Minggu, 09 Juli 2023

TUGAS BESAR



SISTEM OTOMASI KUMBUNG UNTUK JAMUR TIRAM

1. Tujuan [Kembali]
  • Mempelajari rangkaian dari aplikasi Aritmatik, Flip-Flop dan Decoder
  • Mampu mensimulasikan rangkaian "Sistem Otomasi Kumbung Untuk Jamur Tiram" menggunakan software Proteus
  • Mampu menjelaskan prinsip kerja rangkaian dari "Sistem Otomasi Kumbung Untuk Jamur Tiram"
2. Alat dan Bahan [Kembali]

    A. Alat

          1. Voltmeter

          1.a. Spesifikasi


          2. Baterai


          2.a. Spesifikasi


          3. Power Supply

  Spesifikasi: 

  1. 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).
  2. 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.
  3. 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.
 
3. DC Voltmeter




         
     B. Bahan

          1. Resistor

Specifications 
Resistance (Ohms)10K, 500K
Power (Watts)0.25W, 1/4W
Tolerance±5%
PackagingBulk
CompositionCarbon Film
Temperature Coefficient350ppm/°C
Lead Free StatusLead Free
RoHS StatusRoHS Compliant

Data sheet resistor:






          2. Transistor NPN

          2.a. Konfigurasi

          2.b. Spesifikasi 

          3. Dioda

          3.a. Konfigurasi

          3.b. Spesifikasi 


          4. Relay

          4.a. Konfigurasi Pin


          4.b. Spesifikasi 
 

          5. LED

          5.a. Konfigurasi

          5.b. Spesifikasi

          6. Motor

          6.a. Konfigurasi

          6.b. Spesifikasi

          7. OP-AMP LM358
          7.a. Konfigurasi

  • Pin-1 dan pin-8 adalah o / p dari komparator
  • Pin-2 dan pin-6 adalah pembalik i / id
  • Pin-3 dan pin-5 adalah non inverting i / id
  • Pin-4 adalah terminal GND
  • Pin-8 adalah VCC +

          7.b. Spesifikasi
  • Ini terdiri dari dua op-amp internal dan frekuensi dikompensasi untuk gain kesatuan
  • Gain tegangan besar adalah 100 dB
  • Lebar pita lebar adalah 1MHz
  • Jangkauan pasokan listrik yang luas termasuk pasokan listrik tunggal dan ganda
  • Rentang catu daya tunggal adalah dari 3V ke 32V
  • Jangkauan pasokan listrik ganda adalah dari + atau -1.5V ke + atau -16V
  • Penyaluran arus pasokan sangat rendah, yaitu 500 μA
  • 2mV tegangan rendah i / p offset
  • Mode umum rentang tegangan i / p terdiri dari ground
  • Tegangan catu daya dan diferensial i / p tegangan serupa ayunan tegangan o / p besar
          8. OP-AMP LM741

          8.a. Konfigurasi

          8.b. Spesifikasi


          9. Buzzer
          9.a. Spesifikasi

          10. 7-segment Common Anoda dan Katoda

          10.a. Spesifikasi

  • Available in two modes Common Cathode (CC) and Common Anode (CA)
  • Available in many different sizes like 9.14mm,14.20mm,20.40mm,38.10mm,57.0mm and 100mm (Commonly used/available size is 14.20mm)
  • Available colours: White, Blue, Red, Yellow and Green (Res is commonly used)
  • Low current operation
  • Better, brighter and larger display than conventional LCD displays.
  • Current consumption : 30mA / segment
  • Peak current : 70mA
          11. Gerbang NOT
          12. JK Flip-Flop (IC 74LS112)

          12.a. Konfigurasi

          12.b. Spesifikasi

          13. Gerbang AND

          14. Potensiometer

          14.a. Spesifikasi
  • Type: Rotary a.k.a Radio POT
  • Available in different resistance values like 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1 M. 
  • Power Rating: 0.3W
  • Maximum Input Voltage: 200Vdc
  • Rotational Life: 2000K cycles
          15. IC 74157
74157 IC Quad 2-input multiplexer – MECHATRONX | Electronics Store


            15.a. Spesifikasi

1.



