,6 hingga 0,7 volt, sementara dioda germanium memiliki tegangan maju sekitar 0,2 hingga 0,3 volt.
- Arus maju maksimum (Forward Current): Ini adalah arus maksimum yang dapat dialirkan melalui dioda dalam arah maju tanpa menyebabkan kerusakan. Melebihi spesifikasi ini dapat menyebabkan pemanasan berlebih pada dioda dan mengakibatkan kegagalan.
- Waktu pemulihan (Recovery Time): Ini adalah waktu yang diperlukan untuk dioda untuk beralih dari kondisi berhenti (reverse bias) ke kondisi aktif (forward bias) setelah tegangan sebalik dihilangkan. Waktu pemulihan mempengaruhi kemampuan dioda untuk digunakan dalam aplikasi berfrekuensi tinggi.
- Daya dissipasi (Power Dissipation): Daya dissipasi adalah daya maksimum yang dapat diserap oleh dioda tanpa menyebabkan kerusakan. Daya dissipasi biasanya diukur dalam watt dan tergantung pada kemampuan dioda untuk menyerap panas.
18. Switch atau Button
19. LED
4. Dasar Teori[kembali]
1. Sensor Soil Moisture
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.
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.
Jika menggunakan pin Digital Output maka keluaran hanya bernilai 1 atau 0 dan harus inisalisasi port digital sebagai Input (pinMode(pin, INPUT)). Sedangkan jika menggunkan pin Analog Output maka keluaran yang akan muncul adalah sebauah angka diantara 0 sampai 1023 dan inisialisasi hanya perlu menggunkan analogRead(pin).
CARA KERJA SENSOR
Pada saat diberikan catudaya dan disensingkan pada tanah, maka nilai Output Analog akan berubah sesuai dengan kondisi kadar air dalam tanah.
Pada saat kondisi tanah :
- Basah : tegangan output akan turun
- Kering : tegangan output akan naik
Tegangan tersebut dapat dicek menggunakan voltmeter DC. Dengan pembacaan pada pin ADC pada microcontroller dengan tingkat ketelitian 10 bit, maka akan terbaca nilai dari range 0 – 1023. Sedangkan untuk Output Digital dapat diliat pada nyala led Digital output menyala atau tidak dengan mensetting nilai ambang pada potensiometer.
- Kelembaban tanah melebihi dari nilai ambang maka led akan padam
- Kelembaban tanah kurang dari nilai ambang maka led akan menyala
2. Sensor 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 mempunyaikeluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.
Prinsip Kerja LM35 :
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control.
Sensor suhu LM35 mampu melakukan pengukuran suhu dari suhu -55ºC hingga +150ºC dengan toleransi kesalahan pengukuran ±0.5ºC.
Dilihat dari tipenya range suhu dapat dilihat sebagai berikut :
- LM35, LM35A -> range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
- LM35C, LM35CA -> range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
- LM35D -> range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.
Kelebihan LM 35 :
- Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
- Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
- Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
- Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
Kekurangan LM 35:
- Membutuhkan tegangan untuk beroperasi.
Pinout:
Grafik:
3. Vibration Sensor
Pinout:
Vibration sensor adalah perangkat yang dapat mengukur jumlah dan frekuensi getaran yang terdapat pada sebuah sistem, mesin dan beberapa perangkat tertentu. Pengukuran tersebut bisa digunakan untuk melakukan pendeteksian pada masalah lain yang terdapat pada sebuah aset dan melakukan prediksi pada kerusakan yang akan terjadi di masa mendatang.
Grafik respon:
4. Sensor Pir
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
- Fresnel Lens -->Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama.
- IR Filter -->IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.
- Pyroelectric Sensor -->Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik.
- Amplifier -->Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
- Komparator-->Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:
Jangkauan Sensor PIR
Grafik respon:
5. Touch sensor
Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan
6. Sensor Kelembaban udara (DHT11)
Sensor kelembaan adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendifinisian yang suatu kelembaban uap air yang terkandung dalam udara.
