Tugas Besar

Jumat, 22 April 2022

[menuju akhir]


 1. Tujuan  [kembali]

  • Mempelajari rangkaian aplikasi pengatur suhu ruangan greenhouse
  • Mempelajari prinsip kerja aplikasi pengatur suhu ruangan greenhouse
  • Mempelajari rangkaian aplikasi pengatur suhu ruangan greenhouse              
2. Alat dan Bahan [kembali]

    a. Alat

        1). Baterai


                Baterai pada rangkaian ini digunakan sebagai sumber energi listrik atau sumber tegangan                     untuk menjalankan rangkaian.



    b. Bahan

        1). Resistor

                

            Spesifikasi resistor



        2). Kapasitor


            Spesifikasi kapasitor


        3). Dioda


            Spesifikasi dioda


        4). Transistor 

            Spesifikasi transistor


            Konfigurasi pin


        5). Relay


            Spesifikasi

        
            Konfigurasi pin




        6). LM35



            Spesifikasi           

  • Dikalibrasi Langsung dalam Celcius (Celcius)
  • Faktor Skala Linear + 10-mV / ° C
  • 0,5 ° C Pastikan Akurasi (pada 25 ° C)
  • Dinilai untuk Rentang Penuh −55 ° C hingga 150 ° C
  • Cocok untuk Aplikasi Jarak Jauh
  • Biaya Rendah Karena Pemangkasan Tingkat Wafer
  • Beroperasi Dari 4 V hingga 30 V
  • Pembuangan Arus Kurang dari 60-μA
  • Pemanasan Mandiri Rendah, 0,08 ° C di Udara Diam
  • Hanya Non-Linearitas ± ¼ ° C Tipikal
  • Output Impedansi Rendah, 0,1 Ω untuk Beban 1-mA 

            Konfigurasi pin




            Grafik respon



        7). Op-amp


            Spesifikasi
  • Integrated with two Op-Amps in a single package
  • Wide power supply Range
    1. Single supply – 3V to 32V
    2. Dual supply – ±1.5V to ±16V
  • Low Supply current – 700uA
  • Single supply for two op-amps enables reliable operation
  • Short circuit protected outputs
  • Operating ambient temperature – 0˚C to 70˚C
  • Soldering pin temperature – 260 ˚C (for 10 seconds – prescribed)
  • Available packages: TO-99, CDIP, DSBGA, SOIC, PDIP,  DSBGA
            
            Konfigurasi pin




        8). Potensiometer


        9). Ground



        10). Lampu



       

3. Dasar Teori [kembali]

    a. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.

Simbol resistor sebagai berikut :


Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.

Kapasitas Daya Resistor

Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.

Nilai Toleransi Resistor

Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).

Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%.

Jenis-Jenis Resistor

Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film.

  1. Resistor Kawat (Wirewound Resistor)

Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.

  1. Resistor Arang (Carbon Resistor)

Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.

  1. Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)

Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.

Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor)

  1. Resistor Tetap(Fixed Resistor)

Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti :

  • Metal Film Resistor
  • Metal Oxide Resistor
  • Carbon Film Resistor
  • Ceramic Encased Wirewound
  • Economy Wirewound
  • Zero Ohm Jumper Wire
  • S I P Resistor Network

  1. Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)

Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu :

  • Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis
  • Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah “Trimer Potensiometer atau VR”
  • Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain.
  • LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut.

Jenis-jenis resistor tetap dan variable diatas akan dibahas lebih detil dalam artikel yang lain.

Menghitung Nilai Resistor

Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable.

Kode Warna Resistor

Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :



  1. tor Dengan 4 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

  1. Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

  1. Resistor Dengan 6 Cincin Warna

Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.

Kode Huruf Resistor

Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor.


Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :

  • R, berarti x1 (Ohm)
  • K, berarti x1000 (KOhm)
  • M, berarti x 1000000 (MOhm)

Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :

  • F, untuk toleransi 1%
  • G, untuk toleransi 2%
  • J, untuk toleransi 5%
  • K, untuk toleransi 10%
  • M, untuk toleransi 20%

Rumus Resistor:

    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 :


Dimana V adalah tegangan,  I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan


Mencari resistansi total dalam rangkaian dapat menggunakan :

Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n


        2). Kapasitor

    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi arus listrik. Alessandro Volta adalah seorang ilmuwan dari negara Italia pernah menyatakan bahwa "semua benda yang dapat menyimpan energi disebut condensatore". Oleh karena itu kapasitor yang memiliki ukuran besar dalam mikrofarad (uF), sering disebut kondensator. Kapasitor disebut komponen pasif karena akan bekerja ketika diberi arus listrik, besar energi yang disimpan oleh sebuah kapasitor ditentukan oleh besar nilai kapasitor dan waktu pengisian kapasitor.
    Konstruksi dasar dari sebuah kapasitor dibuat dari 2 lempengan plat logam yang dipasang sejajar tetapi tidak saling berhubungan, lempengan tersebut disekat/diisolasi oleh lapisan bahan dielektrik, Jenis bahan dielektrik inilah yang menentukan spesifikasi dan juga nama dari jenis kapasitor tersebut, seperti: mika, polyster, keramik, dan gel cair seperti yang digunakan pada electrolit kapasitor (ELKO). Lempengan plat logam dibentuk sesuai dengan model kapasitor, sedangkan besar nilai kapasitansi dan rating tegangan kapasitor ditentukan oleh konstruksi lempengan plat logam dan lapisan isolasi (Dielektrik).

Konstruksi kapasitor
Konstruksi kapasitor

Cara Kerja Kapasitor

    Jika muatan positip (+) diberikan pada salah satu plat dan plat yang lain diberi muatan negatip (-) maka sifat muatan pada kondisi ini akan saling tarik menarik, tetapi karena adanya lapisan isolasi elektron-elektron itu tertahan dan tidak akan pernah mengalir, sehingga muatan listrik akan terjebak pada masing-masing plat dan terserap keseluruh kepingan plat, kepingan plat membutuhkan waktu untuk mengisi muatan (Charge) sehingga mencapai tegangan maksimum yang diberikan, dan selama tidak ada rangkaian konduksi yang dapat menarik atau mengeluarkan muatan listrik dari kapasitor, muatan listrik akan terus tersimpan pada kapasitor.


Sifat Kapasitor

    Kapasitor bersifat menahan arus DC dan melewatkan arus AC. Jika dialiri arus DC maka arus akan diserap oleh kapasitor sehingga mencapai tegangan maksimum power supply (Full Charge), dan karena dihalangi oleh lapisan isolasi yang bersifat non konduktif, arus DC tidak akan pernah tembus mengalir pada kapasitor.. Dan ketika kapasitor dialiri arus AC maka lapisan isolasi dapat ditembus oleh perubahan elektron dari sinyal ac dengan resistansi yang sangat kecil bahkan  tidak ada resistansi (tanpa tahanan) dan sering digunakan sebagai kopling pada rangkaian audio.


Jenis dan Simbol Kapasitor

Non Polar
Adalah jenis kapasitor tanpa polaritas, artinya pemasangan dibolak-balik tidak masalah. Kapasitor jenis ini umumnya memiliki nilai kapasintansi yang kecil antara pikofarad dan nanofarad. Contoh kapasitor non polar adalah: kapasitor keramik, mika, dan polyester.

Bipolar
Adalah jenis kapasitor yang memiliki polaritas positif dan negatif. Hati-hati saat pemasangan kapasitor jenis ini karena jika dipasang terbalik akan merusak kapasitor bahkan bisa menimbulkan ledakan. Contoh kapasitor bipolar adalah: Elektrolit kapasitor (ELKO), dan kapasitor tantalum.

Variable kapasitor
Kapasitor ini umumnya jenis nonpolar, biasa dipakai untuk penalaan radio frekuensi pada rangkaian oscilator, contoh kapasitor ini adalah: VARCO dan kapasitor trimer.
      Jenis dan Simbol Kapasitor
      Simbol dan Jenis kapasitor




      Cara Membaca dan Menghitung Nilai Kapasitor berdasarkan Kode Angka dan Huruf-nya.

      Satuan Kapasitansi Kapasitor adalah Farad, tetapi Farad merupakan satuan yang besar untuk sebuah Kapasitor yang umum dipakai oleh Peralatan Elektronik. Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang merupakan turunan dari Farad menjadi pilihan utama produsen dalam memproduksi sebuah Kapasitor agar dapat digunakan oleh peralatan Elektronika. Satuan-satuan tersebut diantaranya adalah : Micro Farad (µF), Nano Farad (nF) dan Piko Farad (pF ).

