1. Tujuan
[Kembali]
  • Mengetahui fungsi dari penggunaan sensor pada kontrol pemupukan tanaman jagung
  • Mengetahui prinsip kerja dari rain sensor, touch sensor, ldr, water level sensor, dan water flow sensor.
2. Alat dan Bahan [Kembali]
   1. Voltmeter

DC Voltemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mnegukur tegangan DC. 

2. Baterai

     Digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.
  Konfigurasi pin

     Spesifikasi

 


 
A. Resistor



Spesifikasi resistor yang digunakan:

a. Resistor 10 ohm

b. Resistor 220 ohm

c. Resistor 10k ohm


            Datasheet resistor

 



B. Logic State

     


C. Transistor NPN



                Transistor NPN merupakan jenis 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. Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, dan lain lain. 

    Spesifikasi dan konfigurasi pin:


Spesifikasi

D. 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. 

Spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-C
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5

Konfigurasi Pin


 


 Datasheet Relay

 


E. Dioda



Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).

F. LED


 

G. OP-AMP



Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.



H. Motor DC



Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. 
Konfigurasi Pin

 Pin 1 : Terminal 1

 Pin 2 : Terminal 2

                Spesifikasi Motor DC



L. Sensor Hujan


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.





J. Sensor Water Level
Specifications :
Working Voltage: DC 3-5V
Working Current: <20mA
Sensor Type: Simulation
Detection Area: 40 mm x 16 mm
Manufacturing Process: FR4 double spray tin
Fixed Hole Size: 3.2 mm
Humanized Design: Half moon sag nonskid treatment
Working Temperature: 10 °C to 30 °C
Work Humidity: 10% to 90% without condensation
Size: 65 mm x 20 mm x 8 mm
Optional Accessories: 3 pin sensor connecting line,Arduino 328 controller,Sensor relay shield

K. Sensor Hujan

Sensor hujan adalah jenis sensor pendetaksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan dalam segala aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Dipasaran sensor ini dijual dalam bentuk module sehingga hanya perlu menyediakan kabel jumper.

Prinsip kerja module 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 dari rain sensor yaitu resistansi linear dengan intensitas hujan. semakin banyak intensitas hujan yang mengenai sensor, maka akan semakin turun resistansi dari sensor dan menyebabkan arus mengalir dan sensor ON.

Sensor mulai mendeteksi dari 188 - 245 tetes/menit. Kemudian, jarak antara sensor dari ON ke OFF adalah rentangan 2- 5 menit, sebagai waktu yang dibutuhkan sensor untuk mengetahui hujan sudah berhenti.

L. Water Flow Sensor
Spesifikasi :
  • Tegangan Minimum : DC 4.5V
  • Arus Maksimal: 15mA (DC 5V)
  • Tegangan Kerja: DC 5V ~ 24V
  • Rentang Aliran Arus: 1 ~ 30L / menit
  • Kapasitas Beban: ≤10mA (DC 5V)
  • Suhu Operasional: ≤80 
  • Suhu Cair: ≤120 ℃
  • Kelembaban Operasi: 35% ~ 90% RH
  • Tekanan Air: ≤1.75MPa
  • Suhu Penyimpanan: -25 ~ + 80 
  • Kelembaban Penyimpanan: 25% ~ 95% RH
Grafik respon


M. Touch Sensor
(Gambar 9. touch sensor)
    Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya.


3. Dasar Teori [Kembali]
a. Resistor
    Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R ).


Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:

1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua.

3. Masukkan angka langsung dari kode warna gleang ketiga.

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.




    b. Transistor NPN

            Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor 2SC1162 bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor  yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis  melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff  (saklar tertutup).

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

Rumus:



     C. Relay


            Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau swirch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

1. Electromagnet (Coil)

2. Armature

3. Switch Contact Point (Saklar)

4. Spring

 Gambar dari bagian-bagian relay  

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)

Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

Konfigurasi pin:


Spesifikasi:


    d. Dioda 

            Diode (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Berikut ini adalah fungsi dari dioda antara lain:

·                     Untuk alat sensor panas, misalnya dalam amplifier.