Grafik:
8. IC 4013
Pinout:
Spesifikasi:
Fungsi utama IC 4013 adalah untuk menyimpan data biner dan mengontrol waktu sinyal input dan outputnya. Berikut adalah fitur dan fungsi utama dari IC 4013:
1. Flip-Flop Tipe-D Ganda: IC 4013 berisi dua flip-flop tipe-D independen dalam satu paket.
2. Penyimpanan Data: Setiap flip-flop dapat menyimpan satu bit data (baik logika tinggi atau logika rendah) berdasarkan inputnya.
Keluaran Q dan Q': Setiap flip-flop memiliki dua keluaran:
- Q: Output normal dari flip-flop.
- Q': Output komplemen (terbalik) dari flip-flop.
3. Reset (R) dan Set (S) Input: IC 4013 juga menyediakan input asinkron opsional untuk mengatur ulang dan mengatur output flip-flop. Masukan ini memungkinkan kontrol manual dari keadaan keluaran terlepas dari sinyal clock.
4. Tegangan Pasokan: Biasanya 5V
- IC beroperasi dengan tegangan suplai sekitar 5 volt, yang umum untuk logika CMOS.
5. Jenis Paket: DIP (Dual In-Line Package)
- IC 4013 umumnya tersedia dalam paket DIP, yang terdiri dari bodi berbentuk persegi panjang dengan dua baris pin.
IC 4013 banyak digunakan dalam rangkaian digital untuk aplikasi seperti penyimpanan data, sinkronisasi, pembagian frekuensi, dan logika sekuensial. Penting untuk berkonsultasi dengan lembar data yang disediakan oleh pabrikan untuk spesifikasi terperinci, karakteristik kelistrikan, konfigurasi pin, dan pedoman penggunaan yang direkomendasikan.
Tabel kebenaran:
9. Potensiometer
Pinout:
Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :
1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
2. Element Resistif
3. Terminal
Jenis-jenis Potensiometer
- Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.
- Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.
- Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.
Fungsi-fungsi Potensiometer
1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
3. Sebagai Pembagi Tegangan
4. Aplikasi Switch TRIAC
5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
6. Sebagai Pengendali Level Sinyal
10. Transistor
Transistor merupakan salah satu Komponen Elektronika Aktif yang paling sering digunakan dalam rangkaian Elektronika, baik rangkaian Elektronika yang paling sederhana maupun rangkaian Elektronika yang rumit dan kompleks. Transistor pada umumnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Germanium, Silikon, dan Gallium Arsenide.
Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.
- Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
- Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
- Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolekto
Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik 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.
Rumus-rumus transistor:
Konfigurasi Transistor:
Konfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.
Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.
Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.
Karakteristik Input
Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.
Pemberian bias
Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu:
1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.
2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.
Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.
11. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau swirch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
- Electromagnet (Coil)
- Armature
- Switch Contact Point (Saklar)
- Spring
Gambar dari bagian-bagian relay
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
- Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
- Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
Prinsip Kerja Motor DC
Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.
13. Op Amp
Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.
Simbol
Konfigurasi pin:
Karakteristik IC OpAmp
- Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
- Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
- Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
- Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
- Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
- Karakteristik tidak berubah dengan suhu
Inverting Amplifier
Rumus:
Non Inverting
Rumus:
Komparator
Rumus:
Adder
Rumus:
Bentuk Gelombang
14. Gerbang AND
Gerbang AND akan berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1, namun bila salah satu atau semua keluarannya berlogika 0 maka keluarannya berlogika 0.
Perhatikan Tabel kebenaran dibawah untuk menjelaskan gerbang AND
Gerbang AND (IC 4081) memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0.
