SENSOR 2022

 

SENSOR 2022

 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI 

1.Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4.Langkah percobaan

5. Gambar Rangkaian

6. Prinsip

7.Video Simulasi  

8. File Download

APLIKASI KEAMANAN TANAMAN 

1. Tujuan[back]

a. Mengetahui tentang sensor arus,sensor UV,sensor Rain dan Flame Sensor

b. Mengetahui Simulasi rangkaian aplikasi keamanan tanaman

c. Mengetahui tabel kebenaran dari jenis gerbang logika yang digunakan

d. Mengetahui prinsip kerja Aplikasi Keamanan Tanaman

2. Komponen [back]

ALAT

OSCILOSCOPE

GENERATOR

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.

Voltmeter DC

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

• Generator DC

Generator DC atau generator arus searah (DC) adalah salah satu jenis mesin listrik, dan fungsi utama mesin generator DC adalah mengubah energi mekanik menjadi listrik DC Proses perubahan energi menggunakan prinsip gaya gerak listrik yang diinduksi secara energi. Diagram Generator DC ditampilkan di bawah.

BAHAN

MQ5 Sensor

Flame Sensor

Adapun spesifikasi dari flame detector ini adalah sebagai berikut: 

 Output= Digital (D0) 

 Working voltage: 3.3V to 5V

Output format: Digital output (HIGH/LOW)\

Wavelength detection range: 760nm to 1100nm

Using LM393 comparator

Detection angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum

Lighter flame detect distance 80cm 

 The comparator output, the signal is clean, great driving ability, more than 15Ma 

Sensor UV

Panel Surya 

Sensor ACS(arus)

Spesifikasi Sensor ACS712 

1. Rise time output = 5 μs.
2. Bandwidth sampai dengan 80 kHz.
3. Total kesalahan output 1,5% pada suhu kerja TA= 25°C.
4. Tahanan konduktor internal 1,2 mΩ.
5. Tegangan isolasi minimum 2,1 kVRMS antara pin 1-4 dan pin 5-8.
6. Sensitivitas output 185 mV/A.
7. Mampu mengukur arus AC atau DC hingga 30 A.
8. Tegangan output proporsional terhadap input arus AC atau DC.
9. Tegangan kerja 5 VDC.

Sensor Rain

Rain sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi hujan turun atau tidak. Intinya sensor ini jika terkena air pada papan sensornya maka resistansinya akan berubah, semakin banyak semakin kecil dan sebaliknya.

Konfigurasi pin:

1. VCC: 5V DC

2. GND: ground

3. DO: high/low output

4. AO: analog output

             Spesifikasi

            1. Mengadopsi bahan dua sisi RF-04 berkualitas tinggi

            2. Area: pelat nikel 5cm x 4cm di samping

            3. Anti-oksidasi, anti-konduktivitas, dengan waktu penggunaan yang lama

            4. Potensiometer menyesuaikan sensitivitas

            5. Tegangan bekerja 5V

            6. Format keluaran: Output switching digital (0&1) dan output tegangan analog  AO

            7. Ukuran PCB papan kecil: 3,2 cm x 1,4 cm

            8. Menggunakan komparator LM393 tegangan lebar

Data Sheet Sensor Hujan

Resistor

Resistor merupakan komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian.

Spesifikasi Resistor yang digunakan:

Resistor 10k

Resistor 2k

Data sheet resistor:

Battery

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.

Karakteristik Dioda:

Transistor(BC547)

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada rangkaian water level sensor ini transistor hanya digunakan sebagai saklar, dengan adanya arus di base maka transistor akan "on" sehingga akan ada arus dari kolektor ke emitor.

Spesifikasi Transistor:

1. DC Current gain(hfe) maksimal 800

2. Arus Collector kontinu(Ic) 100mA

3. Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6V

4. Arus Base(Ib) maksimal 5mA

Data Sheet Transistor :

Grafik Respon:

OP AMP

Operational Amplifier atau Op-Amp adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat sinyal input baik DC maupun AC

Konfigurasi Pin OP-Amp

Gelombang input dan output op amp

Kapasitor

Logic State

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan  input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

Relay

Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil. Relay memiliki fungsi sebagai saklar atau elektromagnetik switch yang mana dikendalikan oleh magnet listrik.