·                     Sebagai sekering(saklar) atau pengaman.

·                     Untuk rangkaian clamper dapat memberikan tambahan partikel DC untuk sinyal AC.

·                     Untuk menstabilkan tegangan pada voltage regulator

·                     Untuk penyearah

·                     Untuk indikator

·                     Untuk alat menggandakan tegangan.

·                     Untuk alat sensor cahaya, biasanya menggunakan dioda photo. 

Simbol dioda adalah :

 

Untuk menentukan arus zenner  berlaku persamaan:

 



                Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

    e. Lampu 



Lampu Listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik. Arus listrik yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.

 

Jenis Jenis Lampu Listrik

 

Seiring dengan perkembangan Teknologi, Lampu Listrik juga telah mengalami berbagai perbaikan dan  kemajuan. Teknologi Lampu Listrik bukan saja Lampu Pijar yang ditemukan oleh Thomas Alva Edison saja namun sudah terdiri dari berbagai jenis dan Teknologi. Pada dasarnya, Lampu Listrik dapat dikategorikan dalam Tiga jenis yaitu Incandescent Lamp (Lampu Pijar), Gas-discharge Lamp (Lampu Lucutan Gas) dan Light Emitting Diode (Lampu LED).

 

Lampu Pijar (Incandescent Lamp)

 

Lampu Pijar atau disebut juga Incandescent Lamp adalah jenis lampu listrik yang menghasilkan cahaya dengan cara memanaskan Kawat Filamen di dalam bola kaca yang diisi dengan gas tertentu seperti  nitrogen, argon, kripton  atau hidrogen. Kita dapat menemukan Lampu Pijar dalam berbagai pilihan Tegangan listrik yaitu Tegangan listrik yang berkisar dari 1,5V hingga 300V.

 

Lampu Pijar yang dapat bekerja pada Arus DC maupun Arus AC ini banyak digunakan di Lampu Penerang Jalan, Lampu Rumah dan Kantor, Lampu Mobil, Lampu Flash dan juga Lampu Dekorasi.  Pada umumnya Lampu Pijar hanya dapat bertahan sekitar 1000 jam dan memerlukan Energi listrik yang lebih banyak dibandingkan dengan jenis-jenis lampu lainnya.

 

Lampu Lucutan Gas (Gas discharge Lamp)

 

Lampu lucutan gas menghasilkan cahaya dengan mengirimkan lucutan elektris melalui gas yang terionisasi, misalnya pada plasma. Sifat lucutan gas sangat tergantung pada frekuensi atau modulasi arus listriknya. Biasanya, lampu lampu ini menggunakan gas mulia (argon, neon, kripton, dan xenon) atau campuran dari gas-gas tersebut. Sebagian besar lampu-lampu ini juga mengandung bahan-bahan tambahan, seperti merkuri, natrium, dan/atau halida logam.

 

Lampu LED (Light Emitting Diode)

Lampu 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.

    f. OpAmp 

 Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.

 Simbol 

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


    g.  Motor DC    

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.


 Prinsip Kerja Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

    h. Baterai 

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.


Prinsip operasi

Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit


J. Sensor Water Level
Water Level Sensor adalah alat yang digunakan untuk memberikan signal kepada alarm / automation panel bahwa permukaan air telah mencapai level tertentu. Sensor akan memberikan signal dry contact (NO/NC) ke panel. Detector ini bermanfaat untuk memberikan alert atau untuk menggerakkan perangkat automation lainnya. Water sensor ini telah dilengkapi dengan built-in buzzer yang berbunyi pada saat terjadi trigger.

Sensor ketinggian air biasanya digunakan untuk menghitung ketinggian air di sungai, danau, atau tangki air. Sensor ini sangat mudah untuk dibuat karena bahan - bahanya sederhana.

