UAS No.2

DAFTAR ISI

Nomor 2 Buatlah suatu rangkaian aplikasi kontrol greenhouse menggunakan input-input sensor dan output-output seperti motor atau komponen output lainnya.

1. Pendahuluan [Kembali]

Greenhouse atau rumah kaca merupakan lingkungan buatan yang dirancang untuk menciptakan kondisi optimal bagi pertumbuhan tanaman. Untuk menjaga suhu, kelembapan, pencahayaan, dan kadar CO₂ tetap ideal, dibutuhkan sistem pengendalian yang andal dan responsif.

Aplikasi kontrol greenhouse adalah solusi otomatis yang memanfaatkan sensor (seperti sensor suhu, kelembapan, cahaya) dan mikrokontroler untuk memantau serta mengatur kondisi lingkungan secara real-time. Sistem ini dapat mengontrol kipas, pemanas, penyiram, dan ventilasi secara otomatis, bahkan terhubung ke internet untuk pemantauan jarak jauh.

Dengan penerapan sistem ini, produktivitas pertanian meningkat, risiko kerusakan tanaman berkurang, dan sumber daya seperti air dan energi dapat digunakan lebih efisien.

2. Tujuan [Kembali]

MampuMenjelaskan dan memahami prinsip kerja sensor yang digunakan pada kontrol greenhouse
Mampu mangaplikasikan sensor yang dipakai pada rangkaian kontrol greenhouse

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat

Instrume

a. DC Voltmeter

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

B. OSILOSKOP

GAMBAR 6. OSILOSKOP

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Generator

a. Power Supply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.

b. Baterai

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

BAHAN/KOMPONEN

· RESISTOR

GAMBAR 1. RESISTOR

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).

· OP-AMP

GAMBAR 4. OP-AMP

Penguat operasional atau yang biasa disebut OP-AMP merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan(coupling) arus searah yang memiliki faktor penguatan(gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.

· GROUND

GAMBAR 5. GROUND

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

4. Dasar Teori [Kembali]

Op-Amp (Operational Amplifier)
       Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut dengan op-amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat audio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analog lainnya. Op-amp pada umumnya tersedia dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki karakteristik mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu;

1. Gain sangat besar (AOL >>).
   Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak   terhingga.
2. Impedansi input sangat besar (Zi >>).
     Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
3. Impedansi output sangat kecil (Zo <<).
   Impedansi output adalah sangat kecil sehingga tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan dengan Zo <<.

Adapun simbol op-amp adalah seperti pada gambar 64

                                                                         Gambar 7
dimana,
V1 adalah tegangan masukan dari kaki non inverting
V2 adalah tegangan masukan dari kaki inverting
Vo adalah tegangan keluaran

sehingga
Adapun tegangan output maksimum yang dapat dihasilkan adalah :
dibawah tegangan sumber +-Vs = +-Vsat

Tegangan output maksimum secara praktis dihasilkan sekitar 2 Volt dibawah tegangan sumber ±Vs dan disebut juga sebesar tegangan saturasi ±Vsat . Gambar 65 memperlihatkan kurva karakteristik hubungan Vi terhadap Vo untuk rangkaian op-amp dengan tegangan input dihubungkan ke kaki input non inverting (+) dan tegangan 0 Volt (di ground) ke kaki input inverting (-). Sesuai dengan nama input op-amp yaitu apabila input dimasukkan ke kaki non inverting (+) yang artinya tidak membalik maka tegangan output yang dihasilkan adalah sefasa dengan tegangan input. Seperti terlihat pada gambar 1 yaitu saat input Vi bertegangan positif maka output yang dihasilkan juga bertegangan positif dan sebaliknya

                              Gambar8 Rangkaian op-amp dengan kurva karakteristik I-O

Komparator non inverting dengan Vref -

  Rangkaian komparator non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref ¹ 0 Volt baik positif maupun negatif adalah seperti gambar 9
Gambar 9 Rangkaian komparator non inverting