      Berikut ini adalah ukuran turunan Farad yang umum digunakan dalam menentukan Nilai Kapasitansi sebuah Kapasitor :

      1 Farad          = 1.000.000µF (mikro Farad)
      1µF                = 1.000nF (nano Farad)
      1µF                = 1.000.000pF (piko Farad)
      1nF                = 1.000pF (piko Farad)

      Cara Membaca Nilai Kapasitor Elektrolit (ELCO)

          Untuk Kapasitor Elektrolit atau ELCO, nilai Kapasitansinya telah tertera di label badannya dengan jelas. Jadi sangat mudah untuk menentukan nilainya. Contoh 100µF 16V, 470µF 10V, 1000µF 6.3V ataupun 3300µF 16V. 

      Cara Membaca Nilai Kapasitor Keramik, Kapasitor Kertas dan Kapasitor non-Polaritas lainnya

      Untuk Kapasitor Keramik, Kapasitor Kertas, Kapasitor Mika, Kapasitor Polyester atau Kapasitor Non-Polaritas lainnya, pada umumnya dituliskan Kode Nilai dibadannya. Seperti 104J, 202M, 473K dan lain sebagainya. Maka kita perlu menghitungnya ke dalam nilai Kapasitansi Kapasitor yang sebenarnya.

      Contoh untuk membaca Nilai Kode untuk Kapasitor Keramik diatas dengan Tulisan Kode 473Z. Cara menghitung Nilai Kapasitor berdasarkan kode tersebut adalah sebagai berikut :

      Kode : 473Z
      Nilai Kapasitor = 47 x 103
      Nilai Kapasitor = 47 x 1000
      Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047µF

      Huruf dibelakang angka menandakan Toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, Berikut adalah daftar Nilai Toleransinya :

      B = 0.10pF
      C = 0.25pF
      D = 0.5pF
      E = 0.5%
      F = 1%
      G= 2%
      H = 3%
      J = 5%
      K = 10%
      M = 20%
      Z = + 80% dan -20%

      473Z = 47,000pF +80% dan -20% atau berkisar antara 37.600 pF ~ 84.600 pF.
      Jika di badan badan Kapasitor hanya bertuliskan 2 angka, Contohnya 47J maka perhitungannya adalah sebagai berikut :

      Kode : 47J

      Nilai Kapasitor = 47 x 100
      Nilai Kapasitor = 47 x 1
      Nilai Kapasitor = 47pF

      Jadi Nilai Kapasitor yang berkode 47J adalah 47 pF ±5% yaitu berkisar antara 44,65pF ~ 49,35pF

      Jika di badan Kapasitor tertera 222K maka nilai Kapasitor tersebut adalah :

      Kode : 222K

      Nilai Kapasitor = 22 x 102
      Nilai Kapasitor = 22 x 100
      Nilai Kapasitor = 2200pF

      Toleransinya adalah 5% :
      Nilai Kapasitor = 2200 – 10% = 1980pF
      Nilai Kapasitor = 2200 + 10% = 2420pF

      Jadi Nilai Kapasitor dengan Kode 222K adalah berkisar antara 1.980 pF ~ 2.420 pF.


        Rangkaian Seri-Paralel Kapasitor

        Rangkaian kapasitor bisa dibuat secara seri atau paralel,sehingga dapat menghasilkan nilai kapasitansi baru yang tidak ada dipasaran.

        Rangkaian Kapasitor


        Untuk menghitung total kapasitansi rangkaian seri berlaku rumus:


        Ctotal (Ct) = 1/C1+1/C2+1/C3
         

        Dan untuk menghitung total kapasitansi rangkaian parallel berlaku rumus:


        Ctotal (Ct) = C1+C2+C3


                3). Dioda

            Dioda atau disebut juga sinyal dioda adalah komponen dasar semikonduktor aktif yang hanya bisa mengalirkan arus satu arah saja (forward bias) yaitu dari arah positip (Anoda) ke arah negatif (Katoda) namun memblok arus untuk arah sebaliknya. Dalam rangkaian elektronika dioda diibaratkan sebagai kran/katup listrik satu arah. Dioda memiliki dua elektroda yaitu elektroda positip (Anoda) dan elektroda negatif (Katoda). Secara umum dioda biasa dipakai untuk merubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) atau disebut sebagai Rectifier.