Cara Kerja Sensor

Pada saat ketinggian air naik, maka secara otomatis bandul bermagnet akan ikut terangkat juga, dan ketika magnet berada pada level sensor berikutnya maka sensor tersebut akan aktif dan menyalakan lampu atau peralatan lainya.

Grafik Water Level Sensor



Pengoperasian sensor ketinggian air cukup sederhana.

Jejak daya dan indra membentuk resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi berdasarkan seberapa banyak mereka terpapar air.



Resistensi ini berbanding terbalik dengan kedalaman pencelupan sensor dalam air:

Semakin banyak air yang dibenamkan sensor, semakin baik konduktivitasnya dan semakin rendah resistansinya.
Semakin sedikit air yang dibenamkan sensor, semakin buruk konduktivitasnya dan semakin tinggi resistansinya.
Sensor menghasilkan tegangan output yang sebanding dengan resistansi; dengan mengukur tegangan ini, ketinggian air dapat ditentukan.


K. Sensor Hujan
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.


Grafik Respon Rain Sensor


Cara kerja sensor hujan.

Bantalan penginderaan dengan serangkaian jejak tembaga yang terbuka, bersama-sama bertindak sebagai resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi sesuai dengan jumlah air di permukaannya.

Resistensi ini berbanding terbalik dengan jumlah air:
Semakin banyak air di permukaan berarti konduktivitas yang lebih baik dan akan menghasilkan resistansi yang lebih rendah.
Semakin sedikit air di permukaan berarti konduktivitas yang buruk dan akan menghasilkan resistensi yang lebih tinggi.

Sensor menghasilkan tegangan keluaran sesuai dengan resistansi, yang dengan mengukur kita dapat menentukan apakah hujan atau tidak.


L. Water Flow Sensor

    





Flow Sensor adalah bagian penting dari sistem yang membentuk cara hidup modern kita. Mereka bekerja di sistem bahan bakar kendaraan Anda, infrastruktur distribusi sistem gas dan air, dan sistem manufaktur lainnya yang tak terhitung jumlahnya. Ada beberapa jenis sensor aliran, tetapi kami akan fokus pada dua jenis sensor aliran yang paling terkenal dan cara kerjanya.
    Flow Sensor adalah komponen yang mengukur aliran cairan seperti gas atau cairan. Sensor aliran memanfaatkan subsistem mekanik dan listrik untuk mengukur perubahan atribut fisik fluida dan menghitung alirannya. Mengukur atribut fisik ini tergantung pada atribut fisik fluida. Fluida gas, cair, dan non-Newtonian berperilaku sangat berbeda satu sama lain, sehingga metode yang kita gunakan untuk mengukur alirannya juga harus berbeda.
    Flow Sensor dapat dibagi menjadi dua kelompok: Contact Sensor dan Non-contact Sensor. Flow Sensor kontak digunakan dalam aplikasi di mana cairan atau gas yang diukur diperkirakan tidak akan tersumbat di dalam pipa saat bersentuhan dengan bagian sensor yang bergerak. Sebaliknya, Flow Sensor Non-contact tidak memiliki bagian yang bergerak, dan umumnya digunakan ketika cairan atau gas (umumnya produk makanan) yang dipantau akan terkontaminasi atau diubah secara fisik dengan bersentuhan dengan bagian yang bergerak.
Spesifikasi :
  • Tegangan Minimum : DC 4.5V
  • Arus Maksimal: 15mA (DC 5V)
  • Tegangan Kerja: DC 5V ~ 24V
  • Rentang Aliran Arus: 1 ~ 30L / menit
  • Kapasitas Beban: ≤10mA (DC 5V)
  • Suhu Operasional: ≤80 
  • Suhu Cair: ≤120 ℃
  • Kelembaban Operasi: 35% ~ 90% RH
  • Tekanan Air: ≤1.75MPa
  • Suhu Penyimpanan: -25 ~ + 80 
  • Kelembaban Penyimpanan: 25% ~ 95% RH
Grafik respon
Touch sensor
(Gambar 17. Touch sensor)
    Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.
    

