Aplikasi Mux-Demux

Sistem Teknologi Lahan Kebun 

Aplikasi Mux-Demux

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Teori

4. Rangkaian

5. video

6. Download

1. Tujuan [Kembali]

• Memahami Menggunakan Mux-Demux
• Memahami Rangkaian Dengan Pengaplikasikan Mux-Demux

2. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Suplay

2. Voltmeter

 

 3. Ground

 

Bahan

a.  flame sensor

 

 

b. Soil Moisture Sensor

c. Gerbang OR

 

d. Resistor

e. LED

 

f. Logicstate

g. seven segment

 

h. ic 4555

 i. relay

 

 

 

 

j. ic74247

k. Motor

L. 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.

     

 m. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara.

 

3. Teori[Kembali]

1) Resistor

 

       Resistor  merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam rangkaian sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor bekerja sebagai resistansi/ hambatan yang mengatur atau mengendalikan emosi dan arus listrik rangkaian. 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 :

 

Penjelasan sensor pita

2. Transistor NPN

    

     NPN  artinya tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negatif dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari kaki emitor ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output jika transistor diberikan arus positif pada basisnya.

 

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

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

· nbsp; /span> Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor. 

 

3. Relay

 

    Relai  menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil ( daya rendah ) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

 

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :

·        Elektromagnet (Kumparan)

·        Armatur

·        Ganti Titik Kontak (Saklar)

·        Musim semi

 4. Lampu

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

 5. Diode 

        Dioda ialah jenis VACUUM tube yang memiliki dua buah elektroda. Dioda tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir J.A. Fleming (1849-1945) pada tahun 1904.

        Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik. Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

6. BATRAI

        Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik.Setiap baterai terdiri dari terminal positif (Katoda) dan terminal negatif (Anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Pada umumnya, baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery). Baterai yang dibahas pada proposal ini yang dapat diisi ulang dan biasa digunakan pada kendaraan listrik yaitu baterai Lithium ion dan Lithium Polymer.

 7. Sensor Flame

 

Flame detector merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm. 

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

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

Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi.

 Grafik:

Sensor PIR

Sensor PIR bekerja dengan cara menangkap pancaran infra merah, kemudian pancaran infra merah yang tertangkap akan masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, sinar infra merah mengandung energi panas membuat sensor pyroelektrik dapat menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian komperator akan membandingkan sinyal yang sudah diterima dengan tegangan referensi tertentu yang berupa keluaran sinyal 1-bit. Sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1. 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya perubahan pancaran infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah. Sensor PIR hanya dapat mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Manusia memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer, panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR membuat sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detektor. Sensor PIR hanya akan mendeteksi jika object bergerak atau secara teknis saat terjadi adanya perubahan pancaran infra merah.

Pada rangkaian pemancar hanya pengaturan supaya led infra merah menyala dan tidak kekurangan atau kelebihan daya, oleh karena itu gunakan resistor 680 ohm. Pada rangkaian penerima foto transistor berfungsi sebagai alat sensor yang berguna merasakan adanya perubahan intensitas cahaya infra merah. Pada saat cahaya infra merah belum mengenai foto transistor, maka foto transistor bersifat sebagai saklar terbuka sehingga transistor berada pada posisi cut off (terbuka). Karena kolektor dan emitor terbuka maka sesuai dengan hukum pembagi tegangan, tegangan pada kolektor emitor sama dengan tegangan supply (berlogika tinggi). Keluaran dari kolektor ini akan membuat rangkaian counter menghitung secara tidak teratur dan jika kita tidak meredamnya, bouncing keluaran tersebut ke input couinter. Untuk meredam bouncing serta memperjelas logika sinyal yang akan kita input ke rangkaian counter, kita gunakan penyulut schmitt trigger. Penyulut Schmitt trigger ini sangat berguna bagi anda yang berhubungan dengan rangkaian digital, misal penggunaan pada peredaman bouncing dari saklar-saklar mekanik pada bagian input rangkaian digital.

 

Decade Counter IC 4026

C 4026 adalah 16-pin CMOS 7-segmen counter dari seri 4000. Jika input clock diberikan pulsa maka akan menghasilkan output dalam bentuk yang dapat ditampilkan pada layar 7-segmen. IC ini untuk menyederhanakan penggunaan dekoder desimal ke biner atau 7-segmen decoder pada rangkaian counter/pencacah, tetapi hanya terbatas digunakan untuk menampilkan (desimal) digit 0-9. Output dari 7 segmen adalah active ‘high” sehingga dibutuhkan 7 segmen yang komon katoda (negatif).