   Untuk menghitung berapa tegangan ambang VUT atau VLT maka lakukan pemisalan kondisi tegangan output VO sama dengan +Vsat atau –Vsat.
   Misalkan tegangan output VO = +Vsat seperti gambar 101 maka dapat dihitung tegangan ambang atas VLT
Gambar 10 Rangkaian komparator non inverting saat VO = +Vsat

   Misalkan tegangan output VO = -Vsat seperti gambar 102 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah VUT
Gambar 11 Rangkaian komparator non inverting saat V0= -Vsat

   Bentuk gelombang tegangan output VO dengan Vref - adalah seperti pada gambar 12 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 13

Gambar 12 Bentuk gelombang tegangan output dengan Vref = bertegangan negatif

Gambar 13 Kurva karakteristik I-O dengan Vref = bertegangan negatif
Sehingga:

1. Sensor Suhu
        Sensor suhu adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur tingkat panas (suhu) dari suatu lingkungan atau objek, kemudian mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat dibaca oleh sistem kontrol seperti mikrokontroler atau komputer.

Sensor suhu berfungsi sebagai komponen utama dalam berbagai aplikasi otomatisasi, terutama di sistem yang membutuhkan kestabilan suhu seperti inkubator, AC, lemari pendingin, dan sistem pemanas..

Grafik sensor suhu

2. Rain sensor

Rain sensor berfungsi untuk mendeteksi kebocoran dari tank air.
Konfigurasi pin rain sensor :

Spesifikasi rain sensor :
1. Konsumsi daya sangat sedikit
2. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya
3. Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi
4. Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V
5. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil
6. Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA
7. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya
8. Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor
9. Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)
10. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm

Grafik respon rain sensor :
3. 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. Tubuh manusia memiliki Panca Indera yang berfungsi untuk berinteraksi dengan lingkungan di sekitarnya. Konsep yang sama juga diterapkan pada mesin atau perangkat elektronik/listrik agar dapat melakukan interaksi dengan lingkungan disekitarnya. Oleh karena itu, berbagai jenis sensor pun diciptakan untuk melakukan tugas tersebut. Salah satu sensor tersebut adalah Sensor Sentuh atau Touch Sensor.
Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Capacitive Sensor bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.

Sensor Kapasitif

Sensor sentuh Kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer pada saat ini, hal ini dikarenakan Sensor Kapasitif lebih kuat, tahan lama dan mudah digunakan serta harga yang relatif lebih murah dari sensor resistif. Ponsel-ponsel pintar saat ini telah banyak yang menggunakan teknologi ini karena juga menghasilkan respon yang lebih akurat.
Berbeda dengan Sensor Resistif yang menggunakan tekanan tertentu untuk merasakan perubahan pada permukaan layar, Sensor Kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Layar sentuh sensor kapasitif ini terbuat dari bahan konduktif (biasanya Indium Tin Oxide atau disingkat dengan ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus ataupun sarung khusus yang memiliki sifat konduktif.
Pada saat jari menyentuh layar, akan terjadi perubahaan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh processor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Jadi perlu diperhatikan bahwa sentuhan kita tidak akan di respon oleh layar sensor kapasitif ini apabila kita menggunakan bahan-bahan non-konduktif sebagai perantara jari tangan dan layar sentuh tersebut.

Sensor Resistif

Tidak seperti sensor sentuh kapasitif, sensor sentuh resistif ini tidak tergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas pelat logam. Sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif ini dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan.
Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau celah yang sangat kecil. Dua lapisan konduktif (lapisan atas dan lapisan bawah) ini pada dasarnya terbuat dari sebuah film. Film-film umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga transparan (bening).
Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah sakelar, pada saat film lapisan atas mendapatkan tekanan tertentu baik dengan jari maupun stylus, maka film lapisan atas akan bersentuhan dengan film lapisan bawah sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu layar tersebut dan memberikan signal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.