JENIS-JENIS SENSOR SENTUH

Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Capacitive Sensor bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.

Pengertian SENSOR SENTUH dan jenis-jenisnya (KAPASITIF DAN RESISTIF)
(Gambar 18. jenis touch sensor)

Sensor Kapasitif

    Sensor sentuh Kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer pada saat ini, hal ini dikarenakan Sensor Kapasitif lebih kuat, tahan lama dan mudah digunakan serta harga yang relatif lebih murah dari sensor resistif. Ponsel-ponsel pintar saat ini telah banyak yang menggunakan teknologi ini karena juga menghasilkan respon yang lebih akurat.

    Berbeda dengan Sensor Resistif yang menggunakan tekanan tertentu untuk merasakan perubahan pada permukaan layar, Sensor Kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Layar sentuh sensor kapasitif ini terbuat dari bahan konduktif (biasanya Indium Tin Oxide atau disingkat dengan ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus ataupun sarung khusus yang memiliki sifat konduktif.

    Pada saat jari menyentuh layar, akan terjadi perubahaan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh processor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Jadi perlu diperhatikan bahwa sentuhan kita tidak akan di respon oleh layar sensor kapasitif ini apabila kita menggunakan bahan-bahan non-konduktif sebagai perantara jari tangan dan layar sentuh tersebut.

Sensor Resistif

    Tidak seperti sensor sentuh kapasitif, sensor sentuh resistif ini tidak tergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas pelat logam. Sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif ini dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan.

    Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau celah yang sangat kecil. Dua lapisan konduktif (lapisan atas dan lapisan bawah) ini pada dasarnya terbuat dari sebuah film. Film-film umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga transparan (bening).

    Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah sakelar, pada saat film lapisan atas mendapatkan tekanan tertentu baik dengan jari maupun stylus, maka film lapisan atas akan bersentuhan dengan film lapisan bawah sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu layar tersebut dan memberikan signal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.

        Dalam keadaan IDLE output yang dihasilkan adalah LOW (konsumsi daya sangat kecil) sedangkan saat ada jari yang menyentuh modul ini output yang dihasilkan adalah HIGH. Jika tidak ada aktifitas lebih dari 12 detik maka modul otomatis akan kembali ke mode IDLE (hemat daya).

        Modul dapat dipasang di belakang permukaan plastik, kaca dan bahan non-logam lainnya untuk menutupi permukaan sensor. Selain itu, jika kita dapat mengatur posisi yang tepat untuk sentuhan, kita juga dapat menyembunyikannya di dalam dinding, meja dan bagian tombol tersembunyi lainnya.
Ketika jari menyentuh bagian sensor, modul menghasilkan sinyal high.
a. Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V): 8mA
b. Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V): 4mA
c. Waktu respon (low power mode): max 220ms
1. Dalam keadaan normal, modul menghasilkan sinyal low (hemat daya).
d. Waktu respon (touch mode): max 60ms Cara kerja:
4. Dilengkapi 4 lobang baut untuk memudahkan pemasangan
3. Jika tidak disentuh lagi selama 12 detik kembali ke mode hemat energi.
Kelebihan: - Konsumsi daya yang rendah
- Dapat menggantikan fungsi saklar tradisional
- Bisa menerima tegangan dari 2 ~ 5.5V DC


Rumus Tegangan sentuh maksimal  

𝐸𝑆 = 𝐼𝑘( 𝑅𝑘 + 1.5 𝜌𝑠)

Ket:    𝐼𝑘 = Arus fibrilasi
          𝑅𝑘 = Nilai tahanan pada badan manusia 
          𝜌𝑠 = Tahanan Jenis tanah 

Prinsip Kerja Dan Aplikasi Sensor Sentuh

Touch Sensor Working

Prinsip Kerja Sensor Sentuh

Sensor Sentuh sensitif terhadap sentuhan, tekanan, dan juga gaya. Sensor Sentuh bekerja mirip dengan sakelar sederhana.


