Electrical Engineering Learning of Andalas University: Aplikasi Sensor Kontrol Bibit Tanaman Jagung

KONTROL BIBIT TANAMAN JAGUNG

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan [Back]

a. Mengetahui pengaplikasian encoder-decoderr, mux-demux kontrol bibit tanaman jagung

b. Mengetahui cara membuat rangkaian kontrol bibit tanaman jagung

c. Dapat menjelaskan prinsip kerja alat kontrol bibit tanaman jagung

2. Alat dan Bahan [Back]

A. Alat:

1. Power Suply

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.

2. 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.

3. Baterai

Gambar 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).

4. 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.

B. Bahan:

1. Resistor

Specifications
Resistance (Ohms)	10K, 500K
Power (Watts)	0.25W, 1/4W
Tolerance	±5%
Packaging	Bulk
Composition	Carbon Film
Temperature Coefficient	350ppm/°C
Lead Free Status	Lead Free
RoHS Status	RoHS Compliant

Data sheet resistor:

2. Kapasitor

Spesifikasi

• ESR: 6mΩ to 70mΩ

• Voltage: 2V to 16V

• Capacitance: 6.8µF to 470µF

• Operating Temperature: -55°C to 125°C

• Polymer cathode technology

• High frequency capacitance retention

• Non-ignition failure mode

• 100% accelerated steady state aging

• 100% surge current tested

• Volumetric efficiency

• Self-healing mechanism

• EIA standard case sizes

3. Induktor

• 11.2 x 11.2 x 9.0mm maximum surface mount package

• Ferrite core material

• High current carrying capacity, low core losses

• Controlled DCR tolerance for sensing circuits

• Inductance range from 205nH to 950nH

• Current range from 11.5 to 69 amps

• Frequency range up to 2MHz

• Storage temperature range (component): -40 °C to +125 °C

• Operating temperature range: -40 °C to +125 °C (ambient plus self-temperature rise)

• Solder reflow temperature: J-STD-020 (latest revision) compliant

4. Dioda 1N4001

A. Spesifikasi :

Package Type: Available in DO-41 & SMD Packages
Diode Type: Silicon Rectifier General Usage Diode
Max Repetitive Reverse Voltage is: 1000 Volts
Average Fwd Current: 1000mA
Non-repetitive Max Fwd Current: 30A
Max Power Dissipation is: 3W
Max Storage & Operating temperature Should Be: -55 to +175 Centigrade

B. Konfigurasi Pin:

Nomor Pin	Nama Pin	Deskripsi
1	Anoda	Arus selalu Masuk melalui Anoda
2	Katoda	Arus selalu Keluar melalui Katoda

5. Transistor NPN BC547

A. Konfigurasi Pin

1. Collector

2. Base

3. Emitter

B. Spesifikasi :

Transistor Type : NPN

Voltage – Collector Emitter Breakdown (Max) : 45 V

Current- Collector (Ic) (Max) : 100mA

Power – Max : 625 mW

DC Current Gain (hFE) (Min) @ Ic, Vce : 110 @ 2mA, 5V

Vce Saturation (Max) @ Ib Ic : 300mV, @ 5mA, 100mA

Frequency – Transition : 300MHz

Current- Collector Cutoff (Max) : -

Mounting Type : Through Hole

Package / Case : TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA) Formed Leads

Packaging : Tape & Box (TB

Lead Free Status : Lead Free

RoHs Status : RoHs Compliant

Data Sheet Transistor

Grafik Respon:

5. OP AMP LM358

A. konfigurasi pin

Pin-1 dan pin-8 adalah o / p dari komparator

Pin-2 dan pin-6 adalah pembalik i / id

Pin-3 dan pin-5 adalah non inverting i / id

Pin-4 adalah terminal GND

Pin-8 adalah VCC +

B. spesifikasi

Ini terdiri dari dua op-amp internal dan frekuensi dikompensasi untuk gain kesatuan
Gain tegangan besar adalah 100 dB
Lebar pita lebar adalah 1MHz
Jangkauan pasokan listrik yang luas termasuk pasokan listrik tunggal dan ganda
Rentang catu daya tunggal adalah dari 3V ke 32V
Jangkauan pasokan listrik ganda adalah dari + atau -1.5V ke + atau -16V
Penyaluran arus pasokan sangat rendah, yaitu 500 μA
2mV tegangan rendah i / p offset
Mode umum rentang tegangan i / p terdiri dari ground
Tegangan catu daya dan diferensial i / p tegangan serupa ayunan tegangan o / p besar

6. Gerbang XOR 4030

A. Spesifikasi

Wide supply voltage range: 3.0V to 15V
Low power: 100 nW (typ.)
Medium speed operation: tPHL = tPLH = 40 ns (typ.) at CL = 15 pF, 10V supply
High noise immunity 0.45 VCC (typ.)