Konfigurasi pin relay:

Spesifikasi Relay:

Motor DC

Digunakan untuk output dari rangkaian dan berjalan jika sensor infrared berlogika 1

Grafik Motor DC:

Spesifikasi item:

o   Tanpa kecepatan beban 12000 ± 15% rpm

o   Tidak ada arus beban =280mA

o   Tegangan operasi 1.5 - 9 VDC

o   Mulai Torsi =250g.cm (menurut blade yang dikembangkan sendiri)

o   mulai saat ini =5A

o   Resistansi Isolasi di atas 10O antara casing dan terminal DV 100V

o   Arah Rotasi CW: Terminal [+] terhubung ke catu daya positif, terminal [-] terhubung ke nagative

o   daya, searah jarum jam dianggap oleh arah poros keluaran

o   celah poros 0,05-0,35mm

Lampu

Lampu adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.

Spesifikasi lampu yang digunakan : 12 V

3.Dasar Teori [back]

• Rain sensor

   

 Rain sensor atau sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi mendeteksi terjadinya hujan atau tidak. Pada sensor ini, terdapat integrated circuit atau IC (komponen dasar yang terdiri dari resistor, transistor, dan lain-lain) komparator yang berfungsi memberikan sinyal berupa logika ‘on’ dan ‘off’. Sehingga ketika sensor mendeteksi adanya hujan, wiper mobil secara otomatis akan berfungsi tanpa harus mengaktifkan saklar manual.

    Sensor hujan juga mampu mengatur kecepatan wiper saat menyeka air hujan di kaca mobil, mulai dari posisi low, intermittent, hingga high speed. Pengaturan tersebut tergantung dari curah hujan yang menerpa kaca mobil.

Komponen Sensor Hujan

1. Sensor hujan bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5 centimeter (cm) x 4 cm berlapis nikel.
2. Lapisan modul pada sensor mempunyai sigar oksidasi sehingga tahan terhadap korosi.
3. IC komputer.
4. Terdapat potensiometer yang berfungsi mengatur sensifitas sensor.
5. Dua output digital dan analog.

Sensor pendeteksi gas (MQ-5)

Sensor gas adalah perangkat yang mendeteksi keberadaan atau konsentrasi gas di atmosfer. Berdasarkan konsentrasi gas, sensor menghasilkan perbedaan potensial yang sesuai dengan mengubah resistansi material di dalam sensor, yang dapat diukur sebagai tegangan keluaran. Berdasarkan nilai tegangan ini jenis dan konsentrasi gas dapat diperkirakan.

sensor MQ-5 adalah sensor universal yang mampu mendeteksi berbagai jenis gas, seperti Hidrogen (H2), Karbon monoksida (CO), metana (CH4), etanol (CH3CH2OH), propana (C3H8), butana (C4H10), dan gas hidrokarbon lainnya 
Spesifikasi dari sensor MQ-5 adalah:
- power supply 5V.
- Output / data keluaran tersedia dua pilihan, Analog atau digital.
- Sensitivitas tinggi terhadap LPG, gas alam.
Untuk mengatur sensitivitas sensor, terdapat potensiometer pada bagian belakang sensor, kita dapat memutar potensio tersebut (kekiri atau kekanan) menggunakan obeng, 

Jenis gas yang dapat dideteksi sensor tergantung pada bahan penginderaan yang ada di dalam sensor. Biasanya sensor ini tersedia sebagai modul dengan pembanding seperti yang ditunjukkan di atas. Komparator ini dapat diatur untuk nilai ambang konsentrasi gas tertentu. Ketika konsentrasi gas melebihi ambang ini, pin digital menjadi tinggi. Pin analog dapat digunakan untuk mengukur konsentrasi gas.

Sensor gas elpiji yang terbuat dari keramik mikro AL2O3, TinDioxide (SnO2) yang sensitif, elektroda dan kepala sensornya terbuat dari plastic serta stainlesssteel . Kepala sensornya dapat bekerja dengan baik dan merupakan komponen yang sangat sensitif. Sensor ini mempunyai 6pin, 3pin untuk catu daya, 2pin untu keluaran sensor, 1pinuntuk penstabil heater.

