APLIKASI COUNTER

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

a) Prosedur

b) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja

c). Video simulasi

6. Download file

1. Pendahuluan [kembali]

Pertanian merupakan sektor penting dalam pemenuhan kebutuhan pangan masyarakat. Namun, berbagai tantangan masih sering dihadapi oleh para petani, seperti serangan hama yang merusak tanaman serta pengelolaan penyiraman yang belum optimal. Hama dapat menyerang secara tiba-tiba dan dalam waktu singkat menyebabkan kerusakan serius pada tanaman, sedangkan penyiraman yang tidak teratur dapat menghambat pertumbuhan tanaman, bahkan menyebabkan tanaman mati akibat kekurangan atau kelebihan air.

Untuk mengatasi permasalahan tersebut, diperlukan suatu sistem yang mampu membantu dalam mendeteksi keberadaan hama sekaligus mengatur proses penyiraman tanaman secara lebih terkontrol. Dengan adanya sistem semacam ini, diharapkan pengelolaan lahan pertanian menjadi lebih efisien dan hasil panen dapat meningkat. Pemanfaatan teknologi dalam sistem ini memberikan peluang bagi petani untuk memantau kondisi tanaman secara lebih praktis dan mengambil tindakan pencegahan atau perawatan yang lebih cepat dan tepat.

2. Tujuan [kembali]

Mengetahui konsep dasar sistem pendeteksi hama dan penyiraman tanaman.
Mengetahui prinsip kerja dari sistem pendeteksi hama dan penyiraman tanaman.
Mampu merancang dan menganalisis rangkaian sistem pendeteksi hama dan penyiraman tanaman.

3. Alat dan Bahan [kembali]

ALAT
        1. Power Supply

Spesifikasi :
1. Daya listrik (Power supply): Ini mengacu pada daya yang diberikan oleh sumber listrik ke peralatan elektronik. Daya ini diukur dalam watt (W). Spesifikasi daya listrik mencakup tegangan input yang diperlukan (misalnya 110V atau 220V AC) dan frekuensi (misalnya 50Hz atau 60Hz).
2. Konsumsi daya (Power consumption): Ini adalah jumlah daya yang dikonsumsi oleh peralatan elektronik saat beroperasi. Konsumsi daya juga diukur dalam watt (W) dan umumnya dicantumkan dalam spesifikasi produk. Informasi ini membantu untuk mengetahui berapa banyak daya yang diperlukan oleh peralatan tersebut dan mempengaruhi kebutuhan daya listrik yang dibutuhkan.
3. Daya output (Power output): Jika Anda merujuk pada peralatan yang menghasilkan daya, seperti power amplifier atau power bank, spesifikasi power output akan memberikan informasi tentang daya yang dihasilkan oleh perangkat tersebut. Ini juga diukur dalam watt (W) dan mungkin mencakup spesifikasi daya maksimum dan daya kontinu yang dapat dihasilkan.

        2. Voltmeter DC

Spesifikasi :
1. Rentang pengukuran: Ini mengacu pada rentang tegangan yang dapat diukur oleh voltmeter. Misalnya, voltmeter mungkin memiliki rentang pengukuran antara 0 hingga 10 volt atau 0 hingga 1000 volt
2. Akurasi: Ini adalah tingkat ketepatan voltmeter dalam mengukur tegangan. Akurasi biasanya dinyatakan dalam persentase kesalahan maksimum. Sebagai contoh, voltmeter mungkin memiliki akurasi ±1% yang berarti kesalahan maksimum yang mungkin terjadi adalah 1% dari nilai yang diukur.
3. Resolusi: Resolusi mengacu pada jumlah digit yang ditampilkan pada voltmeter. Resolusi yang lebih tinggi berarti voltmeter dapat menampilkan angka yang lebih rinci. Sebagai contoh, voltmeter dengan resolusi 3 digit dapat menampilkan angka hingga tiga angka di belakang koma.
4. Impedansi input: Ini adalah resistansi internal voltmeter terhadap arus listrik yang melewati alat. Impedansi input yang lebih tinggi pada voltmeter memungkinkan pengukuran tegangan yang lebih akurat tanpa mengganggu sirkuit yang sedang diukur.
5. Jenis input: Voltmeter dapat dirancang untuk mengukur tegangan searah (DC) atau tegangan bolak-balik (AC). Beberapa voltmeter juga dapat mengukur kedua jenis tegangan.