Konfigurasi PIN :

Grafik Touch Sensor

5. Percobaan [Kembali]

a)Prosedur [Back]

1. Buka aplikasi proteus
2. Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen led, buzzer, water level sensor, taouch sensor, NTC, rain sensor, relay, transistor bipolar dan mosfet, resistor, kapasitor, induktor, baterai
3. Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
4. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
5. Jalankan simulasi rangkaian

b)Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Back]

Pada percobaan ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut :

Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan komponen yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
Lalu mencoba menjalankan rangkaian, jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja

B. Gambar Rangkaian dan Prinsip Kerja

Gambar Rangkaian :

Prinsip Kerja :

a. prinsip rangkaian pada suhu sensor

Gambar Rangkaian

Prinsip Kerja:

Sensor suhu diletakkan di dekat pintu yanh berfungsi agar ruangan dapat dimasuki atau tidak, Sensor akan bekerja jika suhunya >57C, sensor diberi power supply sebesar +5V , lalu V keluaran sensor menjadi Vin pada detector non-inverting yang dimana ngalir ke positif op amp, sedangkan - dari opamp diberi Vref dengan powersupply +12V yang terhubung dengan resistor variabel , lalu Vout dari detector non-inv ditentuka dengan membandinhkan Vi dan Vref, jika Vi>Vref maka Vo=+Vsat dansebaliknya, lalu diumpankan ke R5=10kohm dan menuju ke kaki base transistor yang akan aktif apabila Vbenya minimal 0.6 V, aktifnya transistor mengakibatkan powersupply di dekat coilrelay ngalir menuju coil relay lalu ke collector->emiter->ground, karena ada arus yg ngalir maka switch relay bergesrr dari kanan ke kiri, akibatjya LED red nyala menandakan ruanganbtidak dapat dimasuki, sedangkan jika suhu <57C maka yang LED green nyala menandakan ruangan dapat dimasuki

Berikut grafik kinerja sensor suhu

b. Prinsip rangkaian pada Rain sensor

gambar rangkaian rain sensor

Prinsip Kerja:

Pada rain sensor diletakkan di atas atap, berguna untuk teras tanaman. Ketika ada kebocoran maka sensor berlogika 1 sehingga tegangan keluaran dari sensor menjadi tegangan input op-amp adalah 7V kemudian melalui r2 10kohm lalu vi opamp berkuang menjadi +5V diperkuat dengan non inverting amplifier dimana penguatannya Rf/Rin+1=2 sehingga tegangan outputnya menjadi 10 V. Kemudian diteruskan ke resistor R6=10 Kohm lalu dialirkan ke kaki base transistor emiter bias dengan tegangan Vbe sebesar 0,83 V akan mengaktifkan transistor sehingga dari power supplay +9 V menuju relay lalu ke kolektor, emitor,R10 lalu ke ground dengan adanya arus melewati relay maka switch relay bergeser dan akan megaktifkan LED blue dan motor bergeral menandakan teras ditutup

grafik rain sensor

b. Prinsip rangkaian pada touch sensor

Gambar Rangkain

Prinsip Kerja

sensor sentuh diletakan di dalam ruangan yang dimana berfungsi untuk mendeteksi adanya sentuhan dan akan menutup ruangan. Sensor diberi powersupply senesar +7V yang diman logika sensor menjadi 1 apabila terdeteksi sentuhan, lalu sensor mengeluarkan Vout menuju R11=10kohm yang dimana V nya menjdi 5V lalu V ini menjadi Vi pada noninv amplifier , lalu terdapat Rf1 (feedback) 10kohm dan Ri 10kohm , maka Vout dari amplifier dpt dicari dg tumus Vo=(Rf/Ri+1)Vi maka Vo menjadi 10V lalu diumpankan ke R3=1kohm lalu lanjut ke base transistor yg dimana Vbe>0,6V akibatnya transistor emiter bias aktif dan power supply +15V mengalir menuju ke relay->kolektor->emiter->ground, akibat relay dialiri arus maka switch akan bergeser mengakibatkan aktifnya LED blue dan motor yang dmana akan menutup teras tanaman

Grafik

6.Video [Back]

Video Penjelasan

1.Sensor Suhu

2.Sensor Hujan

3.Touch Sensor

6. Download File [Kembali]

Cari Blog Ini

MELYSHA SURYANI