          16. IC 74157
 Jual ic TTL 74157 74LS157 DM74LS157N SN74LS157N Dip 16p - Kota Bandung -  Putra Niaga Elektronik | Tokopedia
         16.a. Konfigurasi
 Multiplekser (Data Selektor) Definisi, Fungsi, Cara Kerja, Jenis - TPTUMETRO
        16.b. Spesifikasi
  • Kekebalan kebisingan tinggi
  • Itu memilih 4-bit data menggunakan dua sumber di bawah kontrol input pemilihan data umum.
  • Pin input aktifkan (E) aktif RENDAH. Setelah mengaktifkan pin (E) TINGGI, maka output menjadi RENDAH terlepas dari semua status input lainnya.
  • Jenis Paket adalah DIP
  • Peringkat tegangan berkisar dari 2V hingga 6V
  • Peringkat saat ini kurang seperti 1μA
  • Peringkat Suhu berkisar antara -55 hingga 125 o C
  • Jumlah Pin-16
  • Keluaran akan ditampilkan dalam bentuk tidak terbalik.
  • Ini termasuk buffered i/ps & o/ps
  • Kisaran tegangan input adalah 1.35V – 3.15V.
  • Output daya dihubungkan langsung ke NMOS, CMOS & TTL.
  • Kapasitas penggeraknya adalah 10 muatan LS-TTL.
  • Ini cocok dengan Logika Input TTL/CMOS.
  • Penundaan propagasi maks Vcc = 4,5V pada 25ns
  • Kekebalan Kebisingan: NIL = 30%, NIH = 30% VCC pada VCC = 5V
 
          17. IC 7483

          17.a. Konfigurasi
        17.b. Spesifikasi
- 4-Bit Binary Adder for Adding Two 4-Bit Numbers

- Outputs Directly Interface to CMOS, NMOS and TTL

- Large Operating Voltage Range

- Wide Operating Conditions

 
          18. Touch Sensor

          18.a. Konfigurasi

          18.b. Spesifikasi
        

           19. PIR Sensor


          19.a. Konfigurasi
          19.b. Spesifikasi
          20. Touch Sensor

    
          20.a. Spesifikasi
 

          21. Infrared Sensor

           22.a. Spesifikasi

  • Tegangan kerja 3-5 V DC
  • Konsumsi arus pada 3,3V = 23 mA dan pada 5V = 43mA
  • Ukuran board 3.2 x 1,4cm
  • Lubang sekrup 3mm 

           23. Sensor Humidity
 


        23.a. Spesifikasi: 

 
           24. Sensor LM358
  
       24.a. 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 LM35:

          25. OP-AMP LM1458

          25.a. Konfigurasi
Konfigurasi Kaki atau Pin IC Op-Amp TL072 | Elektronika Bersama
          25.b. Spesifikasi


           26. IC 4511
Jual IC 4511 DIP DRIVER BCD 7 SEGMENT - Kab. Purwakarta - Pondok Elektronik  Purwakarta | Tokopedia
          26.a. Konfigurasi
 CD4511 - A BCD to 7-Segment Display Driver Chip
        26.b. Spesifikasi
  • Disipasi daya sirkuit logika rendah
  • Output sumber arus tinggi (hingga 25 mA)
  • Latch penyimpanan kode
  • Mengosongkan masukan
  • Ketentuan uji lampu
  • Pengosongan pembacaan pada semua kombinasi input ilegal
  • Kemampuan modulasi intensitas lampu
  • Fasilitas pembagian waktu (multiplexing).
  • Setara dengan Motorola MC14511
 27. IC7482
7482 2-bit full Adder
          27.a. Konfigurasi
 7482 IC pinout diagram - Integrated Circuits Elektropage.com
        27.b. Spesifikasi

-The IC 7482 can handle binary numbers with a maximum of 4 bits each for the inputs A, B, and the carry-in (Cin), and it produces a 4-bit output for the sum (S) and a carry-out (Cout).