        3. Battery

Spesifikasi :
- Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
- Output voltage: dc 1~35v
- Max. Input current: dc 14a
- Charging current: 0.1~10a
- Discharging current: 0.1~1.0a
- Balance current: 1.5a/cell max
- Max. Discharging power: 15w
- Max. Input current: dc 14a
- Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
- Ukuran: 126x115x49mm
- Berat: 460gr

BAHAN
        1. Resistor
Spesifikasi :
Resistance (ohms)          : 10K, 500K
Power (Watts)              : 0.25W, 1/4W
Tolerance                      : -+ 5%
Packaging                      : Bulk
Composition                  : Carbon Film
Temperature Coefficient : 350 ppm/C
Lead free status            : Lead free
RoHS status                  : RoHS Compliant

    2. Dioda

Spesifikasi :
- Package Type                         : Available in DO-41 & SMD package
- Diode TYpe                               : Silicon rectifier general usage diode
- Max repetitive reverse voltage   : 1000 volts
- Average Fwd Current                : 1000 mA
- Non-repetitive max Fwd current : 30A
- Max power disipation                 : 3 W
- Max storage & operating temperature should be : -55 to +175 Centigrade

    3. Transistor

Spesifikasi :
- Jenis Paket: TO-92
- Jenis Transistor: NPN
- Arus Kolektor Maks (IC): 100mA
- Tegangan Kolektor-Emitor Maks (VCE): 45V
- Tegangan Kolektor-Basis Maks (VCB): 50V
- Tegangan Basis Emitor Maks (VEBO): 6V
- Disipasi Kolektor Maks (Pc): 500 miliWatt
- Frekuensi Transisi Maks (ft): 300 MHz
- Penguatan Arus DC Minimum & Maksimum (hFE): 110 – 800
- Penyimpanan Maks & Suhu Pengoperasian Harus: -65 hingga +150 Celcius

        4. Relay

Spesifikasi :
- Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
- Arus pemicu 70mA
- Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V
- Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V
- Switching maksimum

      5. Motor DC

Spesifikasi
- 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: 10gcm
- Motor Size: 27.5mm x 20mm x 15mm
- Weight: 17 grams

      6. OP-Amp LM741

(Inverting Amplifier)
(Non Inverting Amplifier)

Spesifikasi
- 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)
- Karakteristik tidak berubah dengan suhu)
- Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)

        7. Gerbang NOT

   8. Encoder IC 74147

Konfigurasi :
Tabel Kebenaran :

    9. Decoder IC 74247

Konfigurasi pin :
spesifikasi :


        10. Seven Segment Anoda

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)y
- 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

      11. LED

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

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

    12. Sensor PIR

Spesifikasi
- Tegangan: 5V-20V
- Konsumsi daya: 65 mA
- TTL output: 3,3 V, 0V
- Waktu tunda: dapat disesuaikan (.3->5 menit)
- Waktu penguncian: 0,2 detik
- Metode pemicu: l - nonaktifkan pemicu berulang, H aktifkan pemicu berulang
- Rentang penginderaan: kurang dari 120 derajat, dalam jarak 7 meter
- Suhu: -15 ° ~ 70
- Dimensi: 3224 mm, jarak antara sekrup 28mm, M2, Dimensi lensa diameter: 23mm

   13. Sensor Touch

Spesifikasi
- Tegangan kerja : 2v s/d 5.5v (optimal 3V)
- Output high VOH : 0.8 VCC (typical)
- Output low VOL : 0.3 VCC (max)
- Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V) : 8 mA

  14. Sensor Infrared

Spesifikasi

IC 4555 (Demuxtiplexer)

Spesifikasi

IC 74247 (Decoder)

Spesifikasi

IC 74147 (Encoder)

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

IC 4013 (D Flip Flop)

Spesifikasi

OPAMP LM741

Spesifikasi

CD4011 (Gerbang NAND 2 Input)

Spesifikasi

CD4081 (Gerbang AND 2 Input)

Spesifikasi

CD4071 (Gerbang OR 2 Input)

Spesifikasi

CD4077(Gerbang XNOR 2 Input)

Spesifikasi

DM7404 (Gerbang NOT)

Spesifikasi

4. Dasar Teori [kembali]

1. Resistor

${\begin{aligned}V&=IR\\I&={\frac {V}{R}}\end{aligned}}$

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 resistor

Perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna

- Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)

- Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2

- Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)

- Gelang ke 4 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut

2. Diode

Cara kerja dioda sendiri dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).

- 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

- Kondisi 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.

- Kondisi 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.