Prinsip Kerja sensor adalah sebagai berikut:

Sensor terdiri dari tabung keramik mikro berbahan AL2O3, lapisan sensitive SnO2 (TinDioxide), elektroda pengukur dan kawat pemanas yang  dibungkus dalam jarit besi dan plastik. Ketika molekul gas menyentuh permukaan lapisan sensitive SnO2, maka satuan resistansi dari kawat pemanas (heater) akan mengecil sesuai dengan konsentrasi gas. Sebaliknya, jika konsentrasi gas menurun akan menyebabkan semakin tingginya resistansi kawat pemanas (heater) sehingga tegangan keluarannya akan menurun. Dengan demikian, perubahan konsentrasi gas  dapat mengubah nilai resistansi sensor dan juga akan mempengaruhi tegangan keluarannya, hal inilah yang dijadikan acuan bagi pendeteksian gas elpiji.

Adapun beberapa bagian dan komponen dasar dari sensor MQ-5 antara lain :

1.   Gas sensing layer terbuat dari SnO2

2.   Electrode terbuat dari Au

3.   Electrodeline terbuat dari Pt

4.   Heater coil terbuat dari Ni-Cr alloy

5.   Tubular ceramic terbuat dari Al2O3

6.   Anti-explosion network terbuat dari Stainless steelgauze (SUS316100-mesh)

7.   Clampring terbuat dari Copperplating Ni

8.   Resinbase terbuat dari Bakelite

9.   Tubepin terbuat dari Copper plating Ni

Grafik Sensor

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa semakin besar kontaminasi gas  elpiji pada sensor maka akan semakin sensitive sensor tersebut. Dari beberapa gas yang dideteksi, gas elpiji merupakan gas yang terdeteksi dengan baik oleh sensor MQ-5 Untuk mengetahui beban pada sensor saat terjadi kontaminasi gas elpiji dapat dicari dengan persamaan

Dimana,

Rs = Beban pada sensor saat terjadi kontaminasi gas elpiji  (Ω)

Vc = Tegangan input pada sensor  (V)

VRL = Tegangan pada beban sensor (V)

RL = Tahanan beban pada sensor (Ω)

APPLICATION

Mereka digunakan dalam peralatan pendeteksi kebocoran gas dalam keluarga dan industri, cocok untuk mendeteksi LPG, gas alam, gas kota, hindari kebisingan alkohol dan asap masakan dan asap rokok.

ACS712 Current Sensor

    ACS712 adalah Hall Effect current sensor. 

Ketika ada arus yang mengalir,maka akan terjadi fenomena Hall Effect. Fenomena ini terjadi dikarenakan perubahan medan magnet disekitar penghantar, perubahan magnet akan menghasilkan output berupa sinyal. Sinyal ini berupa tegangan Analog dengan nilai yang sangat kecil. Perubahan medan magnet disekitar penghantar dirumuskan pada persamaan :

Keterangan :
            N = jumlah lilitan

= Fluks magnetic (Wb)

= perubahan waktu/selang waktu(s)

Ei = GGL Induksi(volt)

Tanda negatif menunjukkan arah ggl

Hubungan besaran fisik dengan besaran listrik

Hubungan besaran fisik dari efek hall dapat menghasilkan perbedaan besaran listrik berupa tegangan. Tegangan yang dihasilkan dapat dicari menggunakan rumus potensial hall. Potensial Hall yang terukur dapat bernilai positif (+) atau negatif (-) bergantung dari pembawa muatan yang dominan. Ilustrasi mengenai efek hall dapat dilihat pada Gambar 2 dan rumus dari Potensial Hall dapat dihitung dengan persamaan :

Keterangan :

V_H : potensial Hall                                                        I  : arus

 B : medan magnet                                                      q  : pembawa muatan

n   : jumlah q per unit volume                                     d   : tebal konduktor

R_H : koefisien Hall 

    Hall effect allegro ACS712 merupakan sensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau DC dalam pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif, komersil dan sistem-sistem komunikasi. Pada umumnya aplikasi sensor ini biasanya digunakan untuk mengontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode power supplies dan proteksi beban berlebih, bentuk fisik dari sensor arus ACS712 dapat  dilihat pada gambar 2.1 di bawah ini. 

        Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena  didalamnya terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan yang  terbuat dari tembaga.  ACS712 ini memiliki tipe variasi sesuai dengan arus maksimal yakni 5A, 20A, 30A. ACS712 ini menggunakan VCC 5V.

Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir  melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan  magnet yang di tangkap oleh integrated Hall IC dan diubah menjadi tegangan  proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara  pemasangan komponen yang ada didalamnya antara penghantar yang  menghasilkan medan magnet dengan hall transducer secara berdekatan. Persisnya,  tegangan proporsional yang rendah akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya yang telah dibuat untuk ketelitian yang tinggi oleh pabrik. 

Berikut terminal list dan  gambar  pin out ACS712. 

Gambar 2.2. Pin out ACS712 

Untuk mengukur arus yang melewati sensor ini digunakan rumus

tegangan pada pin Out = 2,5 ± ( 0,185 x I ) Volt,

dimana I = arus yang terdeteksi dalam satuan Ampere.

Cara kerja sensor

    arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh integrated Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada didalamnya antara penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan hall transducer secara berdekatan. Tegangan proporsional yang rendah akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya yang telah dibuat untuk ketelitian yang tinggi oleh pabrik

Spesifikasi Sensor ACS712 

1.                  Rise time output = 5 μs.

2.                  Bandwidth sampai dengan 80 kHz.

3.                  Total kesalahan output 1,5% pada suhu kerja TA= 25°C.

4.                  Tahanan konduktor internal 1,2 mΩ.

5.                  Tegangan isolasi minimum 2,1 kVRMS antara pin 1-4 dan pin 5-8.

6.                  Sensitivitas output 185 mV/A.

7.                  Mampu mengukur arus AC atau DC hingga 30 A.

8.                  Tegangan output proporsional terhadap input arus AC atau DC.

9.                  Tegangan kerja 5 VDC.

Prinsip Kerja UV sensor

Ultraviolet

Ultraviolet (UV) adalah gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang sebesar  380-200 nm. Cahaya ini sulit untuk dilihat dengan mata telanjang. Cahaya ini biasanya dipancarkan oleh matahari.

Sensor Ultraviolet

Sensor cahaya ultraviolet adalah sensor cahaya yang hanya merespon perubahan intensitas cahaya ultraviolet yang mengenainya. Sensor ini menerima input dalam bentuk intensitas cahaya ultraviolet dan menghasilkan output dalam bentuk perubahan besaran listrik.

UVTron

Sensor yang umum digunakan adalah UVTron. UVTron merupakan detektor ultraviolet yang terbuat dari efek metal photoelektrik yang digabung dengan efek gas campuran. UVTron dapat mendeteksi api sehingga UVTron ini juga dikenal dengan sensor api. Keunggulan dari UVTron ini adalah memiliki konsumsi arus yang rendah dan sensitifitas yang tinggi. Untuk mengakses datanya berupa input dan output berupa sinyal digital 0 atau 1.

Ambient Light Sensor

Sensor yang dapat mengukur besar intensitas cahaya. Pada umumnya terletak di dalam HP yang kalau terkena cahaya matahari, cahaya yang dipancarkan oleh layar HP semakin terang. Input yang diterima berupa cahaya dan output yang akan dihasillkan berupa tegangan yang dapat memicu nyala pada rangkaian yang di sini pada umumnya digunakan pada laya HP atau Smartphone. Penggunaan Ambient Light Sensor harus disertai dengan Op-Amp dikarenakan keluaran yang dihasilkan oleh Ambient Light Sensor tidak sampai sebesar 5 Volt.

Bentuk Sensor

Data sheet

Grafik respon

Sensor Ultraviolet atau Sensor UV merupakan sebuah sensor cahaya yang hanya merespons adanya perubahan intensitas cahaya ultraviolet yang mengenainya. Sensor jenis ini sangat sensitif sekali terhadap keberadaan api bahkan  sekecil apapun seperti pada api rokok.

Pada dasarnya sekecil apapun api mampu memancarkan sinar ultraviolet. Sensor UV ini akan memberikan perubahan besaran listrik pada terminal outputnya ketika menerima perubahan pancaran sinar ultraviolet.

Biasanya sensor UV ini banyak digunakan pada sensor kebakaran atau juga pada robot pemadam kebakaran. Komponen sensor UV yang umum adalah UVTron yang memiliki bentuk mirip transistor tabung yang pada kakinya terdapat pin anoda dan katoda.