-A0, A1, A2, A3: These are the 4 input pins for the first 4-bit binary number (A).
-B0, B1, B2, B3: These are the 4 input pins for the second 4-bit binary number (B).
-Cin: Carry input pin for cascading multiple 7482 ICs to add numbers of more significant bits.
-The IC 7482 is available in different package types, such as DIP (Dual In-line Package) and SOP (Small Outline Package). The package type is denoted by the suffix following the 7482 in the part number (e.g., 7482D for DIP package).
-The typical power supply voltage for the IC 7482 is 5V.
 
  28. IC74LS48
74LS48 BCD-to-7 Segment Decoder/Driver IC - Datasheet
          28.a. Konfigurasi
 74LS48 BCD-to-7 Segment Decoder/Driver IC - Datasheet
        28.b. Spesifikasi

-The IC 74LS48 has four inputs that represent the Binary-Coded Decimal (BCD) input. These inputs are typically labeled B3, B2, B1, and B0.

-The IC 74LS48 has seven outputs, each corresponding to a segment of a 7-segment LED display. These outputs are typically labeled a, b, c, d, e, f, and g.
-The outputs of the IC 74LS48 are active-low, meaning they are inverted. When an output is "0," the corresponding segment of the 7-segment display will be turned on, and when an output is "1," the segment will be turned off.
-The IC 74LS48 may have additional inputs, such as LT and BI. Lamp Test (LT) is used to test the functionality of the 7-segment display, and Blanking (BI) is used to turn off all the segments.
-Some variants of the 74LS48 may have enable inputs (e.g., G1 and G2) that control the operation of the IC.
-The typical power supply voltage for the IC 74LS48 is 5V.
 
     29. Potensiometer



            29.a.spesifikasi: 

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.).
        

    30. Gerbang XOR

Berkas:Logic-gate-xor-us.png - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia  bebas

     30.a.spesifikasi: 

  • The XOR gate takes two binary inputs (A and B). Each input can be either a logic high (1) or a logic low (0).
  • The XOR gate has one output (Y), which represents the result of the exclusive OR operation on the input values.
  • The output Y of the XOR gate can be expressed as Y = A ⊕ B.
  • XOR gates are available in various package types, such as DIP (Dual In-line Package) and SMD (Surface Mount Device) packages.

31. Inverter (Not)




         31.a.spesifikasi:

 

32. Switch/Button


            32.a.spesifikasi:









 33. Ground
 

3. Dasar Teori [Kembali]

a. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini :


Simbol 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.

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :



Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :
1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi
2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.


Rumus Resistor:

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

b. Transistor NPN
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. 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. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:
Simbol Transistor NPN BC547


Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

Rumus dari Transitor adalah :

hFE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor 

iB = perubahan arus basis 

hFE = arus yang dicapai


Rumus dari Transitor adalah :

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.

 Karakteristik Output

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.

Gelombang I/O Transistor



c. Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.Dioda memiliki simbol sebagai berikut :
Gambar Simbol Dioda

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.

cara kerja 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.

dioda tanpa tegangan

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.

kondisi tegangan negatif

3. Rumus

rumus

d. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch 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. 

e. LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

    Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)Bentuk dan Simbol LED (Light Emitting Diode)


Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, 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.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. 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).

Cara kerja LED (Light Emitting Diode)

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya

f. 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), ArmatureWinding (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.

g. IC OP-AMP

Simbol 

 

 
Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.

 

 

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
                                                                           

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:

NonInverting

 Rumus:

Komparator

Rumus:

Adder

Rumus:

Bentuk Gelombang


h. 7-segment


Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

    Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

    Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk  dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.