Konfigurasi pin :
- Pin 7 adalah suplai negatif
- Pin 14 adalah suplai positif
- Pin 1 & 2, 5 & 6, 8 & 9, 12 & 13 adalah input gerbang
- Pin 3, 4, 10, 11 adalah keluaran gerbang
15. Inverter (Not)
Inverter atau pembalik(NOT) adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output kebalikan dari logika input Gerbang NOT merupakan gerbang di mana keluarannya akan selalu berlawanan dengan masukannya. Bila pada masukan diberikan tegangan ,maka transistor akan jenuh dan keluaran akan bertegangan nol. Sedangkan bila pada masukannya diberi tegangan tertentu, maka transistor akan cut off, sehingga keluaran akan bertegangan tidak nol.
Adapun simbol dan tabel kebenaran gerbang Inverter seperti berikut:
16. Dioda
Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.
Berdasarkan Fungsi Dioda, Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya:
· Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
· Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
· Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
· Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya
· Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali
Setiap kode pada dioda menetukan nilai dioda dengan nilai :
Untuk menentukan arus zener (IZ), berlaku persamaan :
Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.
Cara Kerja Dioda
Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).
A. Kondisi tanpa tegangan
Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.
B. Kondisi tegangan positif (Forward-bias)
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.
C. Kondisi tegangan negatif (Reverse-bias)
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.
Pin konfigurasi dan Spesifikasi:
Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting.
18. Switch atau Button
Switch adalah suatu komponen jaringan komputer yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa perangkat untuk meneruskan data ke perangkat yang dituju.
20. LED
LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
Pinout:
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N.
Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
Tegangan Maju LED
5. Percobaan[kembali]
a) Prosedur[kembali]
1. Siapkan komponen yang akan digunakan
2. Posisikan komponen sesuai pada gambar
3. Rangkai semua komponen dengan benar dan tepat
4. Untuk sensor jangan lupa memasukkan code hex, agar sensor dapat berfungsi
5. tekan tombol play untuk menjalankan rangkaian
b) Rangkaian simulasi [kembali]
A. KONTROL KELEMBABAN TANAH TANAMAN
Untuk Sensor Soil Moisture, resistansi yang menjadi acuan adalah 50% dimana saat resistansi diatas 50% mengindikasikan tanah lembab, sedangkan resistansi dibawah 50% mengindikasikan tanah kering. Pada Sensor LM35, suhu yang menjadi acuan adalah 36 derajat, dimana saat suhu diatas 36 derajat dianggap sebagai suhu ideal untuk menyiram tanaman, sedangkan suhu dibawah 36 derajat dianggap kurang ideal.
Kondisi 1 : Tanah Kering dan Suhu <= 36 derajat
Pada kondisi ini sensor kelembapan akan mendeteksi tanah kering yang dilihat pada resistansi 49%, dimana sensor akan mengeluarkan output tegangan yang tidak stabil sehingga harus diumpankan terlebih dahulu ke rangkaian penyearah yang mana kita akan mendapatkan tegangan output dari penyearah sebesar +2,02 V. Tegangan output dari penyearah ini kemudian diumpankan ke ragkaian op-amp detector non-inverting dengan tegangan pembanding sebesar +2,07 V, sehingga output dari rangkaian detector bernilai negative saturasi (-15V) yang kemudian dimasukkan ke kaki B pada IC Decoder 74247 dan juga ke kaki R-S pada D Flip-Flop. Karna input pada kaki R berlogika 0 dan pada kaki S berlogika 1 (melewati inverter) maka D Flip-Flop berada pada kondisi SET yang artinya output pada kaki Q akan berlogika 1 yang kemudian dihubungkan ke resistor 10k ohm dan diperoleh output sebesar +0,71 V yang dihubungkan ke transistor Q5 yang mengaktifkan transistor. Karna transistor Q5 aktif, maka tegangan sebesar +5V pada relay 4 akan mengalir ke kumparan lalu ke kaki collector dan diumpankan ke kaki emitter lalu ke ground. Karena ada arus yang melewati kumparan relay 5, maka relay menjadi aktif dan switch berpindah dari kanan ke kiri sehingga relay 5 dan transistor Q6 terhubung.