Saat ada kontak atau sentuhan pada permukaan Sensor Sentuh. Ini bertindak seperti sakelar tertutup dan memungkinkan arus mengalir melaluinya. Ketika kontak dilepaskan, ia bertindak mirip dengan sakelar terbuka dan karenanya tidak ada aliran arus.


Pada gambar di bawah ini Anda dapat memahami cara kerja sensor sentuh.



Touch Sensor Working Principle


Prinsip Kerja Sensor Sentuh


Sensor Sentuh Kapasitif

Sensor sentuh kapasitif sangat populer karena lebih kuat, tahan lama, dan ramah pengguna. Selain itu, ini juga hemat biaya jika dibandingkan dengan sensor sentuh resistif.


Sensor kapasitif dibuat mirip dengan kapasitor biasa. Ada dua konduktor yang dipisahkan dari isolator.


Dalam kasus sensor, pelat logam digunakan sebagai konduktor. Kapasitansi sensor dapat dinyatakan seperti di bawah ini.


C = ε0 x εr x A / d


Dimana,


ε0 mewakili permitivitas ruang bebas


εr mewakili permitivitas relatif atau konstanta dielektrik


d mewakili jarak pelat paralel dan A mewakili area pelat.


Kita tahu bahwa jika pelat memiliki lebih banyak area, semakin banyak kapasitansi yang akan dihasilkannya dan semakin jauh jarak antara dua pelat, semakin sedikit kapasitansi yang dihasilkan.


Pada sensor sentuh kapasitif, terdapat dua pelat paralel yang membentuk kapasitor dengan nilai kapasitansi direpresentasikan sebagai C0. Saat kita menyentuh sensor melalui jari kita, jari kita bertindak sebagai objek konduktif dan karenanya menghasilkan nilai kapasitansi CT seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.


Dalam aplikasi sensor, kapasitansi C0 diukur terus menerus dengan bantuan rangkaian pengukuran kapasitansi. Akan ada peningkatan kapasitansi yang tidak pasti jika ada benda konduktif seperti jari kita menyentuh pelat. Rangkaian pengukur kapasitansi akan mendeteksi perubahan kapasitansi dan akan mengubahnya menjadi sinyal.

Sensor Sentuh Resistif

Berbeda dengan sentuhan kapasitif, sensor sentuh resistif tidak bergantung pada sifat listrik seperti konduktivitas pelat logam.


Sensor resistif bekerja dengan merasakan tekanan saat diterapkan pada permukaan.


Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, tongkat, atau jari di dalam sarung tangan.


Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau titik yang sangat kecil. Kedua lapisan (yaitu lapisan atas dan bawah) terdiri dari film. Film-film ini umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga bersifat transparan.


Tegangan konstan diterapkan di permukaan dua film. Ketika tekanan diterapkan dengan bantuan jari atau tongkat pada film atas, sensor diaktifkan dan merasakan sentuhan.


Sensor beroperasi ketika tekanan yang cukup diterapkan, film atas menyentuh film bawah. Ketika dua film saling bersentuhan, mereka menciptakan potensi penurunan. Titik kontak kedua film menciptakan pembagi tegangan pada koordinat tertentu pada bidang X-Y yang diasumsikan pada film.


Perubahan tegangan dengan ini dideteksi oleh rangkaian pengontrol dan lokasi (koordinat) di mana pembagi tegangan dibuat dihitung.


Koordinat pembagi tegangan magang dari sumbu X dan Y dibuat sebagai posisi sentuhan di mana tekanan diterapkan.

Cara Kerja Sensor Sentuh Resistif

Sirkuit di bawah ini menggambarkan bahwa cara kerja sensor sentuh resistif.


resistive touch sensor working

Rangkaian di atas menunjukkan kerja dasar sensor sentuh yang terdiri dari elektroda sentuh atau permukaan.