Tabel Pengaktifan Seven Segment Display



i. Gerbang NOT

Gerbang logika NOT adalah gerbang logika yang bisa melakukan operasi peniadaan logika atau pembalik keadaan logika. Karena hal itulah, maka gerbang logika ini dinamakan gerbang logika NOT. Gerbang logika NOT juga dikenal sebagai rangkaian inverter. Gerbang logika NOT bisa ditemukan pada komponen listrik IC 7404.



j. Buzzer
Pada dasarnya, prinsip kerja dari buzzer elektronika hampir sama dengan loud speaker dimana buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang secara diafragma. Ketika kumparan tersebut dialiri listrik maka akan menjadi elektromagnet sehingga mengakibatkan kumparan tertarik ke dalam ataupun ke luar tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya. Karena kumparan dipasang secara diafragma maka setiap kumparan akan menggerakkan diafragma tersebut secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.

Namun dibandingkan dengan loud speaker, buzzer elektronika relatif lebih mudah untuk digerakkan. Sebagai contoh, buzzer elektronika dapat langsung diberikan tegangan listrik dengan taraf tertentu untuk dapat menghasilkan suara. Hal ini tentu berbeda dengan loud speaker yang memerlukan rangkaian penguat khusus untuk menggerakkan speaker agar menghasilkan suara yang dapat didengar oleh manusia.

k. Gerbang XOR
 Gerbang OR ini akan menghasilkan output 1 jika semua atau salah satu input merupakan bilangan biner 1. Sedangkan output akan menghasilkan 0 jika semua inputnya adalah bilangan biner 0.Logic gate OR
l. Gerbang NOT 

Gerbang NOT ini berfungsi sebagai pembalik keadaan. Jika input bernilai 1 maka outputnya akan bernilai 0 dan begitu juga sebaliknya.

 Logic gate NOT
 
m. Potensiometer
Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang digunakan, potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat
 
n. IC 7483
IC 7483 memiliki input dan output yang sama dengan rangkaian Full Adder IC 7483, hanya saja input A ditambahkan gerbang Ex-Ordengan nilai Carry inputnya (C0), fungsi rangkaiannya pun berbeda. Fungsi dari rangkaian ini adalah sebagai penjumlah dan pengurang, hal ini ditentukan dari inputC0. Ketika input C0 diberi logik 0 maka fungsi darirangkaian ini adalah sebagai penjumlah (Adder), sedangkan ketika input C0 diberi logik 1 maka fungsi dari rangkaian ini adalah sebagai pengurang (Subtractor).

o. Touch Sensor
Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor).


Grafik Respon :

p. Thermal Sensor
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.

 

Berikut ini adalah karakteristik dari sensor 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 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.

 

Sensor suhu ini terkalibrasi dalam satuan celcius dan mampu membaca nilai suhu dari 0˚C100˚C dan memiliki paraeter bahwa setiap kenaikan 1˚C tegangan keluaran naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5V pada suhu 150˚C. Pada perancangan menggunakan mikrokontroler ATmega8535, ADC yang digunakan adalah 10 bit, artinya data yang dihasilkan dari konversi adalah 0-1023. Untuk mengeluarkan output ADC dari mikrokontroler menggnakan rumus sebagai berikut : Hasil konversi ADC = (Vin*1024)/Vref Hasil output sensor kemudian akan diolah oleh mikrokontroler ATmega8535 yang kemudian nilainya akan ditampilkan pada layar lcd. Pada perancangan kakikakinya, kaki 1 terhubung power (0-5V), pin 2 sebagai output sensor yang akan terhubung dengan mikrokontroller ATmega8535, sedangkan pin 3 terhubung dengan ground.


                                            
Grafik Respon :




q. IC 7482
adalah penambah penuh biner 2-bit dalam paket tipe DIP 14-Lead yang melakukan penambahan dari dua bilangan biner 2-bit. Jumlah () output disediakan untuk setiap bit dan resultan carry (C2) diperoleh dari bit kedua. Dirancang untuk kecepatan sedang hingga tinggi, multibit, paralel−
aplikasi add/serial−carry, rangkaian ini menggunakan logika transistor−transistor berkecepatan tinggi, high−fan−out (TTL) dan kompatibel dengan keluarga logika DTL dan TTL. Implementasi th dari satu-inversi, berkecepatan tinggi, sirkuit pembawa serial yang terhubung dengan Darlington dalam setiap bit meminimalkan kebutuhan akan sirkuit “melihat ke depan” dan rangkaian pembawa yang ekstensif.