Karena suhu yang terbaca oleh sensor LM35 lebih kecil dari 36 derajat yaitu 35 derajat maka sensor akan mengeluarkan output +0,35V yang kemudian diumpankan ke kaki positif dari rangkaian op-amp detector non-inverting sehingga diperoleh output tengangan bernilai negative saturasi yang dihubungkan ke kaki A pada IC 74257 dan ke resistor 6. Output pada resistor 6 sebesar -14,8V kemudian dihubungkan ke kaki transistor Q6 yang menyebabkan transistor tidak aktif sehingga tidak ada arus yang mengalir dari kaki collector ke emitter. Karena transistor Q6 tidak aktif maka relay 5 tidak aktif sehingga switch tetap di posisi kanan yang menghubungkan tegangan +12V ke resistor lalu ke LED kuning dan ke ground. Karena tidak ada tegangan yang masuk ke motor, maka pomoa air tidak aktif.
Karena input pada kaki A dan B dari IC 74247 bernilai logika 0, maka pada layar 7-segment akan ditampilkan angka 0 yang artinya “Tanah Kering dan Suhu <= 36 Derajat”
Kondisi 2 : Tanah Kering dan Suhu >36 derajat
Pada kondisi ini sensor kelembapan akan mendeteksi tanah kering yang dilihat pada resistansi 49%, dimana sensor akan mengeluarkan output tegangan yang tidak stabil sehingga harus diumpankan terlebih dahulu ke rangkaian penyearah yang mana kita akan mendapatkan tegangan output dari penyearah sebesar +2,02 V. Tegangan output dari penyearah ini kemudian diumpankan ke ragkaian op-amp detector non-inverting dengan tegangan pembanding sebesar +2,07 V, sehingga output dari rangkaian detector bernilai negative saturasi (-15V) yang kemudian dimasukkan ke kaki B pada IC Decoder 74247 dan juga ke kaki R-S pada D Flip-Flop. Karna input pada kaki R berlogika 0 dan pada kaki S berlogika 1 (melewati inverter) maka D Flip-Flop berada pada kondisi SET yang artinya output pada kaki Q akan berlogika 1 yang kemudian dihubungkan ke resistor 10k ohm dan diperoleh output sebesar +0,71 V yang dihubungkan ke transistor Q5 yang mengaktifkan transistor. Karna transistor Q5 aktif, maka tegangan sebesar +5V pada relay 4 akan mengalir ke kumparan lalu ke kaki collector dan diumpankan ke kaki emitter lalu ke ground. Karena ada arus yang melewati kumparan relay 5, maka relay menjadi aktif dan switch berpindah dari kanan ke kiri sehingga relay 5 dan transistor Q6 terhubung.
Karena suhu yang terbaca oleh sensor LM35 lebih besar dari 36 derajat yaitu 37 derajat maka sensor akan mengeluarkan output +0,37V yang kemudian diumpankan ke kaki positif dari rangkaian op-amp detector non-inverting sehingga diperoleh output tengangan bernilai positive saturasi yang dihubungkan ke kaki A pada IC 74257 dan ke resistor 6. Output pada resistor 6 sebesar +0,72V kemudian dihubungkan ke kaki transistor Q6 yang menyebabkan transistor aktif sehingga ada arus yang mengalir dari kaki collector ke emitter. Karena transistor Q6 aktif maka relay 5 aktif sehingga switch berpindah posisi dari kanan ke kiri yang menghubungkan tegangan +12V ke motor lalu ke ground. Karena ada tegangan yang masuk ke motor, maka pomoa air aktif menyiram tanaman.
