Tugas Besar : Kontrol Aquaponik

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

KONTROL AQUAPONIK

[Sensor Kelembapan, Sensor LDR, Sensor pH, Sensor Suhu, Sensor Water level]

1. Pendahuluan (kembali)

Aquaponik merupakan sistem budidaya terpadu yang menggabungkan pemeliharaan ikan dan penanaman sayuran dalam satu siklus yang saling menguntungkan. Pada sistem ini, limbah hasil metabolisme ikan dimanfaatkan sebagai sumber nutrisi bagi tanaman, sedangkan tanaman berperan membantu menyaring dan memperbaiki kualitas air sebelum dikembalikan ke kolam ikan. Salah satu kombinasi yang banyak digunakan adalah budidaya ikan nila dan tanaman pakcoy karena keduanya memiliki nilai ekonomis yang tinggi serta mudah dibudidayakan.

Namun, keberhasilan sistem aquaponik sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yang harus dijaga secara optimal. Faktor-faktor seperti suhu air, kualitas air, ketinggian air, kelembaban media tanam, curah hujan, serta ketersediaan pakan perlu dipantau secara berkala. Apabila salah satu parameter tersebut berada di luar batas yang ditentukan, pertumbuhan ikan nila dan tanaman pakcoy dapat terganggu sehingga menurunkan produktivitas sistem aquaponik.

Seiring dengan perkembangan teknologi elektronika dan sistem kendali, berbagai sensor dapat dimanfaatkan untuk memantau kondisi aquaponik secara real-time. Penggunaan sensor seperti sensor suhu dan kelembaban DHT11, sensor hujan, sensor kelembaban tanah, sensor level air, sensor beban (load cell), serta sensor PIR memungkinkan sistem memperoleh data lingkungan secara akurat dan otomatis. Data tersebut kemudian dapat diproses oleh sistem kontrol untuk mengaktifkan berbagai aktuator seperti pompa air, kipas, lampu, dan pemberi pakan otomatis sesuai kebutuhan.

Dengan bantuan software simulasi seperti Proteus, sistem kontrol aquaponik ikan nila dan pakcoy dapat dirancang, dianalisis, dan diuji secara virtual sebelum diterapkan pada kondisi nyata. Melalui simulasi ini, kinerja sensor, rangkaian elektronika, serta respon aktuator dapat dievaluasi sehingga diperoleh sistem yang lebih efektif, efisien, dan mampu menjaga kestabilan lingkungan budidaya secara otomatis.

2. Tujuan (kembali)

Menjelaskan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan sistem Kontrol Aquaponik Ikan Nila dan Pakcoy.
Mensimulasikan rangkaian Kontrol Aquaponik Ikan Nila dan Pakcoy menggunakan software Proteus untuk menguji kinerja sensor, rangkaian kendali, dan aktuator sebelum diterapkan pada sistem sebenarnya.
Menjelaskan prinsip kerja sistem Kontrol Aquaponik Ikan Nila dan Pakcoy dalam memantau serta mengendalikan parameter lingkungan seperti suhu, kelembaban, ketinggian air, kondisi hujan, dan ketersediaan pakan secara otomatis.
Menganalisis respon sensor dan aktuator yang digunakan pada sistem aquaponik untuk menjaga kondisi pertumbuhan ikan nila dan tanaman pakcoy tetap optimal.
Menerapkan konsep sistem kendali otomatis berbasis sensor untuk meningkatkan efisiensi pemeliharaan aquaponik serta mengurangi kebutuhan pemantauan secara manual.