Ketika radiasi ultraviolet mengenai uvtron maka cahaya tersebut akan masuk melalui low index polymer packaging kemudian akan diubah menjadi tegangan pada bagian photochromic optical microfiber. Kemudian terdapat glass capillary yang merupakan pelindung microfiber dan input/ output adalah sebagai kabel anoda dan katoda.

Diagram blok prinsip kerja UV sensor terlihat pada gambar di atas, dimana ketika ada sinar matahari yang masuk ke sensor maka sinar tersebut akan masuk ke input optics yang kemudian akan di deteksi oleh detector. Kemudian, sensor akan diperkuat sinyalnya menggunakan amplifier dan akan mengubah tegangan dari cahaya menjadi tegangan listrik.

Prinsip Kerja Flame Sensor

    Sensor api atau Flame sensor merupakan salah satu alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang tiba-tiba muncul.

Dalam suatu proses pembakaran pada pembangkit listrik tenaga uap, flame detector dapat mendeteksi hal tersebut dikarenakan oleh komponen-komponen pendukung dari flame detector. Sensor nyala api ini mempunyai sudut pembacaan sebesar 60 derajat, dan beroperasi normal pada suhu 25 – 85 derajat Celcius. Adapun unit flame detector dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Cara kerja flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi  nyala api yang dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optic kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke Microprosessor yang ada pada unit flame detector akan bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.

Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi. Sensor api Arduino diproduksi dalam dua versi - dengan tiga atau empat kontak, dan pinout sensor api terletak pada gambar di bawah. Kedua opsi memiliki keluaran digital — sensor api menyalakan indikator. Output menunjukkan sinyal kebenaran (unit logis) jika api terdeteksi dan kebohongan (logika nol) jika tidak ada api dalam jarak pandang penerima inframerah.

Sensor api berkaki empat memiliki keluaran analog tambahan, yang melaporkan keberadaan sinyal dan karakteristiknya. Dengan cara ini, sensor tidak hanya dapat mendeteksi keberadaan api terbuka tetapi juga skalanya. Sensor IR bereaksi terhadap radiasi dalam kisaran 750 – 1100 nm. Dalam praktiknya, sensor tidak hanya bereaksi terhadap api tetapi juga terhadap matahari atau bola lampu pijar

Flame sensor memiliki 3 pin yaitu VCC, GND, dan D0. Pada flame sensor ini, ketika terdapat api yang di deteksi oleh sensor maka sensor akan aktif. Api tersebut di deteksi oleh LED yang mana cara bekerja LED adalah berdasarkan cahaya yang masuk atau sebagai detector kemudian mengubahnya menjadi tegangan.

Prinsip Kerja Panel Surya

Prinsip kerja dari panel surya adalah dimulai ketika pancaran sinar matahari yang tersusun dari foton menabrak atom semikonduktor silikon dari solar panel. Sehingga bisa menimbulkan energi besar yang mampu untuk memisahkan elektron dari struktur atomnya. Elektron yang sudah berpisah serta memiliki muatan negatif akan bergerak ke daerah konduktor dari material semikonduktor. Dan pada atom yang telah hilang elektronnya, maka strukturnya akan kosong yang disebut dengan hole yang bermuatan positif.

Jika ada elektron bebas yang sifatnya negatif, maka bisa menjadi pendonor elektron atau disebut dengan semikonduktor tipe “n”. Dan untuk semikonduktor dengan hole bermuatan positif akan menjadi penerima elektron atau semikonduktor tipe “p”. Antara daerah positif dan negatif itulah bisa memunculkan energi yang kemudian mendorong elektron dan hole menjadi berlawanan. Di mana elektron akan jauh dari daerah negatif dan hole akan jauh dari daerha positif.

• Voltmeter

Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

• Ground

Ground Berfungsi sebagai untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian

• Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable). Baterai simbol seperti gambar di bawah ini:

Gambar Simbol Baterai

• Power Supply

    Power supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Power supply memiliki simbol sebagai berikut :

Gambar simbol power supply

Resistor

Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya resistor nilai tetap (fixed resistor), resistor variabel (variabel resistor), thermistor, dan LDR.

Cara membaca nilai resistor

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.

 4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).

5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor

Potensiometer (POT)

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.