B. Konfigurasi PIN

Pin No	Pin Name	Description
1	A0	Input 1 of XOR gate 0
2	B0	Input 2 of XOR gate 0
3	Q0	The output of XOR gate 0
4	Q1	The output of XOR gate 1
5	A1	Input 1 of XOR gate 1
6	B1	Input 2 of XOR gate 1
7	VSS	Source Supply
8	A2	Input 1 of XOR gate 2
9	B2	Input 2 of XOR gate 2
10	Q2	The output of XOR gate 2
11	Q3	The output of or gate 3
12	A3	Input 1 of OR gate 3
13	B3	Input 2 of OR gate 3
14	VDD	Drain Supply

7. Gerbang NOT 7404

A. Spesifikasi

B. Konfigurasi Pin

We have numbered the NOT Gates by 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Pin 1: The pin 1 is the input for 1st NOT Gate.

Pin 2: Pin 2 is the output of 1st NOT Gate.

Pin 3: Pin 3 is connected to the input of the 2nd NOT Gate.

Pin 4: Pin 4 is the output of the 2nd NOT Gate.

Pin 5: Pin 5 is connected to the input of the 3rd NOT Gate.

Pin 6: Pin 6 is connected to the output terminal of the 3rd NOT Gate.

Pin 7: Pin 7 is the ground pin, it is used to provide power supply to the IC.

Pin 8: It is the output pin of the 4th Gate.

Pin 9: It provides the input pin for the 4th Gate.

Pin 10: Output of the 5th Gate is connected to the pin 10

Pin 11: Input of the 5th Gate.

Pin 12: It is connected to the output of the 6th Gate.

Pin 13: The pin 13 is connected to the input of 6th Gate.

Pin 14: It is the Vcc terminal of the IC, it is used to provide the power supply to the IC chip.

8. POT- HG

A. Spesifikasi

Type: Rotary a.k.a Radio POT
Available in different resistance values like 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1 M.
Power Rating: 0.3W
Maximum Input Voltage: 200Vdc
Rotational Life: 2000K cycles

B. Konfigurasi PIN

Pin No.	Pin Name	Description
1	Fixed End	This end is connected to one end of the resistive track
2	Variable End	This end is connected to the wiper, to provide variable voltage
3	Fixed End	This end is connected to another end of the resistive track

Konfigurasi potentiometer:

9. Soil Moisture Sensor

Spesifikasi

Operating Voltage: 3.3V to 5V DC
Operating Current: 15mA
Output Digital - 0V to 5V, Adjustable trigger level from preset
Output Analog - 0V to 5V based on infrared radiation from fire flame falling on the sensor
LEDs indicating output and power
PCB Size: 3.2cm x 1.4cm
LM393 based design
Easy to use with Microcontrollers or even with normal Digital/Analog IC
Small, cheap and easily available

konfigurasi pin

Pin Name	Description
VCC	The Vcc pin powers the module, typically with +5V
GND	Power Supply Ground
DO	Digital Out Pin for Digital Output.
AO	Analog Out Pin for Analog Output

10. Sound Sensor

Spesifikasi dari Sound Sensor:

· Tegangan kerja: DC 3.3-5V

· Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan

· Dimensi: 32 x 17 mm

· Indikasi keluaran sinyal

· Output sinyal saluran tunggal

· Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah

· Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara

· Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)

Konfigurasi Sound Sensor :

Grafik Sound Sensor

11. LDR

A. Spesifikasi LDR :

Tegangan maksimum (DC): 150V.
Konsumsi arus maksimum: 100mW.
Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms.

B. Konfigurasi PIN LDR:

C. Grafik Respon

Penurunan Daya Disipasi

Resistansi

Spectral Respon

12. Sensor PIR

A. Spesifikasi:

Vin : DC 5V - 9V
Radius : 180 derajat
Jarak deteksi : 5 - 7 meter
Output : Digital TTL
Memiliki setting sensitivitas
Memiliki setting time delay
Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm
Berat : 10 gr

C. grafik respon sensor PIR
1. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan

2. Respon terhadap suhu

13. Rain Sensor

A. Pin Configuration

1.VCC: 5V DC
2.GND: ground

3. Vout

B. SPECIFICATION

Adoptshigh quality of RF-04 double sidedmaterial.
Area:5cm x 4cm nickel plateon side,
Anti-oxidation,anti-conductivity, with long use time;
Comparator output signal clean waveform is good, driving ability, over 15mA;
Potentiometer adjust the sensitivity;
Working voltage 5V;
Output format: Digital switching output (0 and 1) and analog voltage output AO;
With bolt holes for easy installation;
Small board PCB size: 3.2cm x 1.4cm;
Usesa wide voltage LM393 comparator

C. Grafik Respon

14. 7 Segment Anoda

A. Spesifikasi

Available in two modes Common Cathode (CC) and Common Anode (CA)
Available in many different sizes like 9.14mm,14.20mm,20.40mm,38.10mm,57.0mm and 100mm (Commonly used/available size is 14.20mm)
Available colours: White, Blue, Red, Yellow and Green (Res is commonly used)
Low current operation
Better, brighter and larger display than conventional LCD displays.
Current consumption : 30mA / segment
Peak current : 70mA

