1. Tujuan [kembali]
- Untuk menyelesaikan tugas besar elektronika yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.
- Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian kontrol kelembaban tanah di taman menggunakan Sensor Soil Moisture , Sensor Pir, dan Sensor Sound.
- Mengetahui bentuk rangkaian kontrol kelembaban tanah menggunakan Sensor Soil Moisture , Sensor Pir, dan Sensor Sound serta mensimulasikan pada software proteus
Spesifikasi dari Sensor Soil Moisture :
· Tegangan Operasi: 3.3V hingga 5V DC
· Operasi Saat Ini: 15mA
· Output Digital 0V - 5V, Level pemicu yang dapat disesuaikan dari preset
· Output Analog 0V - 5V berdasarkan radiasi infra merah dari nyala api yang jatuh pada sensor
· LED menunjukkan keluaran dan daya
· Ukuran PCB: 3,2 cm x 1,4 cm
· Desain berbasis LM393
· Mudah digunakan dengan Mikrokontroler atau bahkan dengan IC Digital / Analog normal
· Kecil, murah, dan mudah didapat
Konfigurasi Sensor Soil Moisture :
- Spesifikasi :
- Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada potensiometer)
- Condeser yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi
- Tegangan kerja antara 3.3V – 5V
- Terdapat 2 pin keluaran yaitu tegangan analog dan Digital output
- Sudah terdapat lubang baut untuk instalasi
- Sudah terdapat indikator led
- Input Voltage: DC 4.5-20V
- Static current: 50uA
- Output signal: 0,3V (Output high when motion detected)
- Sentry Angle: 110 degree
- Sentry Distance: max 7 m
- Shunt for setting overide trigger: H - Yes, L - No
Features
- Carbon Film Resistor
- 4-band Resistor
- Resistor value varies based on selected parameter
- Power rating varies based on selected parameter
- Low current (max.50 mA)
- High voltage (max.300V)
- Telephony and profes.
- Light Source :LED; see Models table for wavelengths
- Illumination :High-intensity spot light
- Supply Voltage and Current :Voltage supplied by PresencePLUS sensor: 10-30V dc @360mA max.
- Connections:2 m (6.5') attached pigtail with 3-wire, 8 mm Pico-style connector
- Construction : Black anodized aluminum, glass lens
- Environmental Rating :IEC IP67
Buzzer Features and Specifications
- Rated Voltage: 6V DC
- Operating Voltage: 4-8V DC
- Rated current: <30mA
- Sound Type: Continuous Beep
- Resonant Frequency: ~2300 Hz
- Small and neat sealed package
- Breadboard and Perf board friendly
[Logic State Source (Momentary Action)]
Spesifikasi dari Toggle adalah :
• Jumlah pin : 6
• Konfigurasi : SPST
• Tipe : Toggle
• Logika : 0-1
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
Rangkuman masukan : dari ± 1,000000 V sampai ± 1000, 000 V, dengan pemilihan rangkuman secara otomatis dan indikasi beban lebih.
Ketelitian mutlak sebesar ± 0,005 persen dari pembacaan.
Stabilitas : jangka pendek 0,002 persen dari pembacaan untuk perioda 24 jam : jangka panjang 0,008 persen pembacaan untuk perioda 6 bulan.
Resolusi : 1 bagian dalam 106 (1 μV dapat dibaca pada rangkuman masukan1 V ).
Karakteristik masukan : tahanan masukan khas adalah 10 MΩ ; kapasitas masukan 40 pF.
Kalibrasi : standar kalibrasi internal yang memungkinkan kalibrasi tidak ber-gantung pada rangkaian ukur diperoleh dari sumber referensi yang distabilkan.
Soil Moisture Sensor merupakan module untuk mendeteksi kelembapan tanah, yang dapat diakses menggunakan microcontoller seperti arduino. Sensor kelembapan tanah ini dapat dimanfaatkan pada sistem pertanian, perkebunan, maupun sistem hidroponik menggunakan hidroton.Soil Moisture dapat digunakan untuk sistem penyiraman otomatis atau untuk memantau kelembapan tanah tanaman secara offline maupun online. Sensor yang dijual pasaran mempunyai 2 module dalam paket pejualannya, yaitu sensor untuk deteksi kelembapan dan module ektroniknya sebagai amplifier sinyal.
