1. TUJUAN [KEMBALI]
a. Membuat rangkaian incubator telur yang terdiri dari flip-flop, gerbang logika dan decoder.
b. menjelaskan prinsip kerja dari rangkaian yang dibuat.
2. ALAT DAN BAHAN [KEMBALI]
a. ALAT [KEMBALI]
a. Voltmeter DC
Voltmeter merupakan suatu alat yang dimanfaatkan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya bentuk penyusunan pararel berdasarkan pada tempat komponen listrik hendak diukur.
b. Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.
c. Ground
Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.
d. Power
Power Supply merupakan suatu perangkat keras ( hardware ) pada komponen elektronika yg mempunyai fungsi sebagai supplier arus listrik dengan terlebih dahulu merubah tegangannya dari AC jadi DC yang kemudian diubah menjadi daya atau energi yang dibutuhkan komponen-komponen pada komputer seperti motherboard, CD Room, Hardisk, dan komponen lainnya.
b. BAHAN [KEMBALI]
a. Resistor
Spesifikasi resistor
Konfigurasi pin
1. Pin1 & Pin5 (Offset N1 & N2) : Pin untuk mengatur tegangan offset jika perlu
2. Pin2 (IN-) : Pin inverting dari Op Amp
3. Pin3 (IN +) : Pin Non inverting Op Amp
4. Pin4 (Vcc-) : Pin ini terhubung ke ground jika tidak rel negatif
5. Pin6 (Output) : Output daya pin Op-amp
6. Pin7 (Vcc +) : Pin ini terhubung ke + ve rail dari supply tegangan
7. Pin8 (NC) : Tidak ada koneksi
Spesifikasi
Tegangan antara Base dan Emitter ( VBE ), positif di Base dan negatif di Emitter karena untuk transistor NPN, terminal Base selalu positif sehubungan dengan Emitter. Tegangan supply Collector juga positif sehubungan dengan Emitter ( VCE ). Jadi untuk transistor NPN bipolar untuk menjalankan Collector selalu lebih positif terhadap Base dan Emitter.
Spesifikasi
1. DC current gain maksimal 800
2. Arus Collector kontinu (Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter (Vbe) 6V
4. Arus Base maksimal 5mA
Datasheet transistor BC548
Konfigurasi Pin
1. Vin : DC 5V 9V.
2. Radius : 180 derajat.
3. Jarak deteksi : 5 7 meter.
4. Output : Digital TTL.
5. Memiliki setting sensitivitas.
6. Memiliki setting time delay.
7. Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.
8. Berat : 10 gr.
g. Relay
Konfigurasi pin
Datasheet relay
Berfungsi sebagai penghasil bunyi pada kondisi yang ditentukan.
Spesifikasi Buzzer
i. Motor DC
Digunakan sebagai output dari rangkaian. Motor DC berfungsi sebagai pompa air untuk memadamkan api.
Pin 1 : Terminal 1
Pin 2 : Terminal 2
OR adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0 apabila semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya output berlogika 1 apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 1.
simbol gerbang or pada proteus:
karakteristik gerbang or:
Gerbang OR memiliki karakteristik “memihak 1”, di mana karakteristik logikanya akan selalu mengeluarkan hasil output bernilai 1 apabila ada satu saja input yang bernilai 1.
Decoder Biner adalah jenis lain dari perangkat logika digital yang memiliki input kode 2-bit, 3-bit atau 4-bit tergantung pada jumlah jalur input data, sehingga decoder yang memiliki satu set dua atau lebih bit akan didefinisikan sebagai memiliki kode n-bit, dan oleh karena itu akan mungkin untuk mewakili 2n nilai yang mungkin.
3. DASAR TEORI [KEMBALI]
a. Sensor LM35
LM35 adalah IC sensor suhu yang tegangan keluarannya bervariasi berdasarkan suhu di sekitarnya. IC ini dapat digunakan untuk mengukur suhu antara -55°C hingga 150°C. IC membutuhkan tegangan 5V di pin input. Jika suhu 0°C, maka tegangan keluaran juga akan 0V. Akan ada kenaikan 0,01V (10mV) untuk setiap kenaikan suhu satu derajat Celcius.
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.
Sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.