Sensor sentuh resistif beroperasi ketika sebuah objek dengan beberapa resistivitas seperti jari kita menyentuh permukaan. Sentuhan objek dengan sedikit resistansi membentuk sirkuit dekat yang memungkinkan sejumlah kecil arus mengalir.


Dalam rangkaian di atas sentuhan menyebabkan arus yang sangat sedikit mengalir.


Transistor memperkuat tegangan ke beberapa nilai yang signifikan.

Resistansi Rp digunakan untuk melindungi transistor dari arus tinggi. Hal ini berguna jika terjadi kesalahan pada elektroda.

Resistansi Rb digunakan untuk menjaga basis transistor tetap ground. Tidak ada arus ketika ada rangkaian terbuka atau jika tidak ada tekanan yang diterapkan.

Ketika sedikit tekanan diterapkan pada elektroda. Ada aliran kecil arus melalui basis transistor. Arus mengaktifkan sensor sentuh resistif dan arus mengalir melalui beban.


"Anda mungkin ingin menonton sirkuit pemancar FM bekerja dan aplikasi"

Rangkaian Sensor Sentuh Resistif


resistive touch sensor circuit

Rangkaian di atas terdiri dari dua elektroda, dua transistor yang dihubungkan sebagai pasangan Darlington, sebuah LED dan sebuah resistor.


Ketika elektroda disentuh atau tekanan diterapkan di bagian atas permukaan. Sirkuit menjadi lengkap dan arus diperkuat melalui transistor.


LED menunjukkan tekanan yang diterapkan atau sentuhan. Resistensi digunakan untuk mencegah LED dari tegangan yang diperkuat.

Prinsip Kerja Sensor Sentuh

Dalam skenario saat ini, sensor sentuh juga dikenal sebagai sensor taktil. Prinsip kerja dasar sensor sentuh adalah mendeteksi kedekatan (juga dikenal sebagai sentuhan) tanpa bergantung pada kontak fisik. Dengan kata sederhana, Anda dapat memahami bahwa kerjanya sama dengan sakelar atau sirkuit sederhana.


Ketika ada media fisik yang bersentuhan dengan permukaan sentuh. Sirkuit internal akan ditutup di dalam sensor dan arus mulai mengalir. Di sisi lain, ketika kontak fisik ini rusak atau dilepaskan, sirkuit akan dibuka.


Karenanya, tidak akan ada aliran arus. Sensor sentuh diklasifikasikan ke dalam dua kategori


Sensor sentuh kapasitif

Sensor sentuh resistif.

Anda mungkin juga ingin melihat rangkaian detektor gerak bekerja dan aplikasi

Jenis Sensor Sentuh Dan Aplikasinya

Anda dapat dengan mudah melihat Sensor Sentuh dalam berbagai aplikasi dalam kehidupan sehari-hari Anda.


Sesuai fungsinya, Sensor Sentuh diklasifikasikan menjadi dua jenis yang digunakan dalam keadaan dan utilitas yang berbeda.


Sensor Sentuh Kapasitif

Karena sensor ini dapat diproduksi dengan sangat mudah dalam skala yang sangat besar, sensor ini dapat dibuat dengan biaya yang sangat murah dan desain yang sangat menarik. Ini banyak digunakan di iPod, ponsel, peralatan rumah tangga, otomotif, dan banyak aplikasi industri lainnya. Mereka digunakan dalam aplikasi seperti mengukur tekanan, akselerasi, jarak, dll.


Sensor Sentuh Resistif

Berbeda dengan yang di atas, sensor ini tidak dapat merasakan kontak atau sentuhan kecil. Sensor Sentuh Resistif membutuhkan sejumlah gaya untuk beroperasi, sehingga digunakan dalam aplikasi seperti pemantauan pronasi kaki, alat musik, keypad (kebanyakan digunakan di ponsel lama), bantalan sentuh resistif, dan banyak aplikasi lainnya.