B. Konfigurasi pin

Pin Number	Pin Name	Description
1	e	Controls the left bottom LED of the 7-segment display
2	d	Controls the bottom most LED of the 7-segment display
3	Com	Connected to Ground/Vcc based on type of display
4	c	Controls the right bottom LED of the 7-segment display
5	DP	Controls the decimal point LED of the 7-segment display
6	b	Controls the top right LED of the 7-segment display
7	a	Controls the top most LED of the 7-segment display
8	Com	Connected to Ground/Vcc based on type of display
9	f	Controls the top left LED of the 7-segment display
10	g	Controls the middle LED of the 7-segment display

15. Decoder (IC 7447)

A. Spesifikasi

has a broader Voltage range
A variety of operating conditions
internal pull-ups ensure you don't need external resistors
Four input lines and seven output lines
input clamp diode hence no need for high-speed termination
comes with open collector output

B. Konfigurasi pin:

Data Sheet Decoder:

16. Encoder (IC 74147)

A. Spesifikasi

It operates at 4.5V to 5.5 DC voltage.
It delivers output current from low 70µA to high 8mA
It operates at the temperature from -55℃ to 70℃
Logic Case packaging type: DIP
Mounting Type: Through Hole

B. Konfigurasi Pin

IC 74147 Pin Diagram, pin diagram of IC 74147

You can see there is a total of 16 pins.

Pin No. 1 - 4 (input)
Pin No. 2 - 5 (input)
Pin No. 3 - 6 (input)
Pin No. 4 - 7 (input)
Pin No. 5 - 8 (input)
Pin No. 6 - C (output)
Pin No. 7 - B (output)
Pin No. 8 - Ground (GND)
Pin No. 9 - A (output)
Pin No. 10 - 9 (input)
Pin No. 11 - 1 (input)
Pin No. 12 - 2 (input)
Pin No. 13 - 3 (input)
Pin No. 14 - D (output)
Pin No. 15 - Not Connected (NC)
Pin No. 16 - Vcc or positive power supply

17. Relay

A. Konfigurasi PIN Relay

Nomor PIN	Nama Pin	Deskripsi
1	Coil End 1	Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground
2	Coil End 2	Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground
3	Common (COM)	Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol
4	Normally Close (NC)	Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu
5	Normally Open (NO)	Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu

B. Spesifikasi :

Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC

Trigger Current (Nominal current) : 70mA

Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC

Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC

Compact 5-pin configuration with plastic moulding

Operating time: 10msec Release time: 5msec

Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)

18. Motor DC

A. Konfigurasi PIN

No:	Pin Name	Description
1	Terminal 1	A normal DC motor would have only two terminals. Since these terminals are connected together only through a coil they have not polarity. Revering the connection will only reverse the direction of the motor
2	Terminal 2

B. DC Motor Specifications

Standard 130 Type DC motor
Operating Voltage: 4.5V to 9V
Recommended/Rated Voltage: 6V
Current at No load: 70mA (max)
No-load Speed: 9000 rpm
Loaded current: 250mA (approx)
Rated Load: 10g*cm
Motor Size: 27.5mm x 20mm x 15mm
Weight: 17 grams

19. LED

A. Spesifikasi :

Superior weather resistance
5mm Round Standard Directivity
UV Resistant Eproxy
Forward Current (IF): 30mA
Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
Reverse Voltage: 5V
Operating Temperature: -30℃ to +85℃
Storage Temperature: -40℃ to +100℃
Luminous Intensity: 20mcd

B. Konfigurasi Pin :

Pin 1 : Positive terminal of LED
Pin 2 : Negative terminal of LED

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

21. Buzzer

A. Konfigurasi PIN Buzzer

1	Positif	Diidentifikasi dengan simbol (+) atau kabel terminal yang lebih panjang. Dapat didukung oleh 12V DC
2	Negatif	Diidentifikasi oleh kabel terminal pendek. Biasanya terhubung ke ground sirkuit

B. Spesifikasi Buzzer

1. Rated Voltage : 12V

2. DC Operating Voltage : 4 to 8V

3. DC Rated Current* : ≤30mA

4. Sound Output at 10cm* : ≥85dB

5. Resonant Frequency : 2300 ±300Hz

6. Tone : Continuous

7. Operating Temperature : -25°C to +80°C

8. Storage Temperature : -30°C to +85°C

9. Weight : 2g

*Value applying at rated voltage (DC)

3. Dasar Teori [Back]

RESISTOR
Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini :

Simbol Resistor
Resistor 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 :

Dimana V adalah tegangan, I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan.