3. Alat dan Bahan (kembali)

Alat

1. Voltmeter DC

Spesifikasi

Rentang pengukuran: Ini mengacu pada rentang tegangan yang dapat diukur oleh voltmeter. Misalnya, voltmeter mungkin memiliki rentang pengukuran antara 0 hingga 10 volt atau 0 hingga 1000 volt.
Akurasi: Ini adalah tingkat ketepatan voltmeter dalam mengukur tegangan. Akurasi biasanya dinyatakan dalam persentase kesalahan maksimum. Sebagai contoh, voltmeter mungkin memiliki akurasi ±1% yang berarti kesalahan maksimum yang mungkin terjadi adalah 1% dari nilai yang diukur.
Resolusi: Resolusi mengacu pada jumlah digit yang ditampilkan pada voltmeter. Resolusi yang lebih tinggi berarti voltmeter dapat menampilkan angka yang lebih rinci. Sebagai contoh, voltmeter dengan resolusi 3 digit dapat menampilkan angka hingga tiga angka di belakang koma.
Impedansi input: Ini adalah resistansi internal voltmeter terhadap arus listrik yang melewati alat. Impedansi input yang lebih tinggi pada voltmeter memungkinkan pengukuran tegangan yang lebih akurat tanpa mengganggu sirkuit yang sedang diukur.
Jenis input: Voltmeter dapat dirancang untuk mengukur tegangan searah (DC) atau tegangan bolak-balik (AC). Beberapa voltmeter juga dapat mengukur kedua jenis tegangan.

2. Battery

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

3. Power

Spesifikasi:
Daya listrik (Power supply): Ini mengacu pada daya yang diberikan oleh sumber listrik ke peralatan elektronik. Daya ini diukur dalam watt (W). Spesifikasi daya listrik mencakup tegangan input yang diperlukan (misalnya 110V atau 220V AC) dan frekuensi (misalnya 50Hz atau 60Hz).
Konsumsi daya (Power consumption): Ini adalah jumlah daya yang dikonsumsi oleh peralatan elektronik saat beroperasi. Konsumsi daya juga diukur dalam watt (W) dan umumnya dicantumkan dalam spesifikasi produk. Informasi ini membantu untuk mengetahui berapa banyak daya yang diperlukan oleh peralatan tersebut dan mempengaruhi kebutuhan daya listrik yang dibutuhkan.
Daya output (Power output): Jika Anda merujuk pada peralatan yang menghasilkan daya, seperti power amplifier atau power bank, spesifikasi power output akan memberikan informasi tentang daya yang dihasilkan oleh perangkat tersebut. Ini juga diukur dalam watt (W) dan mungkin mencakup spesifikasi daya maksimum dan daya kontinu yang dapat dihasilkan.

Bahan

1. Sensor Soil Moisture

Spesifikasi:

2. Sensor LM35

Sensor Suhu LM35 digunakan untuk mendeteksi suhu ruangan dengan output sebesar 10mV/Celcius.

Spesifikasi Sensor suhu IC LM35 :
Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu25ºC
Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

3. Vibration Sensor

Spesifikasi :
Vsuplai : DC 3.3V-5V
Arus : 15mA
Sensor : SW-420 Normally Closed
Output : digital
Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm
Berat : 10 gr

4. Sensor Pir

Spesifikasi:
Input Voltage: DC 4.5-20V
Static current: 50uA
Output signal: 0,3V (Output high when motion detected)
Sentry Angle: 110 degree
Sentry Distance: max 6/7 m
Shunt for setting overide trigger: H - Yes, L - No

5. Touch sensor

Spesifikasi:
Konsumsi daya yang rendah
Bisa menerima tegangan dari 2 ~ 5.5V DC
Dapat menggantikan fungsi saklar tradisional
Dilengkapi 4 lobang baut untuk memudahkan pemasangan
Tegangan kerja : 2v s/d 5.5v (optimal 3V)
Output high VOH : 0.8 VCC (typical)
Output low VOL : 0.3 VCC (max)
Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V) : 8 mA
Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V) : 4 mA
Waktu respon (low power mode): max 220 ms
Waktu respon (touch mode): max 60 ms
Ukuran: 24 mm x 24 mm x 7.2 mm

6. Sensor Kelembaban udara (DHT11)

Spesifikasi:

7. IC 74247

Spesifikasi:
1.

8. IC 4013

Spesifikasi:

9. Potensiometer

Spesifikasi:

Nilai Resistansi: Spesifikasi ini mencantumkan nilai resistansi potensiometer. Nilai resistansi dapat bervariasi, misalnya, potensiometer 10K memiliki resistansi 10.000 ohm (10 kiloohm). Nilai resistansi ini menentukan rentang resistansi yang dapat disesuaikan oleh potensiometer.
Toleransi: Toleransi resistansi mengacu pada kisaran persentase di mana nilai resistansi potensiometer dapat bervariasi dari nilai yang ditentukan. Misalnya, jika potensiometer memiliki toleransi ±10%, maka nilai resistansi yang sebenarnya dapat berbeda hingga 10% dari nilai yang ditentukan.
Daya nominal: Ini adalah daya maksimum yang dapat ditangani oleh potensiometer tanpa merusak komponen. Daya biasanya diukur dalam watt (W) dan memberikan gambaran tentang seberapa besar potensiometer dapat menangani arus listrik tanpa mengalami overheating atau kerusakan.
Jenis Potensiometer: Ada beberapa jenis potensiometer yang tersedia, termasuk potensiometer linier dan potensiometer logaritmik (log potensiometer). Jenis potensiometer ini memiliki kurva resistansi yang berbeda saat putaran atau penggeseran digunakan.
Jumlah Putaran: Potensiometer dengan lebih dari satu putaran memberikan presisi yang lebih tinggi dalam mengatur resistansi. Jumlah putaran biasanya dinyatakan dalam putaran lengkap atau putaran parsial (misalnya, 1 putaran, 10 putaran, 270 derajat, dll.).

10. Transistor

Spesifikasi:

11. Relay

Spesifikasi:

Konfigurasi:

12. Motor DC

Spesifikasi:

13. Op Amp

Spesifikasi:

14. Gerbang AND

Spesifikasi :
Catu daya : 3 V - 15 V
Fungsi : Quad 2-Input AND Gate
Propagation delay : 55 ns
Level tegangan I/O : CMOS
Kemasan : DIP 14-pin
15. Inverter (Not)

Spesifikasi

16. Dioda

Spesifikasi:

Tegangan sebalik (Reverse Voltage): Ini adalah tegangan maksimum yang dapat diterapkan pada dioda dalam arah sebalik (reverse direction) tanpa menyebabkan kerusakan. Jika tegangan sebalik melebihi spesifikasi ini, dioda dapat mengalami breakdown dan mengalirkan arus yang signifikan dalam arah sebalik.
Tegangan maju (Forward Voltage): Tegangan maju adalah tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan dioda dan menyebabkan aliran arus melalui dioda dalam arah maju. Tegangan maju bervariasi tergantung pada jenis dan bahan dioda, seperti dioda silikon memiliki tegangan maju sekitar 0,6 hingga 0,7 volt, sementara dioda germanium memiliki tegangan maju sekitar 0,2 hingga 0,3 volt.
Arus maju maksimum (Forward Current): Ini adalah arus maksimum yang dapat dialirkan melalui dioda dalam arah maju tanpa menyebabkan kerusakan. Melebihi spesifikasi ini dapat menyebabkan pemanasan berlebih pada dioda dan mengakibatkan kegagalan.
Waktu pemulihan (Recovery Time): Ini adalah waktu yang diperlukan untuk dioda untuk beralih dari kondisi berhenti (reverse bias) ke kondisi aktif (forward bias) setelah tegangan sebalik dihilangkan. Waktu pemulihan mempengaruhi kemampuan dioda untuk digunakan dalam aplikasi berfrekuensi tinggi.
Daya dissipasi (Power Dissipation): Daya dissipasi adalah daya maksimum yang dapat diserap oleh dioda tanpa menyebabkan kerusakan. Daya dissipasi biasanya diukur dalam watt dan tergantung pada kemampuan dioda untuk menyerap panas.

17. Ground

18. Switch atau Button

Spesifikasi:

19. LED

Spesifikasi:

· Rain Sensor

Rain sensor berfungsi untuk mendeteksi kebocoan 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

4. Dasar Teori (kembali)

Sensor Soil Moisture

Soil Moisture Sensor merupakan module untuk mendeteksi kelembaban tanah, yang dapat diakses menggunakan microcontroller seperti arduino.Sensor kelembaban tanah ini dapat dimanfaatkan pada sistem pertanian, perkebunan, maupun sistem hidroponik mnggunakan hidroton.

Soil Moisture Sensor dapat digunakan untuk sistem kontrol banjir bandang atau untuk memantau kelembaban tanah tanaman secara offline maupun online. Sensor ini pada dapat mendeteksi kadar kelembapan tanah di area rawan longsor atau daerah aliran sungai ,memprediksi potensi kejenuhan tanah akibat hujan terus-menerus. Jika tanah terlalu jenuh air, maka daya serapnya berkurang, meningkatkan risiko banjir bandang dan longsor.