Karena input pada kaki A berlogika 1 dan B dari IC 74247 bernilai logika 0, maka pada layar 7-segment akan ditampilkan angka 1 yang artinya “Tanah Kering dan Suhu > 36 Derajat”
Kondisi 3 : Tanah Lembab dan Suhu <=36
Pada kondisi ini sensor kelembapan akan mendeteksi tanah lembab yang dilihat pada resistansi 51%, dimana sensor akan mengeluarkan output tegangan yang tidak stabil sehingga harus diumpankan terlebih dahulu ke rangkaian penyearah yang mana kita akan mendapatkan tegangan output dari penyearah sebesar +2,12 V. Tegangan output dari penyearah ini kemudian diumpankan ke ragkaian op-amp detector non-inverting dengan tegangan pembanding sebesar +2,07 V, sehingga output dari rangkaian detector bernilai positive saturasi (+15V) yang kemudian dimasukkan ke kaki B pada IC Decoder 74247 dan juga ke kaki R-S pada D Flip-Flop. Karna input pada kaki R berlogika 1 dan pada kaki S berlogika 0 (melewati inverter) maka D Flip-Flop berada pada kondisi RESET yang artinya output pada kaki Q akan berlogika 0 yang kemudian dihubungkan ke resistor 10k ohm dan diperoleh output sebesar 0 V yang dihubungkan ke transistor Q5 yang meenyebabkan transistor tidak aktif. Karna transistor Q5 tidak aktif, maka tegangan sebesar +5V pada relay 4 tidak mengalir ke kumparan. Karena tidak ada arus yang melewati kumparan relay 5, maka relay tidak aktif dan switch tidak berpindah dari kanan ke kiri sehingga relay 5 dan transistor Q6 tidak terhubung.
Karena suhu yang terbaca oleh sensor LM35 lebih kecil dari 36 derajat yaitu 35 derajat maka sensor akan mengeluarkan output +0,35V yang kemudian diumpankan ke kaki positif dari rangkaian op-amp detector non-inverting sehingga diperoleh output tengangan bernilai negative saturasi yang dihubungkan ke kaki A pada IC 74257 dan ke resistor 6. Output pada resistor 6 sebesar -14,8V kemudian dihubungkan ke kaki transistor Q6 yang menyebabkan transistor tidak aktif sehingga tidak ada arus yang mengalir dari kaki collector ke emitter. Karena transistor Q6 tidak aktif maka relay 5 tidak aktif sehingga switch tetap di posisi kanan yang menghubungkan tegangan +12V ke resistor lalu ke LED kuning dan ke ground. Karena tidak ada tegangan yang masuk ke motor, maka pomoa air tidak aktif.
Karena input pada kaki A dan B dari IC 74247 bernilai logika 0, maka pada layar 7-segment akan ditampilkan angka 2 yang artinya “Tanah Lembab dan Suhu <= 36 Derajat”
Kondisi 4: Tanah Lembab dan Suhu >36 Derajat
Pada kondisi ini sensor kelembapan akan mendeteksi tanah lembab yang dilihat pada resistansi 51%, dimana sensor akan mengeluarkan output tegangan yang tidak stabil sehingga harus diumpankan terlebih dahulu ke rangkaian penyearah yang mana kita akan mendapatkan tegangan output dari penyearah sebesar +2,12 V. Tegangan output dari penyearah ini kemudian diumpankan ke ragkaian op-amp detector non-inverting dengan tegangan pembanding sebesar +2,07 V, sehingga output dari rangkaian detector bernilai positive saturasi (+15V) yang kemudian dimasukkan ke kaki B pada IC Decoder 74247 dan juga ke kaki R-S pada D Flip-Flop. Karna input pada kaki R berlogika 1 dan pada kaki S berlogika 0 (melewati inverter) maka D Flip-Flop berada pada kondisi RESET yang artinya output pada kaki Q akan berlogika 0 yang kemudian dihubungkan ke resistor 10k ohm dan diperoleh output sebesar 0 V yang dihubungkan ke transistor Q5 yang meenyebabkan transistor tidak aktif. Karna transistor Q5 tidak aktif, maka tegangan sebesar +5V pada relay 4 tidak mengalir ke kumparan. Karena tidak ada arus yang melewati kumparan relay 5, maka relay tidak aktif dan switch tidak berpindah dari kanan ke kiri sehingga relay 5 dan transistor Q6 tidak terhubung.