Karakteristik Sensor LM35
a. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
b. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC
c. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
d. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
e. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
f. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
g. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. 8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut:
Vout LM35 = Temperature º x 10 mV
Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :
1. LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
2. LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
3. LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC. LM35
Kelebihan sensor suhu LM35
1. Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
2. Low self-heating, sebesar 0.08 ºC Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
3. Rangkaian menjadi sederhana
4. Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
5. Arus yang mengalir kurang dari 60 μA
6. Linearitas +10 mV/ ºC
7. Kalibrasi dalam satuan derajat celcius
Grafik Respon Sensor LM35
b. Sensor DHT11
Sensor DHT11 adalah salah satu jenis sensor yang banyak digunakan pada project berbasis arduino. Sensor ini memiliki keunikan yaitu dapat membaca suhu (temperature) ruangan dan kelembapan udara (humidity). Sensor ini dikemas dalam bentuk kecil dan ringkas, serta harganya yang terjangkau. Kegunaan sensor DHT11 ini biasanya dipakai pada project monitoring suhu ruangan maupun kelembapan udara pada ruangan oven.
Sensor DHT11 merupakan serangkaian komponen senor dan IC kontroller yang dikemas dalam satu paket. Sensor ini ada yang memiliki 4 pin ada pula yang 3 pin. Tapi tidak menjadi masalah karena dalam penerapannya tiak ada perbedaan.Didalam bodi sensor yang berwarna biru atau putih terdapat sebuah resistor dengan tipe NTC (Negative Temperature Coefficient). Resistor jenis ini memiliki karakteristik dimana nilai resistansinya berbanding terbalik dengan kenaikan suhu. Artinya, semakin tinggi suhu ruangan maka nilai resistansi NTC akan semakin kecil. Sebaliknya nilai resistansi akan meningkat ketika suhu disekitar sensor menurun. Selain itu didalamnya terdapat sebuah sensor kelembapan dengan karkteristik resistif terhadp perubahan kadar air di udara. Data dari kedua sensor ini diolah didalam IC kontroller. IC kontroller ini akan mengeluarkan output data dalam bentuk single wire bi-directional.
Grafiks Respon Sensor DHT11
Sensor PIR merupakan sensor yang dapat mendeteksi pergerakan, dalam hal ini sensor PIR banyak digunakan untuk mengetahui apakah ada pergerakan manusia dalam daerah yang mampu dijangkau oleh sensor PIR. Sensor ini memiliki ukuran yang kecil, murah, hanya membutuhkan daya yang kecil, dan mudah untuk digunakan. Oleh sebab itu, sensor ini banyak digunakan pada skala rumah maupun bisnis. Sensor PIR ini sendiri merupakan kependekan dari “Passive InfraRed” sensor.
Grafik Respon Sensor PIR
1. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan
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.
2. Respon terhadap suhu
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.
Skematik Sensor PIR
d. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor 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 (V = I.R ).
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:
1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukkan angka langsung dari kode warna gleang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.
- Resistor dengan 4 cincin kode warna
Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.
- Resistor dengan 5 cincin kode warna
Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.
- Resistor dengan 6 cincin warna
Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.
b. Dengan Kode Huruf Resistor
Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :
· R, berarti x1 (Ohm)
· K, berarti x1000 (KOhm)
· M, berarti x 1000000 (MOhm)
Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :
· F, untuk toleransi 1%
· G, untuk toleransi 2%
· J, untuk toleransi 5%
· K, untuk toleransi 10%
· M, untuk toleransi 20%
Rumus Menentukan Nilai Resitor
- Resistor Seri R(total) = R1+R2+ R(selanjut nya).
- Resistor Paralel R(total) = 1/R(total) = 1/R1 + 1/R2 + 1/R(seterusnya).
· 1. Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
· 2. Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
· 3. Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
· 4. Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
5. Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
· 6. Karakteristik tidak berubah dengan suhu
Inverting Amplifier
Komparator
Adder
Rangkaian Dasar OpAmp
Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor 2SC1162 bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).
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.
1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.
Grafik Transistor
g. Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Terdapat besi atau yang disebut dengan nama iron core dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga ketika kumparan coil diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik armature untuk pindah posisi dari normally close ke normally open. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru normally open yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normally close.
Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Maksimum beban AC 10A @ 250/125V
4. Maksimum baban DC 10A @ 30/28V
5. Switching maksimum 300 operasi/menit
h. Buzzer
Buzzer listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi kisaran 1-5 KHz hingga 100 KHz untuk aplikasi ultrasound. Tegangan operasional buzzer yang umumnya berkisar 3-12 V.