            Dioda dibuat dari bahan semikonduktor seperti germanium (Ge), Silicon (Si) dan galium arsenide (GaAs), sifat listrik pada jenis material tersebut ialah menengah atau dengan kata lain tidak baik sebagai konduktor dan tidak baik juga sebagai insulator, sifat ini dinamakan semikonduktor.

            Material semikonduktor memiliki sangat sedikit "elektron bebas" karena molekul atomnya terkumpul bersama dalam bentuk pola kristal yang sering disebut "kisi kristal". Untuk meningkatkan daya hantar listrik pada material ini maka perlu dicampurkan "kotoran atom" pada struktur kristalnya sehingga menghasilkan lebih banyak elektron bebas dan lubang atom. Untuk menghasilkan sisi Negatif (katoda) pada dioda maka material semikonduktor biasanya dicampurkan kotoran atom dengan bahan seperti: Arsenik, Antimony atau Fosfor. dan untuk menghasilkan sisi positip (Anoda) dicampur dengan kotoran atom dari bahan Aluminium, Boron atau Galium. 

        Jenis dan Simbol Dioda

        Seperti penjelasan diatas, Jenis dioda tergantung dari bahan material yang dipakai saat pembuatannya, dibawah ini adalah contoh gambar dan simbol dari jenis-jenis dioda:

        Jenis dan Simbol Dioda


        1. Dioda Silicon
            Terbuat dari bahan Germanium, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,7V, pada rangkaian elektronika biasa dipakai sebagai penyearah (rectifier). Contoh dioda Germanium adalah: 1N4000 series dan 1N5000 series dll.

        2. Dioda Germanium
            Terbuat dari bahan Silicon, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,3V. Biasa diaplikasikan sebagai dioda penyearah. contoh dioda silicon adalah: IN4148 atau 1N914 dll.

        3. Dioda Zener
            Terbuat dari bahan silikon, dioda zener atau sering disebut juga "breakdown diode" berfungsi sebagai pembatas tegangan pada rangkaian, atau dengan kata lain dioda zener adalah komponen regulator tegangan sederhana.  dioda zener memiliki rating tegangan antara 1 sampai ratusan volt dengan daya mulai dari 1/4w.

        4. Light Emitting Diode atau LED
            Adalah jenis dioda yang dapat mengeluarkan cahaya, LED yang banyak dipasaran berbentuk kubah bulat dan juga kotak persegi dengan variasi warna merah, kuning, hijau, biru atau putih. batas arus maksimum LED adalah 20mA. dan memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) antara 1,2v sampai 3,6v tergantung dari jenis warna LED.

        5. Dioda Schottky
            disebut juga dioda power memiliki drop tegangan maju (forward bias) yang rendah, namun rating arus dan tegangannya tinggi. Biasa dipakai sebagai penyearah pada frekuensi tinggi, sering dipakai pada rangkaian pengisian battre, AC Rectifier dan Inverter.contoh untuk dioda schotky adalah 5819 atau 58xx dll.

                
                4). Transistor

            Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. 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.

            Transistor Bipolar adalah salah satu jenis transistor yang terbentuk dari 2 dioda sehingga memiliki polaritas atau sisi positif dan sisi negatif. Biasanya transistor Bipolar atau disebut dengan BJT (Basis Junction Transistor) memiliki 2 jenis, diantaranya yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Transistor ini memiliki 3 polaritas yang biasa disebut B (Basis), E (Emiter), C (Collector). Basis berfungsi sebagai base atau tempat berkumpulnya kumpulan aliran arus yang masuk ke transistor, Emiter dan Collector sebagai aliran arus masuk dan keluar.

        Lambang Transistor BJT


        Sudah jelas seperti gambar di atas bahwa transistor PNP memiliki simbol yang arah panahnya masuk dan sebaliknya untuk NPN arah panah dari emiter mengarah keluar.

        Bentuk aliran arus pada sebuah transistor dapat dirumuskan dengan hukum KCL ( Kirchoff Current Law) Atau hukum Kirchoff I, yang dirumuskan sebagai berikut.

        Ie = Ic + Ib  

        Keterangan : 
        Ie = Arus Emitter
        Ic = Arus Collector
        Ib = Arus Basis

        Pada Transistor BJT nilai arus Ib relatif sangat kecil terhadap Ic, maka Ib ini dapat diabaikan. Sehingga persamaan diatas bisa berubah menjadi

        Ie = Ic

        Keterangan :
        Ie = Arus Emitter
        Ic = Arus Collector

        Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V

        Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.

