Uas Nomor 1

DAFTAR ISI

Nomor 1 Buatlah suatu rangkaian aplikasi penguat dengan op-amp. menggunakan 2 input sensor (analog & digital) dan output seperti motor atau komponen output lainnya.

1. Pendahuluan [Kembali]

kontrol air kolam ikan merupakan proses pengendalian dan pengaturan kondisi kolam ikan.Kontrol kolam ikan yang efisien sangat penting untuk memastikan kesehatan ikan dan mengoptimalkan produktivitas budidaya. Teknologi sensor modern menawarkan solusi canggih untuk memantau dan mengontrol berbagai parameter lingkungan dalam kolam ikan.

Dalam proyek ini, kami akan menggunakan beberapa jenis sensor, yaitu sensor hujan (rain sensor), sensor air (water sensor), sensor getaran (vibration sensor), sensor kelembaban tanah (HIH5030), dan sensor cahaya (LDR). Setiap sensor memiliki peran spesifik dalam memastikan kondisi ideal bagi ikan di dalam kolam. Oleh karena itu, kita dapat mengembangkan sistem kontrol otomatis yang cerdas untuk kolam ikan. Sistem ini akan mampu memantau kondisi lingkungan secara real-time dan mengambil tindakan yang diperlukan untuk menjaga keseimbangan ekosistem kolam. Integrasi teknologi sensor dalam budidaya ikan tidak hanya meningkatkan efisiensi operasional tetapi juga memastikan keberlanjutan dan kesehatan populasi ikan

2. Tujuan [Kembali]

MampuMenjelaskan dan memahami prinsip kerja sensor yang digunakan pada kontrol kolam ikan.
Mampu mangaplikasikansensor yang dipakai pada rangkaian kontrol kolam ikan.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat

Instrumen

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]

A.Alat
Voltmeter
   Volt meter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik. Jika tegangan berupa tegangan DC maka pengalinya di set pada bagian DC, dan jika AC maka diset pada bagian AC. Hasil pada layar akan dikali dengan pengalinya terlebih dahulu, maka akan muncul nilai tegangan pada rangkaian.

Spesifikasi dan Pinout Voltmeter :

Generator Daya
Baterai
   Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan sebagai sumber daya oleh suatu perangkat elektronik.

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
Generator Supply
   Power Supply (Catu Daya) adalah sebuah komponen yang digunakan untuk memasok atau menyediakan daya listrik ke sebuah atau lebih perangkat. Power supply saat ini telah dirancang sedemikian rupa untuk mampu mengubah bahan dasar energi semisal energi matahari, angin, hingga kimia menjadi energi listrik.

B.Bahan
Resistor
   Resistor merupakan suatu komponen elektronik yang memiliki dua pin dan nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur tegangan listrik dan arus listrik. (V=I.R)
Cara menghitung nilai resistor :
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%

Spesifikasi :

Kapasitas Pompa Air
Kapasitor berfungsi untuk start atau memutar rotor untuk pertama kali.
Spesifikasi kapasitor pompa air :
Dioda
Spesifikasi Dioda :
1. arus searah jangka panjang maksimum pada 75 ° C - 1.0 A
2. arus pulsa maksimum dengan durasi pulsa 3,8 ms - 30 A
3. drop tegangan melintasi dioda pada arus 1,0A - 1,1 V
4. kisaran suhu operasi - -65 ... + 175 ° С
5. frekuensi kerja maksimum - 1 MHz
Transistor Bipolar BC547
Transistor BC547 merupakan transistor jenis NPN. Prinsip kerja dari transistor NPN adalah: arus akan mengalir dari kolektor ke emitor jika basisnya dihubungkan ke ground (negatif). Arus yang mengalir dari basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor.
Konfigurasi pin transistor BC547 :
Spesifikasi transistor BC547 :
1. DC current gain maksimal 800
2. Arus Collector kontinu (Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter (Vbe) 6V
4. Arus Base maksimal 5mA
Induktor

Induktor berfungsi untuk menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya.
Spesifikasi induktor :
Op Amp LM358
   IC LM358 berungisi sebagai rangkaian detektor inveting untuk membandingkan dua keadaan.
Konfigurasi pin Op Amp, Gelombang I/O Op Amp dan Spesifikasi Op Amp :
Ground
   Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika dan berfungsi sebagai pelindung ke seluruh sistem.
Logicstate
   Logicstate berfungsi untuk menunjukkan keadaan logika o dan logika 1. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid.