FAQ Tentang Sensor Sentuh

1. Bagaimana cara kerja sensor sentuh?


Sensor bertindak sebagai sakelar tertutup ketika ada kontak ke permukaan. Itu memungkinkan aliran arus melaluinya. 

Prinsip kerja Sensor Sentuh


2. Apa saja aplikasi Sensor Sentuh?


Sensor Sentuh Kapasitif

Sensor sentuh resistif

3. Untuk apa sensor sentuh digunakan?


Sensor Sentuh Kapasitif digunakan di smartphone, peralatan rumah tangga, otomotif, dan aplikasi industri lainnya.

Sensor Sentuh Resistif digunakan dalam pemantauan pronasi kaki, alat musik, keypad, dan ponsel lama.







4. Percobaan
[Kembali]

Langkah Percobaann:

  • Buka aplikasi proteus
  • Siapkan alat dan bahan pada library proteus
  • Pilih komponen yang dibutuhkan 
  • Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan 
  • Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
  • Jalankan simulai rangkaian

Gambar Rangkaian :

Prinsip Kerja rangkaian :
Pada rangkaian kali ini kami membuat sebuah alat dengan judul kontrol  pemupukan tanaman Jagung. Dalam rangkaian ini kami menggunakan : water level sensor, rain sensor, soil moisture sensor, touch sensor, water flow sensor,ldr. dimana masing masing sensor memiliki fungsi yaitu :
    Rain sensor berfungsi untuk mendeteksi hujan, ketika hujan terdeteksi maka secara otomatis rain sensor akan membuka penutup pada penyimpanan air yang akan mengaliri air hujan ke penyimpanan untuk digunakan sebagai air untuk pertanian rumah kaca.
    Soil moisture sensor berfungsi untuk mendeteksi kelembapan tanah pada pertanian rumah kaca, ketika pada tanah terdeteksi kekurangan air maka soil moisture akan mengaktifkan  pompa air untuk mengalirkan air dan menyiraman semua tanaman yang ada didalam pertanian rumah kaca.
    Touch sensor diugunakan untuk membuka pintu pada pertanian rumah kaca, dimana ketika petani menekan touch sensor pada pintu maka pintu akan terbuka secara otomatis.
    Water level sensor berfungsi untuk mengukur ketinggian air pada penyimpanan atau tandon aor, dimana ketika air yang berda pada penyimpanan sudah penuh maka nanti waterl level sensor akan mengaktifkan motor untuk menutup kembali penyimpanan air.
    Water flow sensor diugunakan untuk mengukur berapa banyak air yang dibutuhkan untuk menyiram tanamana yang digunakan untuk pemupukan pada pertanian rumah kaca.
    LDR berfungsi untuk menghidupkan kipas  pada pertanian rumah kaca, ketika cahaya matahari terdeteksi oleh ldr maka ldr akan mengaktifkan kipas angin pada ruangan agar suhu didalam ruangan akan stabil.
5. Video [Kembali]

Teori Sensor Water Level







Teori Sensor Rain


Prinsip kerja

Prinsip kerja



Teori Sensor Soil Moisture



Elemen Sensing Keseluruhan


Teori Touch Sensor















Teori Soil Mousture


Teori LDR


Teori Water Flow Sensor



Video Review Blog



6. Link Download [Kembali]
    Download HTML [Download]
    Download File Rangkaian [Download]
    Download Video dan Video Rangkaian 
[Download]
    Download Datasheet Resistor 
[Download]
    Download Datasheet Transistor NPN 
[Download]
    Download Datasheet Opamp 
[Download]
    Download Datasheet Potensiometer 
[Download]
    Download Datasheet Dioda 
[Download]  
    Download Datasheet LED 
[Download]
    Download Datasheet Relay 
[Download]
    Download Datasheet Motor DC 
[Download]
    Download Datasheet Baterai 
[Download]
    Download Library rain sensor [Download]
    Download Datasheet rain sensor [Download]
    Download Datasheet PH sensor [Download]
    Download Datasheet Water Level sensor 
[Download]

0 komentar:

Posting Komentar

About