Sedangkan tabel berikut menggambarkan output yang diberikan oleh IC saat diberikan pulsa clock :

Rangkaian counter yang digunakan disini adalah menggunakan IC 4026 (Decade Counter) salah satu IC dari keluarga CMOS. IC counter ini akan mencacah apabila mendapatkan input clock berubah dari logika rendah ke tinggi. IC ini juga langsung bisa hubungkan ke seven segment karena keluarannya memang dirancang untuk seven segment. Jadi tidak perlu menggunakan IC decoder sebagai pengubah nilai biner menjadi nilai 7-segment.

 

Infrared Sensor 

Infrared (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infrared, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier). Bentuk dan Konfigurasi Pin IR Detector Photomodules TSOP.

Konfigurasi pin infra red (IR) receiver atau penerima infra merah tipe TSOP adalah output (Out), Vs (VCC +5 volt DC), dan Ground (GND). Sensor penerima inframerah TSOP ( TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules ) memiliki fitur-fitur utama yaitu fotodiode dan penguat dalam satu chip, keluaran aktif rendah, konsumsi daya rendah, dan mendukung logika TTL dan CMOS. Detektor infra merah atau sensor inframerah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) adalah penerima inframerah yang telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz, sehingga penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 dan 1. Jika detektor inframerah (TSOP) menerima frekuensi carrier tersebut, maka pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut, maka keluaran detektor inframerah (TSOP) akan berlogika 1.

Dari grafik dapat disimpilkan bahwa semakin jauh jarak benda maka semakin kecil output nya, dan begitu juga sebaliknya.

Dari grafik dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi intensitass cahaya maka semakin rendah nilai resistansi dan sebaliknya.

4. Rangkaian [Kembali]

Sebelum Alat Aktif

Alat Dalam Keadaan Aktif

5. Prinsip Kerja Rangkaian [Kembali]

Pada rangkaian kali ini ada dua jenis sensor yang digunakan yaitu Flamp Sensor dan Soil Moisture Sensor yang dimana kegunaan dari Flame Sensor yaitu sebagai mendeteksi terjadinya kebakran pada lahan pertanian dan kegunaan dari Soil Moisture Sensor sebagai mendeteksi tingkat kelembapan pada tanah yang di tanami tanaman jika terlalu kering maka sensor akan mendeteksi dan akan mengaktifkan penyiram.

Pada Sensor pertama yang ada paling atas sebekah kiri yaitu Flame sensor pada flame sensor disini akan aktif ketika terdeteksinnya ada api di dalam kebun dimana sesnor akan aktif ditandai dengan berlogika 1 HIGH. Maka karena senso aktif akan dikirimkannya teganngan yang mengalir ke power supplay di collector ke emitor. Di emitor ada percabangan, dimana dihubungkan dengan kaki input A dari demultiplexer. Terdapat 2 input dari demultipexer yaitu A dan B, karena A logika 1 dan B logika 0, maka input dari demultipexer adalah Q1 berlogika 0 karena aktif rendah.Output dair Q1 dihubungkan ke input 1 di encoder sehingga output dari encoder yaitu Q0 berlogika 0 karena aktif rendah. Selanjutnya dihubungkan dengan inverter, sehingga menjadi logika 1. Selanjutnya dihubungkan dengan transistor sehingga transistor aktif, maka aka nada arus yang mengalir dari collector ke emitor dan ke ground. Karena ada arus yang mengalir di relay, maka switch relay bergerak ke kiri, dimana menghubungkan batterai dengan motor, motor akan berputar yang menandakan Pompa air akan aktif untuk memadmkan api. 

