Tugas Besar (Kontrol Ruang Pengering Jagung)

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Teori

4. Rangkaian

5. video

6. Download

1. Tujuan

• Mengetahui dan memahami cara kerja dari sensor
• Dapat mengaplikasikan atau membuat Rangkaian Kontrol Ruang Pengering Jagung menggunakan proteus 
• Dapat menjalani rangkaian pada proteus

2. Alat dan Bahan

- Power Supply DC

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik atau elektronika lainnya.

- Voltmeter DC

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

 2.2 Bahan[Daftar]

- Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Pada rangkaian ini resistor juga berfungsi untuk mencari frekuensi pada IC.

Pin Out:

Spesifikasi:

 

- Transistor BC548C
 

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Konfigurasi Pin out:

Spesifikasi:

 - Diode

Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.

Karakteristik Dioda:

 

 

 - LED

 
LED ialah suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. LED (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator/lampu indikator. Contohnya dapat kita jumpai pada rangkaian-rangkaian elektronika led digunakan sebagai indikator ON/OFF.

Spesifikasi:

 - 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.

Datasheet Battery:

 

 - OpAmp IC LM324

Operatinal amplifier atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan arus searah yang memiliki bati (faktor penguatan) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Penguat operasional adalah perangkat yang sangat efisien dan serba guna. Contoh penggunaan penguat operasional adalah untuk operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan terhadap tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti komparator dan osilator dengan distorsi rendah.

Konfigurasi  OpAmp:

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 +

 Gelombang input dan output op amp:

Spesifikasi:

 

- Gerbang Logika AND

 

Gerbang AND (IC 7408) memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0.

Konfigurasi pin : 

          -  Pin 7 adalah suplai negatif

          -  Pin 14 adalah suplai positif

          - Pin 1 & 2, 5 & 6, 8 & 9, 12 & 13 adalah input gerbang

          - Pin 3, 4, 10, 11 adalah keluaran gerbang

Spesifikasi  :

    - Catu daya : 3 V - 15 V
    - Fungsi : Quad 2-Input AND Gate
    - Propagation delay : 55 ns
    - Level tegangan I/O : CMOS
    - Kemasan : DIP 14-pin

- Gerbang Logika OR 7432

OR( IC 7432 ) adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0 apabila semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya output berlogika 1 apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 1.

Konfigurasi Pin :

 

Spesifikasi : 

    Tegangan Suplai: 5 hingga 7V

    Tegangan Input: 5 hingga 7V

    Kisaran suhu pengoperasian = -55 ° C hingga 125 ° C

    Tersedia dalam paket SOIC 14-pin

 - JK Flipflop

JK flip-flop adalah perangkat memori bit tunggal dua status sekuensial yang dinamai menurut penemunya oleh Jack Kil. dari jam atau di tepi belakangnya dan karenanya dapat dipicu oleh sisi positif atau negatif, masingmasing.

 

 - Decoder

 

IC 74247, merupakan IC TTL Decoder BCD to 7 Segment. IC ini berfungsi untuk mengubah kode bilangan biner BCD (Binary Coded Decimal) menjadi data tampilan untuk penampil/display 7 segment yang bekerja pada tegangan TTL (+5 volt DC).

konfigurasi pin:

 Datasheet decoder:

 

 - 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).

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Maksimum beban AC 10A @250/125V

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

5. Switching maksimum 300 operasi/menit

Konfigurasi pin:

Spesifikasi:

 

- Ground

Ground berarti sebuah titik referensi umum atau tegangan potensial sama dengan “tegangan nol”. Ground bersifat relatif, karena dapat memilih titik dimana saja dalam sirkuit untuk dijadikan ground untuk mereferensi semua tegangan dalam rangkaian.
Ground juga berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
Sistem gronding pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah memberikan perlindungan  pada seluruh sistem.

- Motor

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo.

Tegangan Terukur 5V DC                        

 Spesifikasi item:

 o   Tanpa kecepatan beban 12000 ± 15% rpm

 o   Tidak ada arus beban =280mA 

 o   Tegangan operasi 1.5-9V DC

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

 o   mulai saat ini =5A

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

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

 o   daya, searah jarum jam dianggap oleh arah poros keluaran

 o   celah poros 0,05-0,35mm

Grafik  Motor DC:

Datasheet Motor DC:

 

- Buzzer

 

Buzzer merupakan sebuah komponen elektronika yang masuk dalam keluarga transduser, yang dimana dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Nama lain dari komponen ini disebut dengan beeper. Buzzer berfungsi sebagai indikator pada rangkaian ini.