        Gelombang input dan output transistor


                5). Op-amp

            Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi  dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut : 

        Rumus penguatan op-amp
            - Op-amp inverting

                    Av = – ( Rf / Ri )

            - Op-amp non-inverting

                    Av = ( Rf / Ri ) + 1


        Gelombang input dan output op-amp



                6). LM35

            Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
            Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5ºC pada suhu 25ºC 

        Simbol LM35 di proteus :



        Grafik respon





                7). 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. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

        Simbol di proteus


               8). Power Supply

            Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika. Power supply atau catu daya adalah suatu alat atau perangkat elektronik yang berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC untuk memberi daya suatu perangkat keras lainnya. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Power supply/unit catu daya secara efektif harus mengisolasi rangkaian internal  dari  jaringan  utama,  dan  biasanya  harus  dilengkapi  dengan pembatas  arus  otomatis  atau  pemutus  bila  terjadi  beban  lebih  atau hubung  singkat.  Bila  pada  saat  terjadinya  kesalahan  catu  daya, tegangan  keluaran DC meningkat  di  atas  suatu  nilai  aman maksimum untuk rangkaian internal, maka daya secara otomatis harus diputuskan.

        Simbol di proteus



             9). LDR

            LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

        LDR di proteus




        Grafik respon



            10).  Motor DC

            Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/directunidirectional.

        Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

                                                           

        Simbol motor DC di proteus:

         
            11). Soil Moisture

            Soil Moisture Sensor merupakan module untuk mendeteksi kelembaban tanah, yang dapat diakses menggunakan microcontroller seperti arduino.Sensor kelembaban tanah ini dapat dimanfaatkan pada sistem pertanian, perkebunan, maupun sistem hidroponik mnggunakan hidroton.
            Soil Moisture Sensor dapat digunakan untuk sistem penyiraman otomatis atau untuk memantau kelembaban tanah tanaman secara offline maupun online. Sensor yang dijual pasaran mempunyai 2 module dalam paket penjualannya, yaitu sensor untuk deteksi kelembaban, dan module elektroniknya sebagai amplifier sinyal.



                          Simbol Sensor Soil Moisture di proteus: 



            12). Kapasitor

            Kapasitor merupakan salah satu jenis elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan arus listrik selama batas waktu tertentu. Kapasitor juga bisa disebut dengan konduktor yang mempunyai salah satu sifat yang pasif dan banyak dipakai dalam membuat rangkaian elektronika dengan kapasitansinya yaitu Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 – 1867) yang berasal dari Inggris.Tapi, Farad yaitu satuan yang sangat besar, jadi pada umumnya Kapasitor yang dipakai dalam peralatan Elektronika yaitu satuan Farad yang dikecilkan jadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.

        Konversi Satuan Farad, yaitu sebagai berikut:

        1. 1 Farad = 1.000.000µF (mikro Farad)
        2. 1µF = 1.000nF (nano Farad)
        3. 1µF = 1.000.000pF (piko Farad)
        4. 1nF = 1.000pF (piko Farad)
        Rumus Kapasitor:

        Q = C.V

        Keterangan:

        1. Q = Muatan dengan satuan Coloumb
        2. C = Kapasitas dengan satuan Farad
        3. V = Tegangan dengan satuan Volt
        Rumus Kapasitor Rangkaian Paralel:

        Ctotal = C1 + C2 + C3

        Rumus Kapasitor Rangkaian Seri:

        1/C Total = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

        Simbol kapasitor :

            13). Induktor

        Induktor adalah Komponen elektronika yang terdiri dari susunan lilitan kawat yang membentuk sebuah kumparan.  Induktor memiliki satuan yaitu henry. Namun satuan henry terlalu besar, maka digunakan satuan yang lebih kecil yaitu mikrohenry(mH). Dimana 1 henry sama dengan 1000 milihenry(mH).  
        ebuah Induktor jika diberikan arus listrik maka disekitar induktor tersebut akan timbul medan magnet. Medan magnet tersebut akan disimpan sementara dalam kumparan,sampai adanya perubahan arah Arus listrik. 

        Ketika dalam sebuah induktor terjadi perubahan arah arus, maka medan magnet yang tersimpan pada induktor tersebut akan bertransformasi menjadi tegangan listrik. Semakin besar medan magnet yang dihasilkan sebuah induktor maka semakin besar pula potensi tegangan yang dihasilkan.  