Karena suhu yang terbaca oleh sensor LM35 lebih besar dari 36 derajat yaitu 37 derajat maka sensor akan mengeluarkan output +0,37V yang kemudian diumpankan ke kaki positif dari rangkaian op-amp detector non-inverting sehingga diperoleh output tengangan bernilai positive saturasi yang dihubungkan ke kaki A pada IC 74257 dan ke resistor 6. Output pada resistor 6 sebesar +0,66V kemudian dihubungkan ke kaki transistor Q6 yang menyebabkan transistor tidak aktif sehingga tidak ada arus yang mengalir dari kaki collector ke emitter. Karena transistor Q6 tidak aktif maka relay 5 juga tidak aktif sehingga switch tetap di kanan yang menghubungkan tegangan +12V ke resistor lalu ke LED kuning dan ke ground. Karena tidak ada tegangan yang masuk ke motor, maka pomoa air tidak aktif.
Karena input pada kaki A berlogika 1 dan B dari IC 74247 bernilai logika 1, maka pada layar 7-segment akan ditampilkan angka 3 yang artinya “Tanah Lembab dan Suhu > 36 Derajat”.
B. PENDETEKSI ADANYA HAMA DAN KEADAAN KELEMBABAN UDARA
Pada Sistem Pendeteksi Adanya hama dan Kelembaban udara dirumahkaca, kita menggunakan beberapa sensor taitu Sensor Vibration yang digunakan untuk mengetahui keberadaan dari hama yang ada pada tanaman (biasanya dapat melalui getaran yang ditimbulkan oleh hama tersebut) dan Sensor Kelembaban Udara HIH 5030 Yang berfungsi untuk mendeteksi kelembaban udara disekitar, dimana akan digunakan humidifier dan dehumidifier untuk mengatur kelembaban dari ruangan tersebut
Kondisi 1 : Ketika Sensor Vibration Aktif : Ketika terdapat hama yang memungkinkan mengganggu proses pertumbuhan dari tanaman melon, maka vibration akan mendeteksi pergerakan hama melalui getaran yang mereka munculkan saat bergerak maka sensor vibration akan aktif dan Vout sensor akan mengeluarkan tegangan dan arus akan mengalir ke OPAMP dimana pada rangkaian ini OPAMP bekerja dengan prinsip Non Inverting Amplifier, dimana inputnya 5V dan didapatkan outputnya 4.01 V. Setelah ini akan diumpankan menuju input A pada Demux 1 to 4 line 74LS139, dimana sesuai dengan prinsip demux yang inputannya satu sinyal akan dipecah jadi beberapa sinyal, berdasarkan tabel kebenaran saat input A bernilai 1 dan B don’t care, maka output yang aktif adalah Y0 dan Y2, maka kedua output tersebut dengan half adder akan dihubungkan ke IC gerbang AND menjadi satu output, lalu diumpankan menuju R11 lalu masuk ke kaki base transistor, transistor bekerja dengan fixed bias, terlihat pada rangkaian nilai VBE nya adalah 0.8V maka power dapat mengalirkan arus ke relay karena syarat nilai VBE adalah besar dari 0.7V. karena arus mengalir pada relay, maka relay akan berpindah posisi dan arus mengalir pada baterai dan motor bergerak. Pada rangkaian ini motor berperan sebagai Alat penyemprot bubuk neem sebagai pestisida alami untuk membasmi hama terutama lalat buah
Kondisi 2 : Ketika Sensor HIH memiliki nilai >70 : Saat kelembaban udara yang terbaca oleh sensor adalah diatas 70 (pada percobaan diambil 76), maka akan dihasilkan tegangan oleh Vout sensor sebesar 3.16V lalu akan diumpankan menuju kaki Non Inverting dari Amplifier U10 dan kaki Inverting dari Amplifier U21, pada Amplifier U10 OPAMP bekerja dengan prinsip detector non inverting dengan input 1.1V dan Vref nya adalah 0.22V, dihasilkan output sebesar 4.03V, namun pada Amplifier U21 tidak dihasilkan output. Pada output OPAMP U10, tegangan lalu diumpankan menuju input B pada Demux 1 to 4 line 74LS139, dimana sesuai dengan prinsip demux yang inputannya satu sinyal akan dipecah