3. Transistor

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

Rumus dari Transitor adalah :

hFE = iC/iB

Dimana :

iC = perubahan arus kolektor:

iB = perubahan arus basis

hFE = arus yang dicapai

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.

Rumus-rumus transistor:

Konfigurasi Transistor:

Konfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.

Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.

Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.

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.

Pemberian bias
Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu:
1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.

2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.

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.

4. Sensor PIR

Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) adalah sebuah sensor yang biasa digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia. Sensor PIR adalah sebuah sensor yang menangkap pancaran sinyal inframerah yang dikeluarkan oleh tubuh manusia maupun hewan. Sensor PIR dapat merespon perubahan- perubahan pancaran sinyal inframerah yang dipancarkan oleh tubuh manusia.

Simbol PIR Sensor :

Grafik respon sensor

          6. 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. 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 :
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)
Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :
Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.
Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :

        8.  Logic state


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
7 jenis gerbang logika :
Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
Gerbang OR : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1.
      9. OPAMP

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.
          10. 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. 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 :
Bahan Semikonduktor Wavelength Warna
Gallium Arsenide (GaAs) 850-940nm Infra Merah
Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) 630-660nm Merah
Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) 605-620nm Jingga
Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N) 585-595nm Kuning
Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) 550-570nm Hijau
Silicon Carbide (SiC) 430-505nm Biru
Gallium Indium Nitride (GaInN)

         11. 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. Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan.

Bentuk dan Simbol Motor 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).
D Flip Flop ( IC4013)
D Flip-flop merupakan salah satu jenis flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop R-S. Perbedaan dengan R-S flip-flop terletak pada inputan R, dan D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT.

Gerbang NAND (CD4011)
Gerbang NAND sebenarnya adalah sebuah gerbang hasil dari gabungan dua buah gerbang yaitu gerbang AND dan NOTGerbang NAND adalah gerbang AND yang keluarannya disambungkan ke inverter. Dan nilai dari tabel kebenarannya merupakan kebalikan dari tabel kebenaran dari gerbang AND.

Gerbang AND (CD4081)

Gerbang logika "AND" dapat diartikan sebagai operasi perkalian antara dua variabel atau ekspresi Boolean.

Gerbang OR (CD4071)
Gerbang logika "OR" dapat diartikan sebagai operasi penjumlahan antara dua variabel atau ekspresi Boolean.

Gerbang XNOR (CD4077)
X-OR merupakan gerbang OR yang bersifat exlusif, di mana keluarannya akan nol jika masukannya bernilai sama, dan jika salah satu masukannya berbeda maka keluarannya akan bernilai 1

Gerbang NOT (DM7404)
Gerbang NOT merupakan gerbang di mana keluarannya akan selalu berlawanan dengan masukannya. Bila pada masukan diberikan tegangan ,maka transistor akan jenuh dan keluaran akan bertegangan nol. Sedangkan bila pada masukannya diberi tegangan tertentu, maka transistor akan cut off, sehingga keluaran akan bertegangan tidak nol.

- Sensor HIH-5030

Sensor yang dapat mengukur dua parameter lingkungan sekaligus, yakni suhu dan kelembaban udara (humidity). Dalam sensor ini terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah).

Spesifikasi :

Output analog
Sensor kelembaban relatif
Akurasi kelembaban: ± 3% rh.
Pasokan 2,7 vdc sampai 5,5 vdc.
Smd.tertutup, dengan / tanpa filter hidrofobik

Pinout

Grafik Respons Sensor

-Sound Sensor

Sound sensor adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Prinsip kerja sound sensor

Sensor suara bekerja berdasarkan prinsip mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik. Jenis sensor suara paling umum adalah Mikrofon Elektret Kondensator (ECM), yang terdiri dari membran, plat belakang, dan bahan elektret. Ketika gelombang suara mengenai membran, membran bergetar, menyebabkan perubahan jarak antara membran dan plat belakang. Variasi jarak ini menyebabkan perubahan kapasitansi, menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan amplitudo gelombang suara.