        Sebuah induktor dapat terdiri dari sebuah lilitan tunggal atau beberapa lilitan dalam satu inti. Jika induktor hanyalah sebuah kumparan tunggal, maka jika induktor tersebut dialiri arus maka setiap lilitan kumparan tersebut akan menginduksi kumparan yang lain sehingga menimbulkan medan magnet. Fenomena ini iistilahkan self induction atau induksi diri.

        Nilai induktansi sebuah induktor dipengaruhi oleh 4 faktor yaitu :
        • Jumlah lilitan, berbangding lurus dengan induktansinya.
        • Diameter kawat Lilitan, berbanding lurus dengan induktansinya
        • Permeabilitas Inti, yaitu bahan inti yang digunaka n seperti ferrit, besi maupun udara
        • Panjang  lilitan induktor, semakin pendek maka induktansinya semakin tinggi.

        Simbol Induktor :


                
        14.) UV Sensor

                Sensor Ultraviolet (Sensor Api) UV Tron adalah sensor yang sering digunakan untuk untuk mendeteksi keberadaan sumber api berdasarkan gelombangultraviolet yang dipancarkan oleh api. Sensor ultraviolet UV Tron ini digunakan untuk keperluan mendeteksi sumber api pada ruangan yang terpasang alat ini.
                Radiasi UV dapat dibagi menjadi hampir UV (panjang gelombang: 380–200 nm) dan UV vakum (200–10 nm). Dalam pembicaraan mengenai pengaruh radiasi UV terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, jarak panjang gelombang sering dibagi lagi kepada UVA (380–315 nm), yang juga disebut "Gelombang Panjang" atau "blacklight"; UVB (315–280 nm), yang juga disebut "Gelombang Medium" (Medium Wave); dan UVC (280-10 nm), juga disebut "Gelombang Pendek" (Short  Wave).
                Radiasi UV dapat dibagi menjadi hampir UV (panjang gelombang: 380–200 nm) dan UV vakum (200–10 nm). Dalam pembicaraan mengenai pengaruh radiasi UV terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, jarak panjang gelombang sering dibagi lagi kepada UVA (380–315 nm), yang juga disebut "Gelombang Panjang" atau "blacklight"; UVB (315–280 nm), yang juga disebut "Gelombang Medium" (Medium Wave); dan UVC (280-10 nm), juga disebut "Gelombang Pendek" (Short  Wave).
                Sensor api UV-Tron adalah sebuah sensor yang mendeteksi adanya nyala api yang memancarkan sinar ultraviolet. Pancaran cahaya ultraviolet dari sebuah nyala lilin berjarak 5 meter dapat  dideteksi oleh sensor ini. Sensor api UV-Tron adalah sebuah sensor yang mendeteksi adanya nyala api yang memancarkan sinar ultraviolet. Pancaran cahaya ultraviolet dari sebuah nyala lilin berjarak 5 meter dapat  dideteksi oleh sensor ini. Sensor UV-Tron akan mengeluarkan logika high (1) jika ia mendeteksi keberadaan api dan sebaliknya sensor UV-Tron akan mengeluarkan logika low (0) jika ia tidak mendeteksi api. Sensor UV-Tron dapat membaca panjang gelombang dari 185nm sampai  260nm.


        Grafik Respon Sensor Ultraviolet

             

         

        4. Langkah Percobaan [kembali]
        • a. Kontrol suhu ruangan
          • Siapkan alat dan bahan (LM35, potensiometer, resistor, ground, transistor, opamp, power supply, lamp)
          • Letakkan alat dan bahan tersebut, seperti gambar rangkaian
          • Lalu sambungkan baterai ke LM35 dan op amp
          • Lalu sambungkan output LM35 ke kaki op amp
          • Lalu sambungkan kaki op amp satu lagi ke potensiometer
          • Lalu sambungkan op amp ke resistor
          • Lalu sambungkan resistor ke transistor
          • Lalu sambungkan transistor ke relay kaki relay
          • Lalu sambungkan relay ke baterai
          • Lalu sambungkan baterai ke fan
          • Lalu sambungkan ground di bawah rangkaian
          • Jalankan simulasinya
              