Struktur Potensiometer beserta Bentuk dan Simbolnya

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
2. Element Resistif
3. Terminal

Jenis-jenis Potensiometer

Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu :

1. 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.
2. 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.
3. 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.

Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer

Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).

Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).

Fungsi-fungsi Potensiometer

Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :

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

 Diode

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. 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. 

b. kondisi 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.

c. kondisi 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.

Transistor

Transistor NPN

Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.

Transistor PNP

Pada transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan kolektor.

Transistor sebagai saklar

Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk 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. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan;

Rb = Vbe / Ib

Transistor sebagai penguat

Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base.

DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)

IC OP-AMP

Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:

a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ~)

b. Impedansi input tak berhingga (rin = ~)

c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ~)

d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

Rangkaian Dasar OP AMP

a. OP AMP Inverting

Penguatan yang outputnya berbeda fasa 180° dengan inputnya, bila input positif maka output akan menjadi negatif.

Vout = - (Rf / R1) Vin

b. OP AMP Non Inverting

Penguatan yang outputnya sama dengan input yaitu tidak ada pembalikan fasa.

 Vout = Vin (1 + Rf / Rin)

Logic State

status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

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. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali.  Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet.  Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal.  Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik.  Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V

4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V

5. Switching maksimum

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.

Lampu

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.

2. 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.

3. 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. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

 *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.

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 mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

    Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5ºC pada suhu 25ºC 

Simbol LM35 di proteus :

Grafik respon

Heater

Heater (Heater listrik) adalah perangkat listrik yang mengubah arus listrik menjadi panas seperti pemanas ruangan, memasak, pemanas air, dan proses industri. Adapun simbol dan foto serta rangkaian aplikasi heater seperti 

Multiplexer/Demultiplexer IC 4052

  IC CD4052 adalah IC Multiplexer dan Demultiplexer tegangan tinggi berbasis CMOS. IC umumnya digunakan dalam rangkaian di mana MUX 4: 1 atau DEMUX 1: 4 diperlukan dalam Desain rangkaian Logika yang Dapat Diprogram. Ini dapat menangani tegangan analog dan digital sehingga dapat digunakan dalam konverter Analog ke Digital dan Digital ke Analog.

CD4052 as 4:1 Multiplexer:

    CD4052 dapat digunakan sebagai Multiplexer 4:1, yaitu dapat mengambil input dari 4-channel dan mengubahnya menjadi output saluran tunggal berdasarkan pin pilihan saluran. Dalam kasus kami empat saluran Input adalah X0Y0, X1Y1, X2Y2 dan X3 dan Y3 dan saluran output tunggal adalah X,Y. Output pada saluran tunggal ditentukan berdasarkan pin pilih saluran A dan B. Keadaan pin pilih dan pemilihan saluran ditunjukkan pada tabel di bawah ini:

A	B	Channel Selected
0	0	Channel 0
1	0	Channel 1
0	1	Channel 2
1	1	Channel 3

 The complete working of a 4:1 MUX using the CD4052 simulation is shown in the video below, the image here shows a snapshot of it.

Seperti yang Anda lihat pada gambar di atas, pin pemilihan saluran masing-masing adalah 1 dan 0 untuk A dan B. Artinya Saluran 1 yaitu X1 dan Y1 dipilih. Jadi input yang diberikan ke X1 dan Y1 direfleksikan pada pin X dan Y.

CD4052 as 1:4 Demultiplexer:

    CD4052 dapat digunakan sebagai Demultiplexer 1:4 juga, yaitu dapat mengambil satu input dan menyediakan salah satu dari 4 saluran keluaran berdasarkan pin pilih saluran. Di sini pin input akan menjadi X dan Y. Pin output dapat berupa X0,Y0 atau X1,Y1 atau X2,Y2 atau X3,Y3 berdasarkan nilai yang ditetapkan pada pin A dan B. Kami telah membahas cara memilih saluran menggunakan pin A dan B pada tabel di atas.