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.
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
- Fresnel Lens -->Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama.
- IR Filter -->IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.
- Pyroelectric Sensor -->Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik.
- Amplifier -->Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
- Komparator-->Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:
Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detector.
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. 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:
Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.
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.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.
Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.
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. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional. Terminal yang terdapat pada Simbol Op-Amp (Operational Amplifier/penguat operasional) diantaranya adalah :
- Masukan non-pembalik (Non-Inverting) +
- Masukan pembalik (Inverting) –
- Keluaran Vout
- Catu daya positif +V
- Catu daya negatif -V
Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.
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. LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED :
Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.
Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :
- HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
- TRUE (benar) dan FALSE (salah)
- ON (Hidup) dan OFF (Mati)
- 1 dan 0
Kata buzzer sebetulnya berasal dari Bahasa Inggris, artinya bel, lonceng, atau alarm. Sedangkan pengertian buzzer secara harfiah adalah alat yang digunakan untuk atau dimanfaatkan untuk menyampaikan dan menyebarluaskan pengumuman. Jadi pada bagian ini buzzer digunakan sebagai output yaitu sebagai penanda atau sebagai bel peringatan.
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. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
- Electromagnet (Coil)
- Armature
- Switch Contact Point (Saklar)
- Spring
Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :
Baterai atau elemen kering adalah salah satu alat listrik yang berfungsi sebagai penyimpan energi listrik dan mengeluarkan tegangan dalam bentuk listrik (sebagai sumber tegangan). Simbol baterai pada suatu rangkaian listrik dengan tegangan DC atau rangkaian elektronika :Pada umumnya baterai terdiri dari tiga komponen yang penting yaitu :1. Batang karbon (C) sebagai anode (kutub positif baterai).
2. Seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)
3. Amonium dioksida (NH4CI) sebagai larutan elektrolit (penghantar)
Terdapat dua jenis baterai yaitu :1. Baterai PrimerBaterai adalah baterai yang hanya dapat digunakan sekali, menggunakan reaksi kimia yang tidak dapat dibalik (irreversible reaction). pada umumnya dijual adalah baterai yang bertegangan listrik 1,5 volt.
2. Baterai SekunderBaterai sekunder atau biasanya disebut rechargeable battery adalah baterai yang dapat di isi ulang menggunakan reaksi kimia yang bersifat dapat dibalik (reversible reaction) biasanya digunakan pada telepon genggam.Adapun salah satu persamaan menghitung tegangan adalah :P = V x IKeterangan :P = Daya (W)V = Tegangan yang terukur (V)I = Arus yang terukur (I)
1. Prosedur Percobaan
- Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian tersebut.
- Susunlah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini
- Resistor yang digunakan ada bernilai hambatan 10k, 200 dan 100.
- Baterai yang digunakan diberi tegangan yaitu 12V
- Power yang digunakan diberi tegangan yaitu 9V
- Buzzer yang digunakan diberi tegangan 12V
- Relay yang digunakan diberi tegangan 5V.
- Setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.
- Jalankan sensor Soil Moisture, Pir, dan Sound dengan menekan logicstate yaitu mengubah dari angka nol menjadi satu dan mendekatkan light pada sensor Ldr
- Jika rangkaian benar, maka sensor Soil Moisture, Pir, dan Sound akan bekerja sehingga led menyala, buzzer berbunyi dan motor pun bergerak.
- Jika logicstatenya tidak dijalankan atau berlogika 0 maka motor tidak akan bergerak, led tidak menyala, dan buzzer tidak berbunyi.