              b. Kontrol cahaya
          • Siapkan alat dan bahan (LDR, potensiometer, dioda, baterai, resistor, ground, transistor, opamp, power supply, motor DC)
          • Letakkan alat dan bahan tersebut, seperti gambar rangkaian
          • Lalu sambungkan potensiometer ke kaki inverting op amp
          • Lalu sambungkan LDR ke kaki non inverting op amp
          • Lalu sambungkan op amp ke transistor
          • Lalu sambungkan kaki relay ke collector transistor
          • Lalu sambungkan relay ke baterai
          • Lalu sambungkan baterai ke motor Dc
          • Lalu sambungkan motor Dc ke relay
          • Lalu sambungkan ground di bawah rangkaian
          • Jalankan simulasinya
              c. Penyiram tanaman
          • Siapkan alat dan bahan (soil moisture, potensiometer, dioda, kapasitor, induktor, baterai, resistor, ground, transistor, opamp, power supply, motor DC)
          • Letakkan alat dan bahan tersebut, seperti gambar rangkaian
          • Lalu sambungkan pot yang diatasnya power dan dibawahnya ground ke testpin pada sensor
          • Lalu sambungkan ground ke GND pada sensor
          • Lalu sambungkan generator dc ke Vcc pada sensor 
          • Lalu sambungkan induktor ke out pada sensor
          • Lalu sambungkan induktor ke kapasitor
          • Lalu sambungkan induktor ke resistor
          • Lalu sambungkan resistor ke kaki inverting opamp detektor
          • Lalu sambungkan ke resistor
          • Lalu sambungkan resistor ke transistor
          • Lalu sambungkan transistor ke dioda
          • Lalu sambungkan dioda ke relay
          • Lalu sambungkan kaki relay ke baterai dan fan
          • Lalu sambungkan ground di bawah rangkaian
          • Kemudian masukkan library ke sensor
          • Jalankan simulasinya
        5. Rangkaian Simulasi [kembali]





        6. Prinsip Kerja [kembali]
            
            a. Kontrol Suhu Ruangan

            Ketika suhu lingkungan di dalam greenhouse tinggi atau suhu lingkungan panas, maka sensor LM35 akan mendeteksinya. Tegangan akan masuk menuju op amp, kemuadian menuju resistor, menujut transistor, dan menuju ke kaki relay. Saat suhu lingkungan tinggi, relay akan dalam keadaan on, yang membuat kipas atau pendingin ruangan akan hidup, sebaliknya apabila suhu tidak terlalu panas, relay akan dalam keadaan off, yang membuat kipas atau pendingin ruangan akan mati.

            b. Kontrol cahaya

            Pada saat banyaknya intensitas cahaya yang masuk ke dalam greenhouse, kemudian cahaya mengenai sensor LDR, maka relay akan berpindah ke kanan yang membuat motor dc menutup atap agar tidak terlalu banyak cahaya yang masuk, sedangkan pada saat intensitas cahaya kecil, mengenai sensor LDR, maka relay akan berpindah ke kiri yang akan membuat motor dc bergerak untuk membuka atap.
            
            c. Penyiram tanaman

            Pada saat tanah kering, maka soil moisture akan mendeteksi kelembaban tanah tersebut, sehingga mengalir tegangan menuju resistor menuju opamp detektor inverting, kemudian mengaktifkan transistor. Karena transistor aktif, maka arus mengalir dari power suplai dan mengaktifkan relay, sehingga pompa air hidup untuk menyiram tanaman
            
            
        7. Video [kembali]   






        8. Link Download [kembali]
           
            Download HTML [klik]
            Download Gambar Rangkain [klik]
            Download Rangkaian [klik]
            Download Video [klik]
            Download Datasheet Resistor [klik]
            Download Datasheet Transistor NPN [klik]
            Download Datasheet Opamp [klik]
            Download Datasheet Induktor [klik]
            Download Datasheet Kapasitor [klik]
            Download Datasheet Potensiometer [klik]
            Download Datasheet Dioda [klik]
            Download Datasheet Relay [klik]
            Download Datasheet Motor DC [klik]
            Download Datasheet Baterai [klik]
            Download Datasheet LM35 [klik]
            Download Datasheet LDR [klik]
            Download Datasheet UV Sensor [klik]
            Download Datasheet Soil Moisture [klik]
            Download Library Soil Moisture [klik]
            



        [menuju awal].

        Leave a Reply

        Subscribe to Posts | Subscribe to Comments

        - Copyright © Muhammad Zaky Kurnia - Skyblue - Powered by Blogger - Designed by Johanes Djogan -