Grafik sensor soil moisture :

Logo Sensor Soil Moisture di proteus:

Rain Sensor

Rain Sensor adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari.

Prinsip kerja dari modul sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.

Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter. Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.

Grafik sensor hujan :

Water Sensor

Fungsi utama dari water sensor adalah untuk mendeteksi ketinggian air atau keberadaan air di sungai, saluran air, atau area rawan banjir,memberikan indikasi dini jika air mulai meluap atau permukaan air meningkat drastis.

Grafik sensor water sensor :

Vibration Sensor

Vibration Sensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik.

Grafik Sensor Vibration :

See the source image

Sensor getaran dibagi menjadi dua macam yaitu :

A. Kontak

Sensor ini disebut juga cassing measurement. Sensor yang digunakan adalah sensor seismic transduser, yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan percepatan. Untuk mengukur kecepatan menggunakan velocity probe dan velomitor probe, sedangkan untuk mengukur percepatan menggunakan sensor acceleration probe.

a. Velocity probe

1) Pengertian

Ujung sensor ini akan bersentuhan langsung dengan benda yang akan diukur fibrasinya, sensor ini berfungsi untuk mengukur getaran dari suatu alat atau mesin menggunakan kecepatan sebagai parameternya.

Adapun konstruksinya adalah sbb :

Massa
Kumparan
Pegas
Magnet permanen
Damper Connector
Cassing velocity probe

2) Prinsip Kerja

Prinsip kerja velocity probe sesuai dengan hukum fisika yaitu apabila suatu konduktor/kumparan yang dikelilingi oleh medan magnet kemudian koduktor bergerak terhadap medan magnet atau medan magnet bergerak terhadap konduktor maka akan menimbulkan suatu tegangan induksi pada konduktor. Apabila transducer ini ditempatkan pada bagian mesin yang bergetar, maka tranduser inipun akan ikut bergetar, sehingga kumparan yang ada di dalamnya akan bergerak relatif terhadap medan magnet sehingga akan menghasilkan tegangan listrik pada ujung kawat kumparannya. Dengan mengolah sinyal listrik dan transdusernya, maka getaran dapat diukur.

b. Acceleration Probe

1) Pengertian

Termasuk sensor kontak yang berfungsi untuk mengukur getaran dengan mengukur kecepatan dari mesin tersebut

2) Prinsip kerja

Pada acceleration probe terdapat Case insulator yang berkontak langsung dengan mesin yang hendak diperiksa, Case Insulator ini berfungsi sebagai transmitter atau yang menstransmisikan getaran dari mesin menuju piezoelectric sehingga piezoelectric mengalami tekanan yang sebanding dengan getaran yang diterima dari mesin. Getaran mekanis yang menimbulkan gaya akan mengenai bahan piezoelectric tersebut sehingga bahan piezoelectric tersebut menghasilkan muatan listrik. Tetapi arus listrik yang dihasilkan oleh piezoelectric ini sangat kecil, sehingga diperlukan alat lain agar menghasilkan muatan listrik yang standard. Karena muatan listrik yang ditimbulkan oleh piezoelectrik sangat kecil maka didalamnya dipasang rangkaian electronik/amplifier yang dapat membangkitkan muatan agar muatan listrik yang dihasilkan oleh bahan piezoelectric menjadi lebih besar. Besar muatan listrik yang dihasilkan oleh bahan piezo electric sebesar picocoulombs per g. Sedangkan besarnya sinyal yang dihasilkan setelah didalamnya dipasang penguat, mempunyai sensitivitas 50 mv per g.

3) Kelebihan

Ukuran sangat kecil dan ringan, sehingga cocok untuk dibawa kemana-mana dan bisa dibawa ke tempat kerja yang sempit
Sangat sensitive terhadap frekuensi tinggi, karena accelerator probe memiliki range frekuensi yang tinggi sebesar lebih dari 20 KHz
Dapat digunakan pada temperatur tinggi, yaitu sampai temperature kurang lebih 500 derajat C
Harganya lebih murah dibanding velocity dan displacement probe