jadi beberapa sinyal, berdasarkan tabel kebenaran saat input B bernilai 1 dan A don’t care, maka output yang aktif adalah Y0 dan Y1, maka kedua output tersebut dengan half adder akan dihubungkan ke IC gerbang AND menjadi satu output, lalu diumpankan menuju R15 lalu masuk ke kaki base transistor, transistor bekerja dengan fixed bias, terlihat pada rangkaian nilai VBE nya adalah 0.8V maka power dapat mengalirkan arus ke relay karena syarat nilai VBE adalah besar dari 0.7V. karena arus mengalir pada relay, maka relay akan berpindah posisi dan arus mengalir pada baterai dan motor bergerak. Pada rangkaian ini motor berperan sebagai dehumidifier yang berfungsi untuk menurunkan kelembaban udara dikarenakan terlalu tingginya kelembaban udara pada ruangan rumah kaca
Kondisi 3 : Ketika Sensor HIH memiliki nilai <50 : Saat kelembaban udara yang terbaca oleh sensor adalah dibawah 50 (pada percobaan diambil 40), maka akan dihasilkan tegangan oleh Vout sensor sebesar 1.94V lalu akan diumpankan menuju kaki Non Inverting dari Amplifier U10 dan kaki Inverting dari Amplifier U21, pada Amplifier U21 OPAMP bekerja dengan prinsip detector inverting dengan input 2.3V dan Vref nya adalah 0.18V, dihasilkan output sebesar 3.98V, namun pada Amplifier U10 tidak dihasilkan output. Pada output OPAMP U21 tegangan diumpankan menuju R4 lalu masuk ke kaki base transistor, transistor bekerja dengan fixed bias, terlihat pada rangkaian nilai VBE nya adalah 0.78V maka power dapat mengalirkan arus ke relay karena syarat nilai VBE adalah besar dari 0.7V. karena arus mengalir pada relay, maka relay akan berpindah posisi dan arus mengalir pada baterai dan motor bergerak. Pada rangkaian ini motor berperan sebagai humidifier yang berfungsi untuk meningkatkan kelembaban udara dikarenakan rendahnya kelembaban udara pada ruangan rumah kaca
C.SISTEM PENGATURAN PINTU OTOMATIS RUMAH KACA DAN PEMUPUKAN OTOMATIS
Pada sistem pengaturan pintu otomatis, kita menggunakan sensor PIR dimana sensor PIR dapat mendeteksi keberadaan sesorang yang melewati sensor tersebut melalui radiasi inframerah yang diterimanya. Sensor PIR ini diletakkan diatas pintu masuk. Dan untuk pemupukan otomatis kita akan menggunakan sensor touch dimana sensor ini akan aktif apabila kita sentuh yang terletak di samping pintu, dimana saat kita sentuh maka pupuk cair otomatis akan disemprotkan ke tanaman
Kondisi 1, Sensor PIR aktif : Saat seseorang akan memasuki rumah kaca, maka sensor PIR akan mendeteksi adanya pergerakan seseorang sehingga sensor PIR akan aktif dan kaki Vout akan memgeluarkan tegangan sebesar 5V lalu diumpankan menuju input X1 multiplexer. Seperti yang diketahui fungsi dari multiplexer adalah untuk meneruskan beberapa sinyal yang masuk menjadi 1 sinyal keluaran, yang diatur oleh PIN Select, dimana pada pin select yang aktif adalah PIN A dan yang mati adalah PIN B. Berdasarkan tabel kebenaran multiplexer dapat terlihat jika pin A dan B aktif maka sinyal yang akan diteruskan adalah yang dari input X1 dan Y1. Karena X1 aktif maka akan diteruskan melalui output X sebesar 1.32V. Tegangan tersebut kemudian diumpankan menuju kaki base transistor, transistor bekerja dengan fixed bias, terlihat pada rangkaian nilai VBE nya adalah 1.32V maka power dapat mengalirkan arus ke relay karena syarat nilai VBE adalah besar dari 0.7V. karena arus mengalir pada relay, maka relay akan berpindah posisi dan arus mengalir pada baterai dan motor bergerak. Pada rangkaian ini motor berperan sebagai pintu otomatis yang terbuka.