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :

Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :
1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi
2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

Rumus Resistor:

Seri : R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

Paralel: 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n

Dimana :
R_total = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

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.Dioda memiliki simbol sebagai berikut :

Gambar Simbol Dioda

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. Kondisi 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. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.

cara kerja dioda

B. Kondisi tegangan positif (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. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.

dioda tanpa tegangan

C. Kondisi tegangan negatif (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. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.

kondisi tegangan negatif

3. Rumus

Transistor NPN

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:

Simbol Transistor NPN BC547

Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

Rumus dari Transitor adalah :

h_FE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor

iB = perubahan arus basis

h_FE = arus yang dicapai

Rumus dari Transitor adalah :

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Gelombang I/O Transistor

Kapasitor

Kapasitor atau disebut juga dengan kondensator adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu. Fungsi kapasitor (kondensator) di antaranya adalah dapat memilih gelombang radio pada rangkaian tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai filter di dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya). Satuan nilai untuk kapasitor (kondensator) adalah Farad (F).

Rumus Kapasitas Kapasitor

Rumus Kapasitor Keping Sejajar (Udara)

Rumus Kapasitor Keping Sejajar (Medium)

Rumus Kapasitas Kapasitor Bentuk Bola

Induktor

Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang membentuk sebuah Kumparan. Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik. Medan Magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Dasar dari sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.

Kemampuan Induktor atau Coil dalam menyimpan Energi Magnet disebut dengan Induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H). Satuan Henry pada umumnya terlalu besar untuk Komponen Induktor yang terdapat di Rangkaian Elektronika. Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang merupakan turunan dari Henry digunakan untuk menyatakan kemampuan induktansi sebuah Induktor atau Coil. Satuan-satuan turunan dari Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan microhenry (µH). Simbol yang digunakan untuk melambangkan Induktor dalam Rangkaian Elektronika adalah huruf “L”.

Simbol Induktor

Berikut ini adalah Simbol-simbol Induktor :

Simbol Induktor di proteus :

Nilai Induktansi sebuah Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya adalah :

Jumlah Lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi Induktasinya
Diameter Induktor, Semakin besar diameternya semakin tinggi pula induktansinya
Permeabilitas Inti, yaitu bahan Inti yang digunakan seperti Udara, Besi ataupun Ferit.
Ukuran Panjang Induktor, semakin pendek inductor (Koil) tersebut semakin tinggi induktansinya.

Jenis-jenis Induktor (Coil)

Berdasarkan bentuk dan bahan inti-nya, Induktor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah :

Air Core Inductor – Menggunakan Udara sebagai Intinya
Iron Core Inductor – Menggunakan bahan Besi sebagai Intinya
Ferrite Core Inductor – Menggunakan bahan Ferit sebagai Intinya
Torroidal Core Inductor – Menggunakan Inti yang berbentuk O Ring (bentuk Donat)
Laminated Core Induction – Menggunakan Inti yang terdiri dari beberapa lapis lempengan logam yang ditempelkan secara paralel. Masing-masing lempengan logam diberikan Isolator.
Variable Inductor – Induktor yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan keinginan. Inti dari Variable Inductor pada umumnya terbuat dari bahan Ferit yang dapat diputar-putar.

Fungsi Induktor (Coil) dan Aplikasinya

Fungsi-fungsi Induktor atau Coil diantaranya adalah dapat menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (Filter) Frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan.

Berdasarkan Fungsi diatas, Induktor atau Coil ini pada umumnya diaplikasikan :

Sebagai Filter dalam Rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi
Transformator (Transformer)
Motor Listrik
Solenoid
Relay
Speaker
Microphone

OP-AMP

Simbol

Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.

Karakteristik IC OpAmp

Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Karakteristik IC OpAmp

Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Inverting Amplifier

Rumus:

NonInverting

Rumus:

Komparator

Rumus:

Adder

Rumus:

Bentuk Gelombang

Gerbang NOT (IC 7404)

Gerbang NOT atau disebut juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik) adalah jenis gerbang logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu output (keluaran). Dikatakan Inverter (gerbang pembalik) karena gerbang ini akan menghasilkan nilai ouput yang berlawanan dengan nilai inputnya . Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT berikut.

Pada gerbang logika NOT, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah tanda minus (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.

Perhatikan tabel kebenaran gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input (masukan) bernilai logika 1"

Gerbang Logika XOR (IC 4030)

Gerbang XOR adalah kombinasi dari gerbang-gerbang logika yang komplek yang digunakan untuk membentuk rangkaian logika aritmatika, komparator dan rangkaian untuk mendeteksi error. Gerbang logika Ex-OR disimbolkan seperti pada gambar berikut ini. Dalam bentuk aljabar Boolean, logika Ex-OR dapat dituliskan seperti berikut ini. Gerbang logika Ex-OR biasanya digunakan untuk membuat rangkaian operasi aritmatika dan perhitungan khusus Adder dan Half-Adder. Gerbang logika Ex-OR dapat berfungsi sebagai “carry-bit” atau sebagai kontroller inverter, di mana salah satu input melewatkan data biner dan input lainnya berfungsi sebagai pemberi signal kontrol.
Tabel kebenaran untuk logika Ex-OR adalah

Decoder (IC 7447)

IC BCD 7447 merupakan IC yang bertujuan mengubah data BCD (Binary Coded Decimal) menjadi suatu data keluaran untuk seven segment. IC 7447 yang bekerja pada tegangan 5V ini khusus untuk menyalakan seven segment dengan konfigurasi common anode. Sedangkan untuk menyalakan tampilan seven segment yang bekerja pada konfigurasi common cathode menggunakan IC BCD 7448.