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:

a. Tegangan operasi 4-8V DC

b.Arus <30mA

c. Frekuensi Resonansi 2300Hz

- Sensor Touch

 

Sensor sentuh mendeteksi sentuhan atau jarak dekat tanpa mengandalkan kontak fisik. Sensor sentuh membuat jalan mereka ke banyak aplikasi seperti ponsel, remote control, panel kontrol, dll. Sensor sentuh saat ini dapat menggantikan tombol dan sakelar mekanis.

Spesifikasi:

Konfigurasi Pin:

Datasheet:

-Sensor Hujan 

Lampu

 

 Lampu adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik.

Spesifikasi

Grafik Respons:

3. Teori

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) IC Op-Amp

Simbol 

 

 

jadikan sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.

 

 

Karakteristik IC OpAmp

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

                                                                           

Karakteristik IC OpAmp

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

Penguat Pembalik

 Rumus:

NonInverting

 Rumus:

pembanding

Rumus:

penambah

Rumus:

Bentuk Gelombang

3. 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. 

 

5. 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

6. Sensor Hujan 

adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Sensor dipasaran ini dijual dalam bentuk modul sehingga hanya perlu menyediakan kabel jumper untuk mendukung mikrokontroler atau Arduino. Prinsip kerja dari modul sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisis 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 tinggi dan rendah (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat keluaran yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter. Dengan kata singkat, sensor ini dapat digunakan untuk menyatukan kondisi tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.

 

Spesifikasi sensor hujan :

1. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya

2. Pada lapisan modul memiliki sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi

3. koneksi kerja masukan sensor 3.3V – 5V

4. Menggunakan IC komparator LM393 yang stabil

5. Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal yang bagus lebih dari 15mA

6. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya

7. Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor

8. Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)

9. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm.

 

7. 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.

4. Rangkaian

5. Prinsip Kerja

Pada rangkaian tugas besar kontrol ruang oengering jagung otomatis ini, kami menggunakan Flame Sensor sebanyak 1 buah, MQ-5 sebanyak 1 buah, Rain Sensor 1 buah, Dan Touch Sensor sebanyak 2 bauh. Sensor ini berfungsi sebagai alat yang akan digunakan pada pengontrol ruang pengering jagung ini dimana Flame sensor digunakan untuk mendeteksi api, MQ-5 digunakan untuk mendeteksi asap, Rain Sensor digunakan untuk mendeteki terjadinnya hujan dan Touch Sensor digunakan untuk menyalakan kipas dan satu lagi untuk membuka atap pada ruagan Kontrol Oengering Jagung Otomatis.

Pada Flame Sensor yang terletak paling atas sebelah kiri itu berfungsi sebagai mendeteksi terjadinnya kebakaran didalam ruangan. Yang mana ketika terjadinnya kebakaran maka Flame Sensor akan berlogika 1 HIGH lalu outputnya di hubungkan ke salah satu kaki inputan gerbang logika OR, maka sesuai dengan ketentuan gerbang logika OR, jika salah satu kaki inputan gerbang OR atau keduanya berlogika 1 HIGH maka keluaran logika gerbang logika OR akan berlogika 1 HIGH. Lalu di teruskan ke clock JK flipflop yang mana clock JK flipflop disini aktif tinggi. Pada JK flipflop, kaki J dan K nya dihubungkan ke VCC yang mana akan berlogika 1 HIGH. Sehingga sesuai dengan prinsip dari JK flipflop, apabila kaki J dan K berlogika 1 HIGH, serta  clocknya disini terinput logika 1 HIGH, maka keluaran dari JK flipflop disini yang akan aktif atau berlogika 1 HIGH adalah output Q. Sedangkan pada -Q akan berlogika 0 LOW. Keluaran dari -Q dihubungkan ke inverter sehingga terjadi pembalikan logika menjadi berlogika 1 HIGH lalu diterus kan ke kaki inputan A pada BCD decoder sehingga membentuk kode biner 0001 yang mana outputannya pada seven segmen akan menunjukkan angka 1 yang mana menandakan adanya terjadi kebakaran didalam ruangan. 