B. Non – Kontak

Sensor non-kontak biasanya disebut Shaft Relative Measurement. Sensor yang digunakan adalah proximity probe ( Eddy current probe ). Untuk proxymity probe, yang diukur adalah perpindahannya. Untuk sensor non-kontak, probe dan mesin atau media tidak bersentuhan langsung. Untuk menggunakan sensor proximity probe ada beberapa syarat yang harus terpenuhi agar dapat menghasilkan pengukuran yang presisi, diantaranya adalah :

Roundness (kelingkaran) dari mesin yang akan diukur harus bagus untuk menghasilan bacaan yang bagus pula
Run out

Grafik sensor getar :

Simbol sensor getar :

Sensor GP2D120

Sensor infrared ranger Sharp GP2D120 memiliki kemampuan membaca jarak 4-30 cm. Namun, hasil konversi A/D tidak linier. Artinya, tegangan output sensor tidak berbanding lurus dengan jarak hasil pengukuran.

Berdasarkan datasheet GP2D12 perbandingn tegangan keluaran sensor dengan jarak adalah sebagai berikut:

Tetapi menurut application note sensor GP2D12 mempunyai hubungan yang cukup linear antara tegangan keluaran sensor (Vout) dengan 1/(distance+K), K bernilai 0,42 untuk tipe GP2D12. Berukut adalah grafik hubungannya:

1. · Operational Amplifier (741)

Operational Amplifier (741) berfungsi sebagai penguat dan pengindra sinyal masukkan, baik DC maupun AC, juga sebagai penguat differensiasi impedansi masukkan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.
Operational amplifier, atau sering disebut op-amp, adalah komponen elektronik yang sangat serbaguna dan sering digunakan dalam rangkaian analog. IC 741 adalah salah satu jenis op-amp yang paling umum digunakan. Berikut adalah beberapa dasar teori mengenai op-amp 741.

Struktur Dasar Op-Amp 741:

IC 741 adalah op-amp yang memiliki 8 pin dengan konfigurasi dasar sebagai berikut:

Pin 1: Offset Null
Pin 2: Input Inverting (-)
Pin 3: Input Non-Inverting (+)
Pin 4: Vcc- (Negatif)
Pin 5: Offset Null
Pin 6: Output
Pin 7: Vcc+ (Positif)
Pin 8: No Connection (NC)

Karakteristik Utama:

Gain Tinggi: Op-amp 741 memiliki gain (penguatan) yang sangat tinggi, seringkali mencapai 100,000 atau lebih dalam konfigurasi open-loop (tanpa feedback).
Impedansi Input Tinggi: Memiliki impedansi input yang sangat tinggi, biasanya dalam orde Megaohm, yang berarti hanya sedikit arus yang masuk ke dalam op-amp.
Impedansi Output Rendah: Memiliki impedansi output yang rendah, memudahkan untuk menggerakkan beban yang terhubung ke output.
Rentang Tegangan: Dapat bekerja dengan berbagai rentang tegangan, biasanya antara ±5V hingga ±15V.

Mode Operasi:

Op-amp 741 dapat dikonfigurasi dalam berbagai mode operasi, termasuk:

Penguat Inverting: Input diberikan ke pin inverting, output berbanding terbalik dengan input, dan gain ditentukan oleh rasio resistor feedback.
$V_{o u t} = - (\frac{R_{f}}{R_{i n}}) V_{i n}$
Penguat Non-Inverting: Input diberikan ke pin non-inverting, output searah dengan input, dan gain ditentukan oleh rasio resistor.
$V_{o u t} = (1 + \frac{R_{f}}{R_{i n}}) V_{i n}$
Pengikut Tegangan (Buffer): Output langsung mengikuti input, dengan gain 1, dan digunakan untuk memisahkan dua tahap rangkaian.

Parameter Penting:
Slew Rate: Laju perubahan maksimum output op-amp, biasanya sekitar 0.5 V/µs untuk 741.
CMMR (Common-Mode Rejection Ratio): Rasio penolakan sinyal mode umum, menunjukkan kemampuan op-amp untuk menolak noise yang muncul pada kedua input secara bersamaan.
Offset Voltage: Tegangan kecil yang harus diterapkan pada input untuk membuat output nol.

Penggunaan Offset Null

Pin 1 dan 5 pada 741 digunakan untuk menghilangkan offset voltage. Dengan menambahkan potensiometer antara pin ini, kita bisa menyesuaikan offset voltage agar output op-amp menjadi nol ketika inputnya juga nol.

