TUGAS BESAR : KONTROL PENYIRAM TANAMAN

 

TUGAS BESAR : KONTROL PENYIRAM TANAMAN

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat Dan Bahan

3. Teori

4. Percobaan

5. Prinsip Kerja

6. video 

7. Download File

 1.)     Tujuan [kembali]

• Mengetahui dan Memahami penggunaan Aplikasi Dioda, Transistor Bipolar, Transistor         Unipolar , dan Op-AMP dalam suatu rangkaian
• Dapat membuat simulasi tugas besar dengan judul "Kontro Penyiram Tanaman Otomatis"
• Mampu Menjelaskan prinsip kerja dari Kontro Penyiram Tanaman Otomatis

2.)     Alat Dan Bahan [kembali]

-Batterai

 

Baterai 9 V berfungsi sebagai sumber energi listrik yang digunakan dalam simulasi ini.

-power supply

 

Power Supply berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menyuplai tegangan atau arus listrik

-Voltmeter

 

Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

 

 -BAHAN

-Resistor

 

Specifications
Resistance (Ohms)	1K
Power (Watts)	0.25W, 1/4W
Tolerance	±5%
Packaging	Bulk
Composition	Carbon Film
Temperature Coefficient	350ppm/°C
Lead Free Status	Lead Free
RoHS Status	RoHS Compliant

-Relay

A. Konfigurasi PIN Relay

Nomor PIN	Nama Pin	Deskripsi
1	Coil End 1	Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground
2	Coil End 2	Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground
3	Common (COM)	Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol
4	Normally Close (NC)	Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu
5	Normally Open (NO)	Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu

B. Spesifikasi :

• Trigger Voltage (Voltage across coil) : 12V DC
• Trigger Current (Nominal current) : 70mA
• Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
• Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
• Compact 5-pin configuration with plastic moulding
• Operating time: 10msec Release time: 5msec
• Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)

-Transistor 

 A. Spesifikasi :

Status	Active
Configuration	SINGLE
Feedback Cap-Max (Crss)	3.0  pF
FET Technology	JUNCTION
JEDEC-95 Code	TO-18
JESD-30 Code	O-MBCY-W3
Number of Elements	1.0
Number of Terminals	3
Operating Mode	DEPLETION MODE
Operating Temperature-Max	150.0  Cel
Package Body Material	METAL
Package Shape	ROUND
Package Style	CYLINDRICAL
Peak Reflow Temperature (Cel)	NOT SPECIFIED
Polarity/Channel Type	N-CHANNEL
Power Dissipation-Max (Abs)	0.3  W
Qualification Status	Not Qualified
Sub Category	Other Transistors
Surface Mount	NO
Terminal Form	WIRE
Terminal Position	BOTTOM
Time@Peak Reflow Temperature-Max (s)	NOT SPECIFIED
Transistor Element Material	SILICON

 B. Konfigurasi Pin :

1. Drain

2. Source

-Sensor Sensor Soil Moisture

   Spesifikasi dari Sensor Soil Moisture :

• Tegangan Operasi: 3.3V hingga 5V DC
• Operasi Saat Ini: 15mA
• Output Digital - 0V hingga 5V, Level pemicu yang dapat disesuaikan dari preset
• Output Analog - 0V hingga 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  :

-LED

a. 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

b. Konfigurasi Pin :  

* Pin 1 : Positive terminal of LED

* Pin 2 : Negative terminal of LED

-MOTOR DC

 

A. Konfigurasi PIN

No:	Pin Name	Description
1	Terminal 1	A normal DC motor would have only two terminals. Since these terminals are connected together only through a coil they have not polarity. Revering the connection will only reverse the direction of the motor
2	Terminal 2

 

-Logicstate                                                                                                                                                                 

-Ground

Ground Berfungsi sebagai untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian

 

3.)     Dasar Teori [kembali]

  Logic Toggle

berfungsi sebagai untuk memutuskan alur energi yg menyambung ke IC, atau untuk menghubungkannya. Jadi logic toggle pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus alur.

Simbol Logic Toggle di proteus :

 

  Sensor 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.