r.  IC 74LS157
IC 74LS157 atau bisa disebut QUAD 2-INPUT MULTIPLEXER, keterangan ini berdasarkan datasheetnya, seperti dengan namanya ic multiplexer ini terdiri dari 2-input sebanyak QUAD atau 4 buah. Karena input hanya 2 maka pin selectnya hanya 1 pin, jika select=0 maka output memilih input 1 dan jika select bernilai 1 maka memilih input 2. Karena ic ini ic ttl sehingga supply voltage atau VCC minimal 4.5 VDC s/d 5.5VDC




s. Sound Sensor
Sensor suara merupakan module sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran listrik yang akan dioleh mikrokontroler. Module ini bekerja berdasarkan prinsip kekuatan gelombang suara yang masuk. Dimana gelombang suara tersebut mengenai membran sensor, yang berefek pada bergetarnya membran sensor. Dan pada membran tersebut terdapat kumparan kecil yang dapat menghasilkan besaran listrik.

Kecepatan bergeraknya membran tersebut juga akan menentukan besar kecilnya daya listrik yang akan dihasilkan. Komponen utama untuk sensor ini yaitu condeser mic sebagai penerima besar kecilnya suara yang masuk. Berikut gambar dari condeser mic :


Grafik Respon :
Respon frekuensi (frequency response) microphone didefinisikan sebagai rentang suara (dari frekuensi terendah hingga tertinggi) yang dapat dihasilkan dan variasinya di antara rentang tersebut.


Pada grafik dibawah dapat disimpulkan bahwa makin tinggi frekuensi maka semakin tinggi tingkat sensitivitasnya, atau bisa dikatakan berbanding lurus



t. PIR Sensor
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.


Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.



Pada grafik tersebut : (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda, (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan, (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR. Namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.



Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR. 

u. Sensor Humidity

Kelembaban merupakan salah satu hal yang bisa mempengaruhi kondisi cuaca terhadap suatu daerah. Sensor kelembaban merupakan alat pengukur untuk mendefinisikan suatu kelembaban uap air yang terkandung di dalam udara. Ada dua jenis kelembaban yang akan diukur, yaitu : 

1.      Kelembaban Absolut

Kelembaban absolut menjadi sebuah bilangan yang merujuk pada hitungan gram uap air yang tertampung pada 1 meter kubik udara. 

2.      Kelembaban Relatif

Kelembaban relatif merupakan bilangan untuk menunjukkan seberapa persen perbandingan antara uap air yang tersedia di dalam udara pada saat pengukuran dan volume uap air maksimal yang akan tertampung oleh udaranya. 

Grafik respon:


v. IC 4511
Dekoder BCD ke penampil 7 segmen di pasaran dapat berasal dari keluarga IC TTL dan IC digital CMOS, salah satu contoh dekoder BCD ke 7 segmen dari keluarga IC digital CMOS adalah tipe 4511. Fungsi dari dekoder BCD ke 7 penampil 7 segmen ini adalah untuk mengubah data digital dalam format BCD untuk ditampilkan dalam format angka desimal secara visual. Keluaran sistem digital pada umumnya berupa kode BCD, agar dapat menampilkan nilai kode biner tersebut ke dalam tampilan desimal maka diperlukan dekoder BCD ke tujuh segmen untuk menyalakan masing-masing segmen pada penampil. IC dekoder BCD ke penampil 7 segmen tipe 4511 memiliki beberapa bagian internal dengan bentuk diagram blok fungsionalnya ditunjukan pada gambar berikut.


Pada dekoder 4511 dilengkapi dengan fasilitas Lamp Test (), Blanking Input () dan Enable Latch () yang fungsinya adalah sebagai berikut.