IC ini sangat membantu untuk meringkas masukan seven segmen dengan jumlah 7 pin, sedangkan jika menggunakan BCD cukup dengan 4 bit masukan. IC BCD bisa juga disebut dengan driver seven segment. Berikut konfigurasi Pin IC 7447.

Konfigurasi Pin Decoder:

a. Pin Input IC BCD, memiliki fungsi sebagai masukan IC BCD yang terdiri dari 4 Pin, nama pin masukan BCD dilangkan dengan huruf kapital yaitu A, B, C dan D. Pin input berkeja dengan logika High=1.

b. Pin Ouput IC BCD, memiliki fungsi untuk mengaktifkan seven segmen sesuai data yang diolah dari pin input. Pin output berjumlah 7 pin yang namanya dilambangkan dengan aljabar huruf kecil yaitu, b, c, d, e, f dan g. Pin Output bekerja dengan logika low=0. Karena itulah IC 7447 digunakan untuk seven segment common anode.

c. Pin LT (Lamp Test) memiliki fungsi untuk mengaktifkan semua output menjadi aktif low, sehingga semua led pada seven segmen menyala dan menampilkan angka 8. Pin LT akan aktif jika diberi logika low. Pin ini juga digunakan untuk mengetes kondisi LED pada seven segment.

d. Pin RBI (Ripple Blanking Input) memiliki fungsi untuk menahan data input (disable input), pin RBI akan aktif jika diberi logika low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.

e. Pin RBO (Ripple blanking Output) memiliki fungsi untuk menahan data output (disable output), pin RBO ini akan aktif jika diberikan logika Low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.

Pada aplikasi IC dekoder 7447, ketiga pin (LT, RBI dan RBO) harus diberi logika HIGH=1 agar tidak aktif. Baik IC 7447 atau 7448 pada bagian output perlu dipasang resistor untuk membatasi arus yang keluar sehingga led pada seven segment bekerja secara optimal. Berikut ini rangkaian IC dekoder 7448 untuk konfigurasi seven segment common cathode.

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.

Here, you can see the truth table of IC 74147

Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Cara Kerja Buzzer pada saat aliran listrik atau tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian yang menggunakan piezoeletric tersebut. Piezo buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekwensi di kisaran 1 - 6 kHz hingga 100 kHz. Buzzer memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

Gambar Simbol Buzzer

LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

Grafik

Sound Sensor

Modul sensor suara memberikan cara mudah untuk mendeteksi suara dan umumnya digunakan untuk mendeteksi intensitas suara. Modul ini dapat digunakan untuk keamanan, sakelar, dan pemantauan aplikasi. Akurasinya dapat dengan mudah disesuaikan untuk kenyamanan penggunaan. Ini menggunakan mikrofon yang memasok input ke amplifier, detektor puncak dan penyangga.

Logo Sound Sensor di proteus:

Grafik Respon Sensor Sound

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

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

Sensor PIR

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.

Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1. 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. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.

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.

Sensor Soil Moisture

Soil Moisture Sensor (Sensor YL) adalah sebuah jenis sensor yang fungsinya adalah untuk mengukur kelembaban tanah, prinsip operasinya adalah mendeteksi kelembaban di sekitar tanah, meskipun secara teknis sensor ini tidak dapat mendeteksi kelembaban tanah.

Sensor mengenakan dua konduktor yang di buat untuk mengalirkan arus melalui tanah yang di ukur kelembabanya dan kemudian sensor mulai membaca nilai resistansi untuk menentukan tingkat kelembabanpada tanah. Semakin banyak air di dalam tanah, semakin tinggi nilai hambatannya, dan semakin tinggi nilainya, semakin rendah hambatannya. Sensor kelembaban tanah di aplikasi Anda membutuhkan catu daya 5V dan tegangan output 04.2V.

Oleh karena itu, Soil Moisture Sensor di bagi menjadi dua bagian, yaitu satu papan elektronik dan yang lainnya probe yang di lengkapi dengan dengan dua potensio, fungsinya yaitu untuk pendeteksian kadar air. Ini termasuk sensor analogatau biasanya di sebut A0. Sensor akam mendeteksi dan mengirimkan nilai kelembaban dari tanaj tersebut dalam bentuk persentase seperti berikut [5]:

Grafik respon

BAGIAN BAGIAN PIN SENSOR

Jika menggunakan pin Digital Output maka keluaran hanya bernilai 1 atau 0 dan harus inisalisasi port digital sebagai Input (pinMode(pin, INPUT)). Sedangkan jika menggunkan pin Analog Output maka keluaran yang akan muncul adalah sebauah angka diantara 0 sampai 1023 dan inisialisasi hanya perlu menggunkan analogRead(pin).