                  Logo Sensor Soil Moisture di proteus: 

PIR SENSOR

PIR sensor adalah sensor yang berfungsi untuk mendeteksi keberadaan orang sekitar sensor. Sensor ini juga dapat digunakan pada alat kontrol penyiram tanaman otomatis.

bentuk grafiknya :

logo :

VIBRATION SENSOR

Vibration sensor berfungsi untuk mendeteksi getaran akibat terjadinya gempa. Sensor ini juga bisa digunakan pada kontrol penyiram tanaman karena bisa digunakan antisipasi kebocoran pada tangki.

 LDR SENSOR

 sensor LDR digunakan untuk mendeteksi cahaya. Pada kontrol penyiram tanaman sensor ini digunakan untuk mendeteksi cahaya matahari agar tau kapan alat akan hidup atau mati.

     

      NPN

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.

Rumus dari Transitor adalah :

hFE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor 

iB = perubahan arus basis 

hFE = arus yang dicapai

 

Simbol NPN di proteus :

        

                  Relay

        Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

   

Kapasitas Pengalihan Maksimum:

      Simbol Relay di Proteus:

           

            Battery

Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti handphone, laptop, dan maianan remote control menggunakan baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya baterai, sehingga tidak perlu menyambungkan kabel listrik ke terimanal untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Setiap baterai terdiri dari terminal positif (Katoda) dan terminal negatif (Anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Pada umumnya, baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

Simbol battery di proteus:      

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.

Rumus Resistor:

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

 

 

Simbol Resistor:

            LED

LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronik yang tidak asing lagi di kehidupan manusia saat ini. LED saat ini sudah banyak dipakai, seperti untuk penggunaan lampu permainan anak-anak, untuk rambu-rambu lalu lintas, lampu indikator peralatan elektronik hingga ke industri, untuk lampu emergency, untuk televisi, komputer, pengeras suara (speaker), hard disk eksternal, proyektor, LCD, dan berbagai perangkat elektronik lainnya sebagai indikator bahwa sistem sedang berada dalam proses kerja, dan biasanya berwarna merah atau kuning. LED ini banyak digunakan karena komsumsi daya yang dibutuhkan tidak terlalu besar dan beragam warna yang ada dapat memperjelas bentuk atau huruf yang akan ditampilkan. dan banyak lagi

Pada dasarnya LED itu merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

   Rumus mencari resistor pada LED:

            R = (VS – VL) / I

Dimana :

R   = Nilai Resistor yang diperlukan (dalam Ohm (Ω))

VS = Tegangan Input (dalam Volt (V))

VL = Tegangan LED (dalam Volt (V))

I    = Arus Maju LED (dalam Ampere (A))

                 Simbol LED di Proteus:

      Ground

adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde.

Simbol ground di proteus :

      Touch Sensor

    Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.

Simbol Touch Sensor:

                  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:

4.)    Percobaan [kembali]

A. Prosedur Percobaan

Step 1:SUSUN dan SIAPKAN KOMPONEN 

Step 2:RANGKAI KOMPONEN

Step 3: BUAT SIMULASI PADA PROTEUS

Step 4: MENCOBA RANGKAIAN

Step 5: MENERAPKAN RANGKAIAN

B. Rangkaian Simulasi

• Foto Rangkaian

5.)     Prinsip Kerja [kembali]

A. Prinsip Kerja Sensor Soil Moisture

 Sensor  soil berfungsi untuk mendeteksi kelembaban keadaan tanah. Letaknya menancap pada tanah. Ketika potensiometer nya <= 70% yakni tanah dalam keadaan kering maka tidak akan ada arus yang mengalir hal ini menandakan tanah kering sehingga tanaman perlu disiram. Ketika soil sensor sensor aktif ( tanah basah  ) ditandai dengan potensiometer >70%maka sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar +3,53V lalu di umpankan ke kaki non inverting OPAMP dan dibandingkan dengan kaki inverting karena tegangan pada kaki non inverting lebih besar maka output OPAMP plus saturasi(+) ,V referensi didapat dari Vref = Persentase potensiomneter X tegangan pada potensiometer . Rangkaian ini adalah detector non inverting dengan Vout = Aol (V1-V2). AOL untuk Op-amp 1458 sama seperti op amp lainnya, dimana terjadi penguatan yang tak terhingga kira kira 100.000 kali. Maka berlakulah rumus Vsaturasi = Vs-2.  lalu arus mengalir ke resistor lalu ke kaki base trasintor sehingga tegangan pada kaki base transistor sebesar 0,85 V dengan begitu maka transistor jadi ON ,dengan ON nya transistor maka ada nya arus yang mengalir dari supply menuju relay lalu ke kaki kolektor lalu ke emitor lalu ke ground ,dengan adanya arus yang mengaliri relay sehingga relay menjadi ON ,sehingga switch relay bergeser dari kanan ke kiri lalu ke batrai 12V dan motor bergerak sehingga pompa mati dan tanah berhenti disiram.