Kondisi 2, Sensor Touch Aktif : Saat seseorang akan memasuki rumah kaca, pintu terbuka, dan ingin menyemprotkan pupuk cair, maka kita dapat menekan sensor touch sehingga sensor touch akan aktif dan kaki Vout akan memgeluarkan tegangan sebesar 5V lalu diumpankan menuju input Y1 multiplexer. Seperti yang diketahui fungsi dari multiplexer adalah untuk meneruskan beberapa sinyal yang masuk menjadi 1 sinyal keluaran, yang diatur oleh PIN Select, dimana pada pin select yang aktif adalah PIN A dan yang mati adalah PIN B. Berdasarkan tabel kebenaran multiplexer dapat terlihat jika pin A dan B aktif maka sinyal yang akan diteruskan adalah yang dari input X1 dan Y1. Karena Y1 aktif maka akan diteruskan melalui output Y sebesar 4.85V. Tegangan tersebut kemudian diumpankan menuju R3, lalu diumpankan menuju kaki base transistor, transistor bekerja dengan self bias, terlihat pada rangkaian nilai VBE nya adalah 0.78V maka power dapat mengalirkan arus ke relay karena syarat nilai VBE adalah besar dari 0.7V. karena arus mengalir pada relay, maka relay akan berpindah posisi dan arus mengalir pada baterai dan motor bergerak. Pada rangkaian ini motor berperan sebagai sprayer otomatis pupuk yang akan menyemprotkan pupuk ke tanaman
c) Video Simulasi [kembali]
6. Download File[kembali]2. Download Rangkaian [disini]
3. Download Vidio Rangkaian [disini]
4. Download Datasheet Sensor:
5. Download library Komponen:
6. Download datasheet Relay [disini]
7. Download datasheet Motor [disini]
8. Download datasheet Led [disini]
9. Download datasheet Op Amp [disini]
10. Download datasheet IC 4013 [disini]
11. Download datasheet IC 74247 [disini]
12. Download datasheet Potensiometer [disini]
13. Download datasheet Resistor [disini]
7. Soal Analisa [kembali]2. Download Rangkaian [disini]
3. Download Vidio Rangkaian [disini]
4. Download Datasheet Sensor:
5. Download library Komponen:
6. Download datasheet Relay [disini]
7. Download datasheet Motor [disini]
8. Download datasheet Led [disini]
9. Download datasheet Op Amp [disini]
10. Download datasheet IC 4013 [disini]
11. Download datasheet IC 74247 [disini]
12. Download datasheet Potensiometer [disini]
13. Download datasheet Resistor [disini]
.jpeg)
.jpg)
.png)
.png)
.png)
.jpeg)
.jpeg)
.png)
.png)
.jpeg)
Komentar
Posting Komentar