Selanjutnya Soil Moisture Sensor yang akan digunakan sebagai mendeteksi kelebapan tanah dimana akan di tandai dengan tingkat kekeringan mulai tinggi maka POT HG akan tinggi persennya atau 80-100% maka sensor akan akan mengirimkan teganngan yang dihubungkan dengan transistor, sehingga transistor aktif, maka akan ada arus yang mengalir dari emitor Q1 yang dihubungkan dengan collector Q2 ke emitor Q2 dan berakhir ke ground.. Di emitor Q2  ada percabangan, dimana dihubungkan dengan kaki input B dari demultiplexer. Karena A dan B berlogika 1 maka output Demux adalah Q3 berlogika 0, yang dihubungkan dengan kaki input 3 di encoder. Maka outputnya adalah Q0 dan Q1 berlogika 0. Karena Q0 berlogika 0 maka kipas saluran udara masuk dan keluar aktif. Output dari Q1 di inverter sehingga menjadi logika 1, Selanjutnya dihubungkan dengan transistor sehingga transistor aktif, maka aka nada arus yang mengalir dari collector ke emitor dan ke ground. Karena ada arus yang mengalir di relay, maka switch relay bergerak ke kiri, dimana menghubungkan batterai dengan motor sehingga aktif maka motor akan memompa air untuk menyiram tanaman.

Jika ada orang yang mendekati pintu maka akan terdeteksi oleh sensor PIR sehingga sensor akan berlogika 1. Output dari sensor PIR sebesar 5V terus menuju ke resistor dan tegangan menjadi 2,82V di kaki basis, sehingga transistor Q2 akan aktif. Karena collector Q2 terhubung dengan kaki emitor Q1 maka arus terhambat.

Jika orang melewati laser sensor IR maka sensor IR akan berlogika 1, output dari sensor sebesar 5V terus menuju ke resistor dan tegangan menjadi 4,97V di kaki basis, sehingga transistor Q1 aktif. Sehingga arus akan mengalir dari power supply di collector Q1 terus menuju emitor  Q1 dan ke collector Q2 terus ke emitor Q2 dan berakhir ke ground. Terjadinya percabangan di emitor Q2 yang percabangannya itu ke ground dan ke kaki A decoder.

Pada kaki B dihubungkan dengan button yang terhubung dengan power supply. Kaki B akan berlogika 1 jika button ditekan. Karena kaki A berlogika 1 dan kaki B berlogika 0, maka output yang akan aktif adalah Q1. Karena kaki A dan B mewakili angka biner, dimana inputnya sekarang adalah 01 dimana angka biner tersebut artinya adalah 1, maka output yang aktif adalah Q1. Karena output bersifat aktif rendah, maka output yang dikelurakan adalah logika 0 (tegangan rendah). Output Q1 dihubungkan dengan inverter sehingga akan menjadi tegangan tinggi atau logika 1. Selanjutnya output tersebut dihubungkan dengan clock pada decade counter. Clock pada counter bersifat aktif tinggi, sehingga pada tegangan tinggi counter aktif.

Sistem kerja decade counter adalah setiap kali ada tegangan tinggi maka counter akan mengelurkan output berupa perwakilan bilangan biner dimulai dari 6 sampai 15. Output dihubungkan dengan LED 7 segmen yang mana output dari decade counter akan mengelurakan output dari 0 sampai 9 dan kembali ke 0 jika sudah mencapai 9. Ketika perhitungan dari 0 sampai 8 output CO adalah tegangan tinggi, dan ketika perhitungan 9 output CO akan betegangan rendah. Output CO dihubungkan dengan decade counter kedua U2. Dimana ketika decade counter pertama sudah mencapai angka 9 maka output CO akan rendah dan ketika 0 kembali output CO akan tinggi. Karena perubahan tegangan ini maka LED 7 segmen kedua akan memulai menunjukkan angka 1. Decade counter kedua akan aktif ketika perhitungan decade counter pertama sudah kembali ke angka 0.

Ketika sensor tidak bekerja dan button ditekan, maka kaki A akan berlogika 0 dan kaki  B akan berlogika 1 sehingga bilangan binernya adalah 1 0 artinya adalah 2 sehingga output yang akan aktif adalah Q2, Q2 akan mengeluarkan tegangan rendah yang dinverter menjadi tegangan tinggi yang dihubungkan dengan kaki input MR pada kedua decade counter. Kaki MR ketika mendapatkan tegangan tinggi maka decade counter akan  direset ouputnya dimulai dari awal lagi.

Decade counter akan melakukan perhitungan terus menerus jika ada orang yang terdeteksi PIR dan orang tersebut mengenai laser sensor IR.

6. Video Rangkaian [Kembali]

7. Link Downlaod [Kembali]

video

html 

rangkaian

datasheet transistor

datasheet sensor pir

datasheet sesnor infrared

Datasheet Resistor 

Library IR Sensor 

Library Sensor PIR 

Datasheet IC 4026 

Datasheet Seven Segment 

Datasheet Decoder 4556 

Datasheet Gerbang Inverter