B. Prinsip Kerja Sensor PIR 

Saat test pin berlogika 0, maka sensor belum mendeteksi adanya genangan dari air hujan Sehingga tidak ada tegangan yang keluar dari kaki Vout sensor PIR dan tidak adanya arus yang mengalir melalui R2, maka nilai tegangan yang terbaca pada kaki base transistor Q2 yaitu sebesar 0 volt dan transistor Q2 dalam keadaan off. Akibatnya tidak adanya tegangan dari power supply ke relay terus ke kaki collector lanjut ke kaki emitor dan diteruskan ke ground sehingga relay mati dan switch posisi ke arah kanan, rangkaian tidak tertutup atau tidak berbentuk loop dan motor DC, pun mati dan belum menutup gerbang bendungan.

 

C. Vibration Sensor

Sensor Vibration berfungsi untuk mendeteksi ada atau tidaknya getaran (Gempa). Letaknya berada di tangki air.  Ketika terdeteksi terjadinya getaran berupa gempa maka sensor akan berlogika 1. Arus dari sumber tegangan sebesar +7V masuk ke sensor vibriation. Sehingga arus mengalir melewati resistor 10kohm dan masuk ke kaki non inverting amplifier. Rangkaian ini berjenis non inverting amplifier yang mana pada kaki non invertingnya terbaca Vin sebesar +5V dan pada kaki invertingnya terdapat RF dan RI. Yang mana rumus dari Vout = (Rf/Ri + 1) Vi. Vout = (10/10 + 1) 5 = 10V. Arus mengalir melewati R25 sebesar 10kohm menuju ke basis transistor. .  Transistor ini memakai Emiter bias karena ada resistor di kaki emiternya sebesar 10kohm. Arus tadi akan mengalir melewati R27 dan sumber tegangan +15V. Setelah itu arus akan menuju relay, lalu ke kaki kolektor, emitor , melewati R26 dan ke ground. Dikarenakan transistor dan relay aktiv maka switch akan berpindah dari kanan ke kiri. Arus akan mengalir menuju batrai 9V lalu menggerakkan motor dan pipa akan tertutup secara otomatis sehingga menghindari terjadinya kebocoran pada tangki. 

D. Prinsip Kerja Sensor LDR

 Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang masuk. Jika terdeteksi cahaya matahari pada siang hari maka relay dari LDR sensor akan tersambung ke penyiram dan penyiram tanaman akan hidup dan sebaliknya.

6.)     Video [kembali]

Berikut video penjelasan :

 7.)   Download File [kembali] 

• 
  

            ·    File HTML disini

          ·    Rangkaian Tugas Besar disini

          ·    Video simulasi Tugas Besar disini
  

          ·    Datasheet resistor disini

          ·    Datasheet voltmeter disini

          ·    Datasheet op amp LM 741 disini

          ·    Datasheet kapasitor disini

          ·    Datasheet osiloskop disini

          ·    Datasheet Transistor NPN BC547 disini

          ·    Datasheet Motor DC disini

          ·    Datasheet Buzzer disini

          ·    Datasheet LED disini

          ·    Datasheet Relay 12V disini

          ·    Datasheet Induktor disini

          ·    Datasheet Baterai 12V disini

          ·    Datasheet Potensiometer disini

          ·    Datasheet Motor DC disini

          ·    Datasheet Op-Amp 1458 disini

          ·    Datasheet Op-Amp 3403 disini

          ·    Datasheet Sensor Soil Moisture disini

          ·    Datasheet Sensor Touch disini

          ·    Datasheet Sensor Water disini

          ·    Datasheet Sensor Rain disini

          ·    Datasheet Sensor Vibration disini

          ·    Datasheet Sensor Jarak(gp2d120) disini

          ·    Library Soil Moisture Sensor disini

          ·    Library Touch Sensor disini

          ·    Library Rain Sensor disini