Komponen Input
Water Level Sensor
   Water level sensor berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air.
Konfigurasi pin water level sensor :
"S" stand for signal input
"+" stand for power supply
"-" stand for GND

Spesifikasi water level sensor :
1. Tegangan kerja: 5V
2. Bekerja Saat Ini: <20ma br="">3. Antarmuka: Analog
4. Lebar deteksi: 40mm × 16mm
5. Suhu Kerja: 10 ℃ ~ 30 ℃
6. Berat: 3g
7. Ukuran: 65mm × 20mm × 8mm
8. Antarmuka yang kompatibel dengan Arduino
9. Konsumsi daya rendah
10. Sensitivitas tinggi
11. Sinyal tegangan keluaran: 0 ~ 4.2V

Aplikasi water level sensor :
1. Mendeteksi curah hujan Rainfall detecting
2. Kebocoran cairan
3. Kepenuhan tank air

Grafik respon water level sensor :
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 :
Vibration Sensor
   Sensor getaran atau vibration sensor merupakan jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah ke dalam sinyal listrik.

grafik respon sensor vibration

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 vibration sensor

gambar rangkaian vibration sensor

Grafik Respon Sensor Getaran

Vibration sensor diletakkan di tepi pintu, berfungsi untuk mendeteksi getaran pada pintu saat seseorang masuk lalu kemudian mengubah getaran menjadi sinyal listrik. Sensor diberi powersupply(Vcc) = +5 V untuk menyalakan sesor. Ketika getaran orang terdeteksi oleh sensor maka logicstate bernilai 1 menghasilkan tegangan input sebesar +5 V pada kaki non-inverting Voltage Follower maka Vin=Vout=5 V. Lalu dialirkan ke resistor R28=10 Kohm menuju ke kaki base transistor self-bias, Karena Vbe = +0.8 V maka transistor 2n2222 aktif , Aktifnya transistor maka power supply 12 V mengalir menuju relay lalu ke colector->emitor->ground. Akibat coilrelay dialiri arus dan tegangan, kumparan menghasilkan medan magnet, sehingga switch relay berganti posisi yang akan mengalir ke motor dan indikator LED blue menjadi aktif sehingga motor bergerak menandakan air diisi ke kolam jika logicstatenya 1, apa bila logicstatenya 0 rangkaian menjadi open loop.

b. Prinsip rangkaian pada water level sensor

gambar rangkaian water sensor

Grafik respon Sensor air

Water level sensor diletakkan di dinding kolam ikan, berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air dalam kolam. Apabila tinggi air >50 m kolam akan diisi, diawali ketika sensor diberi power supply(Vcc) = +5 V untuk menyalakan sensor dan sumber DC yang terhubung dengan resistor variabel (RV1) dan ground. Tegangan keluaran dari sensor akan diteruskan ke induktor untuk menghambat sinyal AC dan mengizinkan sinyal DC lewat menuju non-inverting detector, lalu ngalir ke capasitor untuk menghambat sinyal DC dan membuang sinyal AC ke ground, jika tidak ada induktor dan kapasitor menyebabkan output dari non-inverting tidak stabil karena sinyal inputnya kutor dan transistor, relay jadi cepat rusak. Ketika sinyal pertama kali di jalankan kolam diisi air dengan resistansi besar sehingga tegangan yang dikeluarkan menjadi kecil, relaynya masih dalam keadaan mati akibat Vbe masih belum bisa mengaktifkan transistor ditandai dengan hidupnya motor dan LED Blue. Apabila airnya sudah penuh resistansinya menjadi kecil, sehingga tegangan keluarannya menjadi besar +4,97 V diumpankan ke R1 menuju non-inverting detector, yang dimana non-inverting detector diberi Vref yang terhubung ke inverting dengan power supply +5 V terhubung dengan resistor variabel, jika Vin>Vref maka Vo=+Vsat dan sebaliknya. ketika air sudah penuh maka Vo=+Vsat lalu ngalir ke resitor , ke kaki base transistor dengan Vbenya +0.75V yang dapat mengaktifkan transistor voltage devider bias. Aktifnya transistor ada arus yang ngalir dari power supply +12 V menuju relay, colector, emiter, resistor dan ke ground. Akibat adanya arus mengalir maka switch relay bergeser dari kanan ke kiri menyebabkan aktifnya LED Hijau jika logicstate sensor hujannya = 0 , aktifnya LED Kuning jika logicstate sensor hujan = 1.

c. Prinsip rangkaian pada rain sensor

gambar rangkaian rain sensor

Grafik Sensor Hujan

Pada rain sensor diletakkan di bawah kolam ikan, berguna untuk mendeteksi kebocoran tank. Ketika ada kebocoran maka sensor berlogika 1 sehingga tegangan keluaran dari sensor menjadi tegangan input op-amp adalah 5V kemudian diperkuat dengan non inverting amplifier dimana penguatannya Rf/Rin+1=3 sehingga tegangan outputnya menjadi 15 V. Kemudian diteruskan ke resistor R21=15 Kohm lalu dialirkan ke kaki base transistor fixed bias dengan tegangan Vbe sebesar 0,84 V akan mengaktifkan transistor sehingga dari power supplay +12 V menuju relay lalu ke kolektor, emitor lalu ke ground dengan adanya arus melewati relay maka switch relay bergeser dan akan megaktifkan LED Yellow sebagai peringatan telah terjadi kebocoran dan indikator LED Green menyala jika logicstate sensornya 0.

6.Video [Back]

Video Penjelasan

6. Download File [Kembali]

Cari Blog Ini

MELYSHA SURYANI