Potensiometer

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.

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. Relay memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

Gambar Simbol Relay

Kapasitas Pengalihan Maksimum:

Cara Kerja Relay

Apabila coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnetik yang dapat menarik armature untuk merubah switch contact point.
Apabila coil tersebut sudah tidak dialiri arus listrik, maka Armature akan kembali lagi ke posisi Normally Close.
Umumnya, coil yang digunakan oleh relay untuk mengubah switch contact point ke posisi NC hanya membutuhkan arus listrik yang kecil.

7 Segment Anoda

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.

Tabel Pengaktifan Seven Segment Display

Light Emitting Code (LED)
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. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya

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.

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

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

Generator DC

Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu:

Generator penguat terpisah
Generator shunt
Generator kompon

Konstruksi Generator DC

Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar 1 menunjuk-kan gambar potongan melintang konstruksi generator DC.

trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/08/prinsip-kerja-generator-DC.html

Konstruksi Generator DC

Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor.

Struktur Genertor DC

Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodic / berkala. Komutator harus dibersihkan dari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

Prinsip Kerja generator DC

Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday :

Dengan lain perkataan, apabila suatu konduktor memotong garis-garis fluksi magnetik yang berubah-ubah, maka GGL akan dibangkitkan dalam konduktor itu. Jadi syarat untuk dapat dibangkitkan GGL adalah :

harus ada konduktor ( hantaran kawat )
harus ada medan magnetik
harus ada gerak atau perputaran dari konduktor dalam medan, atau ada fluksi yang berubah yang memotong konduktor itu.

Prinsip Kerja Generator DC

Keterangan gambar :

Pada gambar Generator DC Sederhana dengan sebuah penghantar kutub tersebut, dengan memutar rotor ( penghantar ) maka pada penghantar akan timbul EMF.
Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga sisi A-B dan C-D terletak tegak lurus pada arah fluks magnet.
Kumparan ABCD diputar dengan kecepatan sudut yang tetap terhadap sumbu putarnya yang sejajar dengan sisi A-B dan C-D.
GGL induksi yang terbentuk pada sisi A-B dan sisi C-D besarnya sesuai dengan perubahan fluks magnet yang dipotong kumparan ABCD tiap detik sebesar :

Untuk menentukan arah arus pada setiap saat, berlaku pada kaidah tangan kanan :

ibu jari : gerak perputaran
jari telunjuk : medan magnetik kutub utara dan selatan
jari tengah : besaran galvanis tegangan U dan arus I

Untuk perolehan arus searah dari tegangan bolak-balik, meskipun tujuan utamanya adalah pembangkitan tegangan searah, tampak bahwa tegangan kecepatan yang dibangkitkan pada kumparan jangkar merupakan tegangan bolak-balik. Bentuk gelombang yang berubah-ubah tersebut karenanya harus disearahkan.

4. Percobaan [Back]

4.1 Prosedur Percobaan

1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan

2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen

3. Cari kompnen yang diperlukan di library proteus

4. Pasang dan simulasikan rangkaian tersebut

4.2 Rangkaian Simulasi

4.3 Prinsip Kerja

Ketika Sensor Rain tidak mendeteksi adanya hujan, maka logic state berlogika 0 sehingga ouput akan berlogika 0 dan masuk ke gerbang not U5:A dan juga diumpankan ke resistor R17. Pada gerbang not U5:A akan menjadi logika 1 dan masuk ke kaki XOR U9:B dan kaki XOR U9:B yang satu lagi terhubung ke ouput sensor LDR yang masih berlogika 0. karena salah satu kaki pada gerbang XOR U9:B berlogika 1, maka ouputnya berlogika 1 dan masuk ke kaki 1 encoder U20. Pada kaki 2 encoder U20 didapat dari ouput Sensor Sound yang berlogika 0 yang terhubung ke gerbang NOT U5:F sehingga menjadi logika 1 dan diteruskan ke kaki encoder U20. Karena pada semua kaki encoder U20 berlogika high maka semua ouput yang dikeluarkan sesuai tabel kebenaran ialah berlogika 1111 dan diteruskan ke gerbang NOT, sehingga menjadi berlogika 0000 yang akan masuk ke kaki input decoder U14 DCBA yang diteruskan ke seven segment common anoda dan menampilkan angka 0 yang menandakan kedua sensor belum mendeteksi adanya hujan. Pada ouput Sensor Rain yang diumpankan resistor R17 dan masuk rangkaian fixed bias, tegangan VBE yang terbaca pada transistor Q6 ialah +0,20 V. Dengan tegangan segitu belum cukup untuk memenuhi syarat agar transistor aktif yakni diatas 0,6 atau diatas 0,7; sehingga transistor off dan tidak ada arus yang mengalir dari power supply yang diteruskan ke relay ke kaki collector ke kaki emittor dan diteruskan ke ground, sehingga relay tidak akif dan switch tidak berpindah dan Buzzer sebagai indikator tidak aktif yang menandakan Sensor Rain tidak mendeteksi adanya hujan