Grafik respon sound sensor

5. Pecobaan [kembali]

a) Prosedur[kembali]
1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan
2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen
3. Cari komponen yang diperlukan di library proteus
4. Rangkailah Rangkaian sesuai dengan gambar dibawah
5. jika ingin mensimulasikan jangan lupa masukkan library sensor PIR dan sensor sound
6.Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup/berputar (motor dc) maka rangkaian bisa digunakan
b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]
prinsip kerja rangkaian dimulai dari sensor PIR. Ketika sensor mendeteksi gerakan, ia akan menghasilkan sinyal output logika tinggi (HIGH). Kemudian sensor akan mengalirkan arus Vcc yang masuk ke sensor sebesar +5v dan mengalir menuju kaki pada rangkaian demultiplexer 1-to-4 (IC 74LS139), Dalam hal ini, output yang aktif digunakan untuk mengaktifkan gerbang logika AND (U19B). Jika gerbang AND menerima logika HIGH, maka outputnya juga menjadi HIGH. kemudian arus akan mengalir ke resistor sebesar 10k dan masuk ke kaki basis dengan tegangan +0,78v. Transistor aktif dan arus mengalir dari sumber vcc sebesar 12v ke dioda dan diteruskan ke relay. karna relay telah aktif, maka switch akan berpindah dan arus mengalir ke batrai kemudian arus mengalir motor untuk menyemprotkan pestisida alami
Pada sensor kelembaban, jika tanah kering (kelembaban rendah, <80%), maka resistansi meningkat, sehingga output sensor (Vout) menjadi tinggi (1). Kemudian sensor akan mengalirkan arus Vcc yang masuk ke sensor sebesar +5v dan mengalir menuju kaki inverting op amp. Kondisi Output Op-Amp (U2): Jika Vin > Vref (tanah kering) → Output Op-Amp = HIGH (1). Dalam hal ini, output yang aktif digunakan untuk mengaktifkan gerbang logika AND (U19B). Jika gerbang AND menerima logika HIGH, maka outputnya juga menjadi HIGH. Jika Output AND = 1: kemudian arus akan mengalir ke resistor sebesar 1k dan masuk ke kaki basis dengan tegangan +0,78v. Transistor aktif dan arus mengalir dari sumber vcc sebesar 12v ke dioda dan diteruskan ke relay. karna relay telah aktif, maka switch akan berpindah dan arus mengalir ke batrai kemudian arus mengalir ke dua cabang yaitu ke motor yang akan mengaktifkan semprotan gas dan lampu led sebagai indikator berjalannya motor. Setiap kali motor menyiram, gerbang AND menghasilkan pulsa logika HIGH yang juga dikirim ke input clock dari counter, sehingga angka akan bertambah di display 7-segment (dari 0 ke 1, lalu 2, 3, dst)
Ketika sound sensor mendeteksi adanya suara kepakan sayap atau suara burung, maka sound sensor akan berlogika 1 dan mengeluarkan output sebesar 5 V. Output sensor diteruskan kesalah satu kaki pada dua gerbang NAND dan AND. Kaki lainnya dihubungkan kepada power supply. Sehingga output pada gerbang NAND 0 dan output pada gerbang AND 1. Output gerbang NAND diteruskan kepada kaki S pada D Flip-flop dan output gerbang AND diteruskan kepada kaki R. Dikarenakan kaki R aktif, hal ini membuat kaki D tidak mempengaruhi output ada flip-flop dan hanya rangkaian RS yang mempengaruhi output. Dikarenakan R aktif, maka flip flop akan mereset output sehingga Q=0 dan Q'=1. Output Q' diteruskan ketransistor sehingga kemudian arus akan mengalir ke resistor sebesar 1k dan masuk ke kaki basis dengan tegangan +0,78v. Transistor aktif dan arus mengalir dari sumber vcc sebesar 12v ke dioda dan diteruskan ke relay. karna relay telah aktif, maka switch akan berpindah dan arus mengalir ke batrai kemudian arus mengalir ke dua cabang yaitu ke motor yang akan motor akan menggerakkan orang sawah. dan lampu led sebagai indikator berjalannya motor. Sedangkan kaki Q diteruskan kesalah satu kaki gerbang XNOR dan kaki lainnya dihubungkan dengan output gerbang AND yang diNOTkan. Maka output gerbang XNOR 1, output pada gerbang XNOR akan diteruskan kekaki 1 pada IC 74147.

C. Video simulasi

6. Download File [kembali]

Rangkaian (klik disini)

Datasheet sensor PIR klik disini

datasheet Sensor HIH 5030 [disini]

Datasheet resistor klik disini

Datasheet transistor NPN klik disini

Datasheet motor dc klik disini

Datasheet dioda klik disini

Datasheet relay klik disini

Datasheet op-amp LM741 klik disini

Datasheet encoder 74147 klik disini

Datasheet encoder 74247 klik disini

Datasheet inverter klik disini

Datasheet 7 segment klik disini

Library Sound Sensor download

Library sensor PIR klik disini

[menuju awal]

Cari Blog Ini

Kuliah