  • Lamp Test () berfungsi untuk menyalakan semua peraga tujuh segmen tanpa terpengaruh oleh perubahan data masukan saat pada terminal Lamp Test () diberikan logika rendah (logika 0).
  • Blanking Input () berfungsi untuk memadamkan semua peraga tujuh segmen tanpa terpengaruh data masukan saat pada terminal Blanking Input () diberikan logika rendah (logika 0).
  • Enable Latch () berfungsi untuk menahan tampilan peraga tujuh segmen saat pada terminal Enable Latch () diberikan logika rendah (logika 0) walaupun terjadi perubahan data masukan.
  • Dekoder 4511 adalah dekoder BCD ke penampil tujuh segmen katoda bersama yang dapat memberikan bentuk tampilan pada peraga tujuh segmen sesuai dengan data BCD 4-bit pada terminal data masukan.
4. Percobaan [Kembali]
A. Langkah-langkah Percobaan

  1. Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus
  2. Rangkailah semua alat dan seperti rangkaian dibawah pada software Proteus
  3. Hubungkan semua komponen
  4. Atur nilai variable (tengang, arus, dll)
  5. Lalu tekan tombol jalankan 
  6. Simulasikan semua sensor yang ada
  7. Revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian
  8. Dan lakukan simulasi terakhir

B. Gambar Rangkaian



C. Prinsip Kerja Rangkaian

PRINSIP KERJA KONTROL KUMBUNG UNTUK JAMUR TIRAM

1. Sensor PIR (diletakkan di pintu bagian dalam)

Ketika terdeteksi manusia, maka sensor akan berlogika satu, Arus akan mengalir dari vcc masuk ke sensor lalu diumpankan ke kaki non inverting op amp sebesar 5v dan diberi penguatan sebanyak 2 kali (10/10 + 1 *vin) dan menghasilkan output sebesar 10 v. Kemudian arus mengalir melewati resistor sebesar 10k dan cabang resistor yg terhubung ke vcc sebesar 100k dan menuju kaki basis. Tegangan terbaca sebesar 0.84v sehingga transistor aktif dan arus mengalir dari vcc sebesar 9v menuju relay lalu ke kolektor ke emitor dan ground. Karena relay telah aktif maka switch akan berpindahdan mengalir  ke batrai dan ke lampu untuk menghidupkan lampu, LED sebagai indikator hidup nya lampu.

2. Sensor suhu (diletakkan di dinding ruangan)

Suhu normal kelembapan untuk jamur tiram adalah maksimal 30 derajat, sehingga ketika terdeteksi suhu lebih dari 30 derajat maka sensor akan aktif dan mengalirkan arus vcc masuk ke sensor dan diumpankan ke kaki detektor non inverting op amp dimana pada rangkaian detektor non inverting terdapat tegangan referensi yang diatur menggunakan potensiometer dengan maksimal tegangan sebesar 1v.

Cara mencari nilai tegangan referensi yaitu persentase potensiometer yang dipakai dikali maksimal tegangan referensi, akan didapatkan 30% x 1v = 0.30 v.

Kemudian, di rangkaian detektor non inverting, terdapat tegangan saturasi dimana ketika tegangan input besar sama tegangan referensi maka output yang dihasilkan adalah +Vsat, namun jika nilai tegangan input kecil dari tegangan referensi maka output yang dihasilkan adalah -Vsat. Itu didapat dari rumus (+- Vsat = +- vs +2). Karena nilai tegangan input besar sama dari tegangan referensi, kita dapatkan +vsat sebesar +6.1v. Lalu diumpankan ke resistor sebesar 10k dan menghasilkan tegangan sebesar 0.77 v. Tegangan ini cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga arus dari vcc mengalir ke relay lalu kolektor ke emitor dan ke ground. Karena ada arus mengalir, maka switch berpindah ke kiri dan arus mengalir dari batrai menuju buzzer yang akan berbunyi pertanda ruangan tidak memiliki kelembapan yg baik.