Ketika Sensor Rain mendeteksi adanya hujan, maka logic state berlogika 1 sehinga ouput akan berlogika 1 dan masuk ke gerbang not U5:A dan juga diumpankan ke resistor R17. Pada gerbang not U5:A akan menjadi logika 0 dan masuk ke kaki XOR U9:B dan kaki XOR U9:B yang satu lagi terhubung ke ouput Sensor Sound yang masih berlogika 0. karena dua kaki pada gerbang XOR U9:B berlogika 0, maka ouputnya berlogika 0 dan masuk ke kaki 1 encoder U20. Pada kaki 2 encoder U20 didapat dari ouput sensor LDR yang berlogika 0 yang terhubung ke gerbang NOT U5:F sehingga menjadi logika 1 dan diteruskan ke kaki encoder U20. Karena hanya kaki 1 encoder U20 yang berlogika 0 dan yang lainnya berlogika high maka ouput yang dikeluarkan sesuai tabel kebenaran ialah berlogika 1110 dan diteruskan ke gerbang NOT, sehingga menjadi berlogika 0001 yang akan masuk ke kaki input decoder U14 DCBA yang diteruskan ke seven segment common anoda dan menampilkan angka 1 yang menandakan Sensor Rain mendeteksi adanya hujan turun . Pada ouput Sensor Rain yang diumpankan resistor R17 dan masuk rangkaian fixed bias, tegangan VBE yang terbaca pada transistor Q6 ialah +0,81 V. Dengan tegangan segitu, cukup untuk memenuhi syarat agar transistor aktif yakni diatas 0,6 atau diatas 0,7; sehingga transistor on dan ada arus yang mengalir dari power supply yang diteruskan ke relay ke kaki collector ke kaki emittor dan diteruskan ke ground, sehingga relay akif dan switch berpindah dari kiri ke kanan dan Buzzer sebagai indikator aktif yang menandakan Sensor Rain mendeteksi adanya hujan, namun belum menggerakkan motor sebagai treadmil untuk menutup atap karena syaratnya harus kedua sensor aktif.

Selanjutnya, ketika Sensor Sound belum mendengar suara buzzer yang menandakan hujan, maka output yang keluar dari Sensor Sound berlogika 0. Selanjutnya, ouput dari sensor tadi diumpakan ke resistor R33 serta gebang not U5:F menjadi logika 1 dan juga dihubungkan ke kaki input gerbang XOR U9:B. Pada resistor R33 diumpankan ke rangkaian fixed bias dan tegangan yang terbaca pada VBE transistor Q3 ialah -14,2 volt. Dengan tegangan segitu belum cukup untuk memenuhi syarat agar transistor aktif yakni diatas 0,6 atau diatas 0,7; sehingga transistor off dan tidak ada arus yang mengalir dari power supply yang diteruskan ke relay ke kaki collector ke kaki emittor dan diteruskan ke ground, sehingga relay tidak akif dan switch tidak berpindah dari kanan ke kiri dan tidak membentuk loop untuk menggerakkan motor sebagai treadmil untuk menutup atap dan display dari seven segment common anoda masih menampilkan angka 1.

Selanjutnya, ketika Sensor Sound sudah mendengar suara buzzer yang menandakan hujan, maka output yang keluar dari Sensor Sound berlogika 1. Selanjutnya, ouput dari sensor tadi diumpakan ke resistor R33 serta gebang not U5:F menjadi logika 0 yang akan masuk ke kaki 2 encoder U20 dan juga dihubungkan ke kaki input gerbang XOR U9:B yang menghasilkan output pada gerbang XOR berlogika 1 dan akan masuk ke kaki 1 encoder U20. Kemudian, karena hanya kaki 2 belogika low, maka sesuai tabel kebenaran output yang dikeluarkan ialah 1101. Selanjutnya, ouput pada encoder diumpankan ke gerbang NOT dan menjadi 0010 yang akan masuk ke kaki input BCDA decoder dan diteruskan ke seven segment common anoda sehingga menampilkan angka 2. Pada resistor R33 diumpankan ke rangkaian fixed bias dan tegangan yang terbaca pada VBE transistor Q3 ialah +0,89 volt. Dengan tegangan segitu cukup untuk memenuhi syarat agar transistor aktif yakni diatas 0,6 atau diatas 0,7; sehingga transistor on dan ada arus yang mengalir dari power supply yang diteruskan ke relay ke kaki collector ke kaki emittor dan diteruskan ke ground, sehingga relay akif dan switch berpindah dari kanan ke kiri dan membentuk loop untuk menggerakkan motor untuk menutup atap serta LED sebagai indikator aktif yang menandakan adanya hujan.