2. Rangkaian Simulasi
Prinsip Kerja
1. Pada saat kondisi tanah kering maka akan dideteksi oleh sensor soil moisture, dengan mengalirkan arus dari dua probe melalui tanah. Tanah kering akan menghasilkan tegangan yang lebih besar dibadingkan dengan saat kondisi tanah basah Dengan aktifnya sensor soil moisture akan diumpankan ke induktor lalu diparalelkan ke capasitor dan resistor kemudian menuju rangkaian Detektor Noninverting dari Op amp LM741 yang mana teganganya diperkuat. tegangan tersebut diumpankan ke resistor R2 kemudian menuju basis transistor BC547, transistor ini berfungsi sebagai transistor fixed bias. karena tegangan di kaki VBE telah cukup maka transistor akan aktif menyebabkan arus mengalir dari VCC melewati relay ke collector ke emitor berakhir di ground dan ada juga arus dari VCC mengalir ke resistor RB lalu kembali lagi ke kaki base transistor BC547. Dengan aktifnya relay, switch relay bergeser dari kanan ke kiri sehingga loop tertutup maka ada arus yang mengalir yang membuat buzzer yang berperan sebagai bunyi tanda kekurangan air menyala dan LED yang berperan sebagai indikator kekurangan air menyala.
2. Suara dari buzzer akan diterima oleh sound sensor dan akan berlogika satu lalu mengeluarkan tegangan vout dari terminal out. Tegangan tersebut menuju ke rangkaian Buffer Amplifier LM741, yang mana tegangan input sama dengan tegangan output. Tegangan yang telah dikeluarkan akan diumpankan ke resistor lalu menuju ke kaki base dari transistor BC547 yang berperan sebagai Transistor Self Bias. Karena tegangan VBE telah cukup maka transistor akan aktif menyebabkan arus mengalir dari VCC melewati relay ke collector ke emitor ke resistor RE dan berakhir di ground. Dengan aktifnya relay, switch relay bergeser dari kanan ke kiri sehingga loop tertutup maka ada arus yang mengalir yang membuat motor yang berperan sebagai Springkler Rotary aktif dan juga mengaktifkan LED yang berperan sebagai indikator air akan disemprot menyala.
3. Sensor Pir, sensor ini di supply oleh power pada terminal vcc, lalu pada terminal gnd di groundkan, jika dideteksi manusia logicstate akan berlogika 1, dan arus akan mengalir dan keluar berupa tegangan di kaki vout, lalu tegangan output diteruskan kekaki noninverting dari rangkaian noninverting amplifier op amp lm741 lalu pada kaki invertingnya terdapat resistor RI bernilai 5kohm, lalu ada juga resistor RF 10kohm yg dihubungkan langsung ke vout dari rangkaian op amp. Tegangan vout yang dihasilkan disimpankan kembali ke resistor R22 10kohm lalu menuju ke basis transistor BC547, yang mana transistor yang digunakan yaitu transistor fixed bias. Karena tegagan VBE besar dari 0,7 volt makan transistor akan aktif, dengan aktifnya transistor akan mengalirkan arus dari vcc menuju relay, lalu ke kolektor-emitor-R10 200ohm-ground dan ada juga arus yang mengalir ke resistor RB 25kohm lalu menuju ke basis transistor. Aktifnya transistor menyebabkan switch pada relay berpindah sehingga rangkaian menjadi loop tertutup yang mana menghidupkan motor yang berperan sebagai penghalang semprotan air guna membungkusi springkle rotary
3. Video [kembali]
Download File HTML [Link Download]Download File Rangkaian [Link Download]Download Video [Link Download]Download Gambar Rangkaian [Link Download]Download Library Soil Moisture Sensor [Link Download]Download Library Pir Sensor [Link Download]Download Library Sound Sensor [Link Download]Download Datasheet Transistor [Link Download]Download Datasheet DC Voltmeter [Link Download]Download Datasheet Battery [Link Download]Download Datasheet LED [Link Download]Download Datasheet Dioda [Link Download]Download Datasheet Buzzer [Link Download]Download Datasheet Sensor Pir [Link Download]Download Datasheet Soil Moisture Sensor [Link Download]Download Datasheet Sensor Sound [Link Download]Download Datasheet Relay [Link Download]Download Datasheet Resistor [Link Download]Download Datasheet Op amp LM741 [Link Download]