3. Sensor Sound (diletakkan di dekat buzzer)

Ketika terdeteksi suara buzzer, maka sensor suara akan berlogika satu dan arus akan mengalir masuk ke sensor dan keluar lalu diumpankan ke kaki non inverting op amp sebesar 5v dan diberi penguatan sebanyak 2 kali (10/10 + 1 *vin) dan menghasilkan output sebesar 10 v. Kemudian arus mengalir melewati resistor sebesar 10k dan cabang resistor yg terhubung ke vcc sebesar 100k dan menuju kaki basis. Tegangan terbaca sebesar 0.84v sehingga transistor aktif dan arus mengalir dari vcc sebesar 9v menuju relay lalu ke kolektor ke emitor dan ground. Karena relay telah aktif maka switch akan berpindah dan mengalir  ke batrai dan masuk ke motor yg akan mengaktifkan kipas angin.

4. Touch Sensor (diletakkan di dinding dekat pintu masuk)

Ketika terdeteksi sentuhan manusia, maka sensor akan berlogika satu dan arus akan mengalir dari vcc sebesar 7v kemudian diumpankan ke kaki non inverting op amp. Disini adalah rangkaian voltage follower yang dimana tegangan awal sama dengan tegangan akhir. Kemudian arus dilanjutkan ke resistor sebesar 1k dan ke resistor sebesar 20k lalu ke kaki basis. Karena tegangan pada transistor telah memenuhi maka transistor aktif dan arus dari vcc sebesar 8v akan mengalir ke relay lalu ke kolektor lalu ke emitor dan ke ground. Kemudian krna relay telah aktif, maka switch berpindah ke kiri dan arus akan mengalir ke motor dan mengaktifkan noze spray air untuk menyiram jamur tiram.

5. Sensor Humidity (diletakkan di tepi rak jamur)

Pada sensor humidity, ketika sensor mendeteksi kelembapan relative pada angka dibawah 80% maka tegangan yang dikeluarkan akan setelah detector non inverting akan berada pada angka 0 volt sehingga pada gerbang not akan berlogika 1, dan akan diteruskan ke ic 7482 yang dimana sesuai dengan tabel kebenaran maka nilai output pada S1 akan berlogika 1 dan diteruskan ke gerbang xor dan melewati resistor sebesar 1k, karena nilai tegangan yang mengalir ke kaki basis 0,88 volt maka transistor akan aktif lalu akan mengalir arus sebesar 12v, yang lalu mengalir melewati relay dan menuju kaki kolektor dan ke emitor lalu ke ground. Relay tadi akan aktif dan switch akan berpindah sehingga arus mengalir ke baterai untuk lalu mist maker akan aktif yang mana akan mengubah air menjadi kabut untuk menaikkan kelembaban dalam ruangan. Tegangan yang dikeluarkan yaitu 0,79 volt per 1 RH.  
 

D. Video Simulasi



5. Download [Kembali]

Simulasi :
Download Rangkaian Simulasi Klik Disini
Download File HTML Klik Disini 
Download Video Klik Disini
Download All Library Proteus Klik Disini

Datasheet :
Download Datasheet Touch Sensor Klik Disini

Download Datasheet Suhu Sensor Klik Disini

Download Datasheet Humidity Sensor Klik Disini

Download Datasheet Sound Sensor Klik Disini

Download Datasheet PIR Sensor Klik Disini

Download Datasheet Resistor Klik Disini

Download Datasheet Transistor NPN Klik Disini

Download Datasheet Relay Klik Disini

Download Datasheet Dioda Klik Disini

Download Datasheet Motor Klik Disini

Download Datasheet LED Klik Disini

Download Datasheet Gerbang XOR Klik Disini

Download Datasheet Gerbang NOT Klik Disini

Download Datasheet IC 7482 Klik Disini

Download Datasheet IC 7483 Klik Disini

Download Datasheet IC 74LS48 Klik Disini

Download Datasheet IC 74157 Klik Disini

Download Datasheet IC 4511  Klik Disini

Download Datasheet OP-AMP 1458 Klik Disini

Download Datasheet OP-AMP LM358 Klik Disini

Download Datasheet OP-AMP LM741 Klik Disini

Download Datasheet Buzzer Klik Disini

Download Datasheet Potensiometer Klik Disini

Download Datasheet 7-segment Klik Disini

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Entri yang Diunggulkan

MODUL 4

Modul 4 [menuju akhir] [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percob...