NPN

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.

Rumus dari Transitor adalah :

hFE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor

iB = perubahan arus basis

hFE = arus yang dicapai

Simbol NPN di proteus :

Relay

Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

Kapasitas Pengalihan Maksimum:

Simbol Relay di Proteus:

Battery

Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti handphone, laptop, dan maianan remote control menggunakan baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya baterai, sehingga tidak perlu menyambungkan kabel listrik ke terimanal untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Setiap baterai terdiri dari terminal positif (Katoda) dan terminal negatif (Anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Pada umumnya, baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

Simbol battery di proteus:

Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.

Rumus Resistor:

Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Dimana :

Rtotal = Total Nilai Resistor

R1 = Resistor ke-1

R2 = Resistor ke-2

R3 = Resistor ke-3

Rn = Resistor ke-n

Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Dimana :

Rtotal = Total Nilai Resistor

R1 = Resistor ke-1

R2 = Resistor ke-2

R3 = Resistor ke-3

Rn = Resistor ke-n

Simbol Resistor:

LED

LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronik yang tidak asing lagi di kehidupan manusia saat ini. LED saat ini sudah banyak dipakai, seperti untuk penggunaan lampu permainan anak-anak, untuk rambu-rambu lalu lintas, lampu indikator peralatan elektronik hingga ke industri, untuk lampu emergency, untuk televisi, komputer, pengeras suara (speaker), hard disk eksternal, proyektor, LCD, dan berbagai perangkat elektronik lainnya sebagai indikator bahwa sistem sedang berada dalam proses kerja, dan biasanya berwarna merah atau kuning. LED ini banyak digunakan karena komsumsi daya yang dibutuhkan tidak terlalu besar dan beragam warna yang ada dapat memperjelas bentuk atau huruf yang akan ditampilkan. dan banyak lagi

Pada dasarnya LED itu merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Rumus mencari resistor pada LED:

R = (VS – VL) / I

Dimana :

R = Nilai Resistor yang diperlukan (dalam Ohm (Ω))

VS = Tegangan Input (dalam Volt (V))

VL = Tegangan LED (dalam Volt (V))

I = Arus Maju LED (dalam Ampere (A))

Simbol LED di Proteus:

Ground

Ground adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde.

Simbol ground di proteus :

Motor DC

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/directunidirectional.

Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

Simbol motor DC di proteus:

Logic Toggle

berfungsi sebagai untuk memutuskan alur energi yg menyambung ke IC, atau untuk menghubungkannya. Jadi logic toggle pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus alur.

Simbol Logic Toggle di proteus :

Sensor Pir

Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

Fresnel Lens -->Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama.
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.
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.
Amplifier -->Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
Komparator-->Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.

Blok Diagram sensor PIR

Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:

Jangkauan Sensor PIR

Grafik respon:

Pinout:

5. Touch sensor

Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan

Pinout:

Grafik respon:

5. Percobaan [kembali]

A. Prosedur percobaan

1. Buka aplikasi proteus

2. Siapkan alat dan bahan pada library proteus rangkaian ini

3. Rangkai setiap komponen

4. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

5. Jalankan simulasi rangkaian

B. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

6. Download File [kembali]

rangkaian disini

Datasheet resistor disini

Datasheet voltmeter disini
Datasheet op amp LM 741 disini
Datasheet Motor DC disini
Datasheet Buzzer disini
Datasheet LED disini
Datasheet Relay disini
Datasheet Inductor disini
Datasheet Baterai 12V disini
Datasheet Potensiometer disini
Datasheet Op-Amp 1458 disini
Datasheet Op-Amp 3403 disini
Datasheet Sensor Soil Moisture disini
Datasheet Sensor Water disini
Datasheet Sensor Rain disini
Datasheet Sensor Vibration disini
Datasheet Sensor Jarak(gp2d120) disini
Library Soil Moisture Sensor disini
Library Touch Sensor disini
Library Rain Sensor disini
Library Water Sensor disini
Library Vibration Sensor disini

Datasheet kapasitor disini

Datasheet osiloskop disini

Datasheet Transistor NPN BC547 disini

[menuju awal]

Cari Blog Ini

Nisrina Azizah