    Gambar di atas menunjukkan simulasi CD4052 dalam rangkaian demultiplexer, cara kerja lengkapnya dapat ditemukan di video yang ditautkan di bawah ini. Seperti yang Anda lihat di sini, saluran 2 dipilih dengan menjadikan A sebagai 0 dan B sebagai 1. Dan karenanya input yang diberikan ke pin X dan Y direfleksikan pada pin saluran 2 X2 dan Y2

• Encoder 74147

    IC 74147 adalah IC encoder digital yang mengkodekan 9 jalur input menjadi 4 jalur output. Ini juga dikenal sebagai encoder prioritas Desimal ke BCD. Istilah encoder prioritas digunakan karena menyediakan pengkodean untuk jalur data urutan tertinggi sebagai prioritas pertama. Itu dibuat menggunakan teknologi Transistor-Transistor Logic (TTL). Ini adalah IC encoder 10 hingga 4. Pada artikel ini, kita akan melihat Diagram Pin IC 74147, Diagram Sirkuit Internal IC 74147, dan tabel Truth atau tabel fungsi IC 74147.

4.Langkah Percobaan[back]

Step 1:SUSUN dan SIAPKAN KOMPONEN 

Step 2:RANGKAI KOMPONEN

Step 3: BUAT SIMULASI PADA PROTEUS

Step 4: MENCOBA RANGKAIAN

Step 5: MENERAPKAN RANGKAIAN

5.Gambar Rangkaian[back]

6.Prinsip Rangkaian[back]

    Rain Sensor Digunakan untuk mendeteksi curah hujan,ketika terjadi hujan maka permukaan dari sensor akan aktif sehingga akan ada tegangan Vbe pada transistor membuat transistor aktif. aktifnya transistor akan membuat relay switch dari kanan ke kiri. sehingga motor akan menyala. motor disini digunakan untuk membuka palang air sehingga tidak terjadi genangan air pada kebun.

    Sensor Gas dan Flame sensor digunakan untuk mendeteksi api dan gas yang ada pada kebun,ketika ada asap pembakaran maka sensor MQ-5 akan aktif membuat ada tegangan di kaki Vbe pada transistor sehingga transistor aktif dan relay5 akan switch dari kanan ke kiri. lalu ketika flame sensor mendeteksi api maka flame sensor akan aktif membuat adanya tegangan di kaki Vbe pada transistor aktif dan relay4 menyala dan switch dari kiri ke kanan. ketika Relay 4 dan Relay 5 aktif maka akan terjadi hubungan tertutup pada motor sehingga motor akan menyala. motor ini digunakan untuk menyiram otomatis kebun guna menghilangkan asap dan api.

    Sensor UV digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya matahari yang diterima oleh sensor dalam bentuk tegangan. ketika siang hari maka tegangan yang dihasilkan cukup tinggi dan melebihi tegangan yang ada pada kaki inverting OP-AMP. saat tegangan non inverting OP-AMP lebih besar dari tegangan inverting maka output dari OP-AMP akan +Vsaturasi dimana tegangan itu lebih dari 0.7V sebagai syarat untuk mengaktifkan transistor. transistor aktif akan membuat adanya tegangan yang ada pada Relay sehingga relay akan switch dari kanan ke kiri. Relay ini digunakan untuk mengaktifkan payung 

7.Video Simulasi [back]

TEORI RAIN SENSOR

PRINSIP KERJA RAIN SENSOR

Dasar teori rain sensor

PRINSIP KERJA UV Sensor

Teori UV Sensor

                                                                TEORI ACS712

PRINSIP KERJA ACS712

TEORI GAS SENSOR

PRINSIP KERJA GAS SENSOR

PRINSIP KERJA FLAME SENSOR

Teori Flame Sensor

8. File Download [back]

Download video di sini
Download file rangkaian di sini

Download Library Flame Sensor disini 

Download Library Rain Sensor [disini] 

Download Library MQ-5 disini

Download Video Teori Sensor Rain klik disini

Download Video Teori Gas Sensor klik disini

Download Video Teori Current ACS712 Sensor klik disini

Download Video Teori UV Sensor klik disini

Download Video Teori Flame Sensor klik disini

Download Data Sheet Flame Sensor disini

Download Datasheet UV sensor [disini]

Download Data Sheet ACS712 Sensor disini

Download Datasheet Rain Sensor [disini]

Download Datasheet MQ-5 Sensor disini

Download Data Sheet Diode disini

Download Data Sheet OP AMP disini

Download Data Sheet Resistor disini

Download Data Sheet Relay disini

Download Data SheetTransistor  disini

Download Data Sheet Motor DC disini

Download HTML disini

Download Library Lengkap disini

[Kembali ke daftar isi]