Ketika mulai terjadi kebakran maka akan ada asap yang akan keluar maka disini MQ-5 akan aktif dimana ditandai dengan logika 1 HIGH. Outputan sensor dihubungkan ke salah satu kaki inputan gerbang logika OR dan salah satu kaki inputan yang lainnya dihubungkan ke ground, sesuai dengan tabel kebenara gerbang logika gerbang logika OR, maka keluaran logika nya akan berlogika 1 HIGH lalu di teruskan ke transistor Q2. Dikarenakan tegangan VBE pada Q2 sebesar +0.73V yang mana sudah mencukupi tegangan minimum transistor aktif/forward bias, maka relay RL 2 mendapatkan supply dari sumber VCC lalu diteruskan ke kaki kolektor dari transistor Q2, diteruskan ke emiter dan ke ground. Sehingga tegangan akan mecukupi untuk memindahkan relay maka akan menghidupkan pompa untuk memadamkan api yang ada dalam ruangan.

Pada Rain Senor akan berfungsi sebagai pendeteksi hujan yang turun dimana akan ditandai dengan berlogika 1 HIGH. Disini keluaran sensornya di hubungkan ke salah satu kaki inputan gerbang logika AND 2 input, dan salah satu kaki inputan yang lain dihubungkan ke sumber VCC sehingga akan berlogika 1 HIGH, maka sesuai dengan tabel kebenaran gerbang logika AND 2 input, maka keluaran logika nya akan berlogika 1 HIGH lalu diteruskan ke resistor dan transistor Q3. Pada kaki base tansistor, tegngan VBE nya terukur sebesar +0.76V dan menyebabkan transistor Q3 aktif, relay RL2 mendapatkan supply dari sumber VCC lalu diteruskan ke kaki kolektor transistor, diteruskan ke emiter dan ke ground, dikarenakan relay mendapatkan tegangan yang mencukupi maka akan  menyebabkan relay aktif dan motor akan hidup untuk menutup atap yang terbuka.

Pada Touch sensor yang ada di sebelas kiri atas berfungsi sebagai pembuka atap pda ruang pengering jagung yang dimana akan ditandai dengan berlogika 1 di saat pemilik mengatifkan dengan cara menyentuh. dengan demikian maka akan mengatifkan relay karena adanya arus dari power suplay maka motor akan berputar untuk membuka atap.

Pada Touch Sensor yang ada di bawah kiri berfungsi sebagai menghidpkan kipas yang ada didalam rungan karena tidak kurangnya cahaya matahari maka akan digunakan kioas sebagai pengering jagung yang ada didalam ruangan dengan cara pemilik akan menyentuh touch sensor maka akan berlogikakan 1 HIGH Disini keluaran sensornya di hubungkan ke salah satu kaki inputan gerbang logika AND 2 input, dan salah satu kaki inputan yang lain dihubungkan ke sumber VCC sehingga akan berlogika 1 HIGH, maka sesuai dengan tabel kebenaran gerbang logika AND 2 input, maka keluaran logika nya akan berlogika 1 HIGH lalu diteruskan ke resistor dan transistor Q3. Pada kaki base tansistor, tegngan VBE nya terukur sebesar +0.76V dan menyebabkan transistor Q3 aktif, relay RL2 mendapatkan supply dari sumber VCC lalu diteruskan ke kaki kolektor transistor, diteruskan ke emiter dan ke ground, dikarenakan relay mendapatkan tegangan yang mencukupi maka akan  menyebabkan relay aktif dan motor akan aktif motor disini sebagai kipas yang ada didalam ruangan.

6. video

7. Download

Video Rangkaian Download

File Rangkaian Download

Html & materiDownload

Datasheet resistor Download

Datasheet transistor npn Download

Datasheet motor DC Download

Datasheet relay Download

Datasheet led Download

Datasheet Gerbang OR Download

Datasheet Gerbang AND Download

Datasheet 7 Segement Download

Datasheet Decoder Download

 

Datasheet JK Flipflop Download

Datasheet diode Download

Dataheet Flame Sensor DownloadDownload

Download library MQ-5 DownloadDownload

Download library Rain Sensor DownloadDownload

Download library sensor touch Download