ketika soil moisure sensor mendeteksi tanah basah (>70%) maka sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 3,58V lalu di umpankan ke kaki non inverting OPAMP dan dibandingkan dengan kaki inverting karena tegangan pada kaki non inverting lebih besar maka output OPAMP plus saturasi(+) ,lalu arus mengalir ke resistor lalu ke kaki base trasintor sehingga tegangan pada kaki base transistor sebesar 0,87 V dengan begitu maka transistor jadi ON ,dengan ON nya transistor maka ada nya arus yang mengalir dari supply menuju relay lalu ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground ,dengan adanya arus yang mengaliri relay sehingga relay menjadi ON ,sehingga switch relay bergeser dari kanan ke kiri ,sehingga memberikan logika 0 pada pin A dari IC 74154(demultiplexer ) seingga inputan pada IC 0000 dan input E1,E2 yaitu 111 ,sehingga berdasarkan tabel kebenaran dari IC 74151 maka output pin0 berlogika low /0 sehingga tidak adanya arus yang mengalir ke kaki base,sehingga tegangan pada kaki base minus(-) ,dengan begitu maka trasistor off ,dengan off nya transistor maka tida ada nya arus yang mengalir dari supply menuju relay lalu ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground,dengan begitu ralay menjadi off ,sehingga switch relay tidak bergeser sehingga loop pada motor untuk sprinkler menjadi tidak tertutup dan motor tidak bergerak .

ketika soil moisure sensor mendeteksi tanah kering(<70%) maka sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 3,38 lalu di umpankan ke kaki non inverting OPAMP dan dibandingkan dengan kaki inverting karena tegangan pada kaki non inverting lebih kecil maka output OPAMP minus saturasi(-) ,idak adanya arus yang mengalir ke kaki base,sehingga tegangan pada kaki base -15V ,dengan begitu maka trasistor off ,dengan off nya transistor maka tida ada nya arus yang mengalir dari supply menuju relay lalu ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground,dengan begitu ralay menjadi off ,sehingga switch relay tidak bergeser,sehingga memberikan logika 1 pada pin A dari IC 74154(demultiplexer ) seingga inputan pada IC 1000 dan input E1,E2 yaitu 00 ,sehingga berdasarkan tabel kebenaran dari IC 74151 maka output pin0 berlogika 1 sehingga tidak adanya arus yang mengalir ke kaki base,sehingga tegangan pada kaki base minus(-) ,dengan begitu maka trasistor off ,dengan off nya transistor maka tida ada nya arus yang mengalir dari supply menuju relay lalu ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground,dengan begitu ralay menjadi off ,sehingga switch relay tidak bergeser sehingga loop pada motor untuk sprinkler menjadi tidak tertutup dan motor tidak bergerak

Namun ketika siang hari atau sensor ldr menerima cahaya matahari maka resistansi pada sensor ldr semakin kecil sehingga ada arus yang mengalir dari supply menuju ldr lalu ke resistor lalu ke potensiometer lalu di umpankan ke kaki inverting OP AMP dan dibandingkan dengan kaki non inverting karena tegangan pada kaki inverting lebih besar sehingga output OPAMP jadi minus saturasi(-) sehingga tidak adanya arus yang mengalir ke kaki base,sehingga tegangan pada kaki base -15V ,dengan begitu maka trasistor off ,dengan off nya transistor maka tida ada nya arus yang mengalir dari supply menuju relay lalu ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground,dengan begitu ralay menjadi off ,sehingga switch relay tidak bergeser dan inputan pada IC 74151 10000000 dan input select E1,E2 yaitu 00 ,sehingga berdasarkan tabel kebenarannya dari IC 74151 maka output pin0 berlogika 1 sehingga arus mengalir ke resistor lalu ke kaki base trasintor sehingga tegangan pada kaki base transistor sebesar 0,87 V dengan begitu maka transistor jadi ON ,dengan ON nya transistor maka ada nya arus yang mengalir dari supply menuju relay lalu ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground ,dengan adanya arus yang mengaliri relay sehingga relay menjadi ON ,sehingga switch relay bergeser dari kanan ke kiri dan membuat loop menjadi tertutup dan motor aktif

jika saat ada orang masuk ruangan tanaman maka sensor pir berlogika 1 sehingga output sensor mengeluarkan tegangan lalu dihubungkan dengan pin A sehingga pin A berlogika 1 ,dan BCD ,E1,E2 berlogika 0 karena dihubungkan ke ground ,sehingga dengan inputan IC 74154 1000 dan pin E1 dan E2 juga 0 maka berdasarkan tabel kebenaran dari IC 74151 maka output IC pin 1 berlogika 0 sehinngga sehingga tidak adanya arus yang mengalir ke kaki base,sehingga tegangan pada kaki base minus(-) ,dengan begitu maka trasistor off ,dengan off nya transistor maka tida ada nya arus yang mengalir dari supply menuju relay lalu ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground,dengan begitu ralay menjadi off ,sehingga switch relay tidak bergeser sehinnga loop menjadi tertutup dan motor untuk membuka pintu aktif

5. Video [Back]