Cara Kerja Buzzer
Tegangan Listrik yang mengalir ke buzzer akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut akan diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh manusia.
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.
4. PERCOBAAN [KEMBALI]
a. Prosedur Percobaan [KEMBALI]
Untuk membuat rangkaian gorden otomatis, langkha-langkah yang dilakukan adalah
a. Cari semua komponen yang dibutuhkan
b. Menyusun semua komponen yang di butuhkan pada proteus
c. Setelah semua rangkaian tersusun, sambungkan rangkaian
d. setelah semua rangkaian tersusun, jalankan rangkaian.
b. Rangkaian Simulasi [KEMBALI]
Prinsip Kerja :
Saat suhu pada lm35 berada di bawah 40 derajat celcius dan sensor kelembaban mengukur kelembaban pada posisi 90%, arus dari output lm35 dan dht11 akan masuk ke kaki non inverting dari op amp. Op amp berfungsi sebagai penguat ( amplifier ). Dimana pada op amp tegangan mengalami penuatan sebanyak 2x sehingga tegangan yang keluar dari output op amp sebesar 0,69V kemudia masuk ke resistor dan ke base transistor Q1 terus ke emitor dan ke ground. Tegangan pada base transistor tidak cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga transistor off. karena transistor off relay juga off, sehingga dari relay arus mengalir ke colector Q1 terus ke emitor dan ke ground. Karena relay off atau switch nya tidak berpindah maka arus mengalir dari batrai ke motor ( untuk menghidupkan kipas ) agar kelembaban berkurang, kemudia ke lampu agar suhu menjadi naik, dan kembali lagi ke relay.
Saat suhu pada lm35 berada di atas 46 derajat celcius dan sensor kelembaban mengukur kelembaban pada posisi 30%, arus dari output lm35 dan dht11 akan masuk ke kaki non inverting dari op amp. Op amp berfungsi sebagai penguat ( amplifier ). Dimana pada op amp tegangan mengalami penuatan sebanyak 2x sehingga tegangan yang keluar dari output op amp sebesar 0,93V kemudia masuk ke resistor dan ke base transistor Q1 terus ke emitor dan ke ground. Tegangan pada base transistor lebih besar dari tegangan VBE sehingga transistor on. karena transistor on, ada arus yang mengalir dari power ke relay sehingga relay on dari relay arus terus ke colector terus ke emitor dan ke ground. Karena relay on dan switch berpindah ke kiri, maka arus mengalir dari batrai ke motor ( untuk menghidupkan pompa air ) agar suhu menurun, dan kembali lagi ke relay.
Saat sensor pir mendeteksi adanya gerakan ( berlogika 1 ) yang menandakan anak ayam mulai menetas maka output sensor akan bernilai 1 yang dihubungkan ke input 2 gerbang or. Sedangkan input 1 dihubungkan ke lm35 yang bernilai 0. Sekaran input or bernilai 01 maka outpunya adalah 1. Output or dihubungkan ke input d flipflop, sehingga output Q bernilai 1 dan Q' bernilai 0. Q dihubungkan ke pin A (logika 1) decoder dan Q' dihubungkan ke pin B (logika 0) decoder. saat pin A decoder bernilai 1, dan pin B berlogika01 maka yang akan aktif adalah output 5 dari decoder. Arus masuk ke resistor kemudian ke base Q2 terus ke emitor dan ke ground. Tegangan pada base transistor lebih besar dari tegangan VBE sehingga transistor on. karena transistor on, ada arus yang mengalir dari power ke relay sehingga relay on dari relay arus terus ke colector terus ke emitor dan ke ground. Karena relay on dan switch berpindah ke kiri, maka arus mengalir dari batrai ke buzzer sehingga buzzer menyala dan arus kembali lagi ke relay.
c. Video [KEMBALI]
5. DOWNLOAD FILE [KEMBALI]
1. HTML klik di sini
2. Rangkaian Simulasi klik di sini
3. Video klik di sini
4. Library pir sensor klik di sini
5. Datasheet
a. pir sensor klik di sini
b. transistor klik di sini
c. resistor klik di sini
d. motor klik di sini5. HEF4555B klik di sini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar