Taufik Reza 1910951024

Motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Digunakan sebagai output dari rangkaian.

Konfigurasi pin:

Pin 1 : Terminal 1

Pin 2 : Terminal 2

Spesifikasi:

3. Alternator AC

Konfigurasi pin:

Spesifikasi:

Grafik Respon:

2) Bahan

1. Resistor

Grafik Respon:

Spesifikasi:

2.Sensor LDR

Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :

Tegangan maksimum (DC): 150V
Konsumsi arus maksimum: 100mW
Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

LDR (Light Dependent Resistor) adalah resistor yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.

Konfigurasi Pin:

Pin 1 : Electrical contact

Pin 2 : Electrical contact

Catatan : Sensor ini sama seperti resistor sehingga peletakkan pinout pada rangkaian tidak bermasalah jika terbalik

Grafik Respon:

Spesifikasi:

3. IC Op-Amp

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi :

Grafik Respon :

4. Baterai

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:

Tegangan input: 4.5-5.5V Tegangan stop cas penuh: 4.2V Arus cas maximum: 1000mA / 1A (adjustable) Output: Bat+ and Bat- (tidak boleh terbalik)

5. Transistor NPN

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:

Type - NPN
Collector-Emitter Voltage: 35 V
Collector-Base Voltage: 35 V
Emitter-Base Voltage: 5 V
Collector Current: 2.5 A
Collector Dissipation - 10 W
DC Current Gain (hfe) - 100 to 200
Transition Frequency - 160 MHz
Operating and Storage Junction Temperature Range -55 to +150 °C
Package - TO-126

Grafik Respon:

6. Relay

Spesifikasi:

Konfigurasi pin :

Grafik Respon:

7. Sensor Hujan

Konfigurasi Pin

1. VCC: 5V DC

2. GND: ground

3. DO: high/low output

4. AO: analog output

Spesifikasi :

1. Mengadopsi bahan dua sisi RF-04 berkualitas tinggi

2. Area: pelat nikel 5cm x 4cm di samping

3. Anti-oksidasi, anti-konduktivitas, dengan waktu penggunaan yang lama

4. Potensiometer menyesuaikan sensitivitas

5. Tegangan bekerja 5V

6. Format keluaran: Output switching digital (0&1) dan output tegangan analog AO

7. Ukuran PCB papan kecil: 3,2 cm x 1,4 cm

8. Menggunakan komparator LM393 tegangan lebar

8. Lampu

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

Spesifikasi

Grafik Respon:

9. Heater

Pemanas adalah alat yang menggunakan proses termodinamika dengan menggunakan sumber energi untuk memanaskan dengan arus ac 220V.

Pemasangan lantai yang hangat di bawah ubin. Periksa pemanasnya. Persiapan draf lantai yang hangat.

10. LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.

3. Dasar Teori

1) Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam sebuah sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor berfungsi sebagai resistansi/ hambatan yang mampu mengatur atau mengendalikan tegangan dan arus listrik rangkaian. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm :

Penjelasan pita sensor
2) IC Op-Amp

Simbol

Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.

Karakteristik IC OpAmp

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)
Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Karakteristik IC OpAmp

· 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)

· Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)

· Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)

· Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Inverting Amplifier

Rumus:

NonInverting

Rumus:

Komparator

Rumus:

Adder

Rumus:

Bentuk Gelombang

3. Sensor LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenainya. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Nilai resistansi dari LDR bergantung pada intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya (siang hari) yang mengenainya, maka semakin kecil nilai resistansinya. Sebaliknya semakin rendah intensitas cahaya (malam hari) yang mengenainya, maka semakin besar nilai resistansinya.

Secara umum, sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm saat intensitas cahaya rendah (malam hari) dan akan menurun menjadi 500 Ohm saat intensitas cahaya tinggi (siang hari).Umumnya sensor LDR digunakan pada rangkaian lampu otomatis pada rumah, taman, dan jalan raya.

Karakteristik sensor LDR

Laju Recovery

Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.

Respon Spektral

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantaryang baik.

LDR adalah fotokonduktivitas, yang tidak lain adalah fenomena optik. Ketika cahaya diserap oleh material maka konduktivitas material berkurang. Ketika cahaya jatuh ke LDR, maka elektron di pita valensi material tertarik ke pita konduksi. Tetapi, foton dalam cahaya datang harus memiliki energi yang lebih tinggi daripada celah pita material untuk membuat elektron melompat dari satu pita ke pita lain (kelambu ke konduksi)

Karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut:

Tegangan maksimum (DC): 150V
Konsumsi arus maksimum: 100mW
Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

Grafik Respon Sensor LDR

Dari grafik dapat disimpulkan bahwa besarnya hambatan atau resistansi dari sensor ldr dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang diberikan, dan dapat dilihat bahwa semakin besar intensitas cahaya maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan begitu sebaliknya.

4. Transistor NPN

NPN artinya tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negatif dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari kaki emitor ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor diberikan arus positif pada basisnya.

· Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

· Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

· nbsp; /span>Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

5. Relay

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

6. Sensor Hujan

adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Dipasaran sensor ini dijual dalam bentuk module sehingga hanya perlu menyediakan kabel jumper untuk dihubungkan ke mikrokontroler atau Arduino. Prinsip kerja dari module sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.

Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter. Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.

Spesifikasi sensor hujan :

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

2. Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi

3. Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V

4. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil

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

6. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya

7. Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor

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

9. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm.

7. Lamp

Lampu Listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik. Arus listrik yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.

4. Percobaan

1. Buka aplikasi Proteus
2. Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan sesuai dengan alat dan bahan diatas
3. Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
4. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
5. Jalankan simulasi rangkaian

5. rangkaian percobaan

Prinsip Kerja

Pada saat musim hujan, para petani jagung merasa cemas ketika mereka sedang menjemur hasil panen mereka. Rasa cemas tersebut akan bertambah pada saat menjemur jagung namun sedang berada di sawah atau di luar , dan dirumah sedang tidak ada orang. Dari kejadian itu para petani harus mengecek setiap waktu agar pada saat mendung gelap atau turun hujan jagung bisa langsung di tertutup, karena kawatir jagung basah terkena air hujan.

Cara kerja alat ini adalah mendeteksi cuaca disekitar melalui sensor hujan dan sensor LDR, ketika sensor tidak menerima cahaya maka alat akan menterjemahkan akan terjadi hujan, sehingga alat akan menutup atap agar jagung terlindung dari air hujan. Ketika sensor mendeteksi sinar matahari alat akan menterjemahkan bahwa cuaca disekitar panas, sehingga alat akan membuka atap agar terkena sinar matahari. Sedangkan sensor hujan mendeteksi tetesan dari air hujan.

Sensor LDR digunakan untuk mendeteksi cahaya matahari, apakah cahaya diluar terang atau gelap. Jika cahaya terang, maka motor akan bergerak ke kiri yaitu untuk menggerakkan terpal agar terbuka dan lampu pada ruangan akan mati. Pada rangkaian LDR dan R2 sebagai pembagi tegangan. Saat LDR Tidak mendapakan cahaya (gelap) maka hambatan pada LDR semakin besar, maka arus yang melewati kaki basis Transistor Q2 akan kecil dengan tegangan 0,12 volt. Arus akan melewati resistor R3 dan kaki basis pada Q3 dengan tegangan 0.88 volt, sehingga transistor ini aktif dan dapat mengaktifkan relay dan arus kembali ke ground. Pada saat LDR mendapakan cahaya maka hambatannya menjadi kecil, sehingga arus melewati kaki basis Transistor Q2 dan mengaktifkan Transistor Q2 dengan tegangan 2,32 volt. Karena arus tersebut banyak yang melewati LDR dan R3, ini membuat arus yang melewati relay menjadi sedikit, sehingga relay tidak aktif, kemudia arus arus tersebut kembali ke ground.

Rain Sensor atau sensor hujan bekerja ketika pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan.

Apabila sensor hujan mendeteksi atau terkena air atau tes pin berlogika 1 dan merubahnya menjadi sinyal listrik yang akan dikirim melalui output sensor hujan. Input sensor hujan terhubung ke resistor R8 dengan nilai 10k dan akan masuk ke transistor npn yang mana kaki vee transistor akan mengaliri arus ke gorund disini juga arus mengalir dari batrai 12V dan masuk ke relay yang menyebabkan motor dc berputar. Jika sensor tidak mendeteksi adanya air hujan maka tespin berlogika 0 dan arus tidak mengalir.

Pada relay di rangkaian sensor LDR, jika relay mati maka switch pada relay akan menyambungkan ke rangkaian h-bridge transistor. Dari baterai juga diparalelkan ke rangkaian h-bridge transistor untuk menjadi supply arus dari baterai pada bagian atas rangkaian, dan juga diparalelkan bagian bawah h-bridge ke baterai agar arus kembali lagi ke baterai. Jadi, arus dari baterai akan mengalir ke rangkaian h-bridge, resistor R5 dan resistor R7. Arus yang dari R5 mengalir ke basis transistor Q6, dan arus dari R7 mengalir ke basis dan transistor Q5, agar kedua transistor tersebut ON. Arus dari baterai akan mengalir ke rangkaian h-bridge dan melalui Q6 dari collector ke emitor dengan tegangan 0,68 volt dan melewati 2 motor yang dipasang parallel, sehingga motor tersebut bergerak ke kiri, dan arus mengalir ke Q5 dari collector ke emitor dengan tegangan 0,69 volt dan kembali lagi ke baterai.

Ketika relay pada rangkaian sensor LDR tersebut hidup, rangkaian lampu di paralelkan dengan rangkaian h-bridge pada resistor R6 dan R8. Arus dari baterai akan mengalir ke rangkaian h-bridge, resistor R6 dan R8, dan rangkaian lampu. Arus yang dari R6 mengalir ke basis transistor Q4, dan arus dari R8 mengalir ke basis dan transistor Q7, agar kedua transistor tersebut ON. Sehingga untuk pada rangkaian h-bridge, arus dari baterai mengalir ke Q7 dari collector ke emitor dengan tegangan 0,68 volt, dan melalui 2 buah motor yang dipasang paralel, sehingga motor bergerak ke kanan, lalu arus mengalir ke Q4 dari collector ke emitor dengan tegangan 0,69 volt dan kembali lagi ke baterai. Dan untuk rangkaian lampu, dari baterai, arus mengalir ke lampu dan relay pada rangkaian Rain sensor, jika relay rangkaian sensor hujan hidup, maka rangkaian lampu akan tersambung sehingga akan membuat lampu hidup. Jika mati, maka relay tidak tersambung dan lampu akan mati.

Heater dalam kondisi on, apabila sensor lm35 mendeteksi bahwa suhu disekitar memiliki suhu kecil dari pada 23 derajat celcius, maka tegangan yang dikeluarkan oleh lm35 kecil dari 0,23 V. Dan saat dimasukan pada penguat non inverting maka tegangan akan diperkuat 10x, sehingga nilai output yang dikeluarkan penguat apabila sensor lm35 mendeteksi bahwa bahwa suhu kecil dari 23 derajat celcius adalah kecil dari 2,3 V. lalu dihubungkan pada komparator atau pembanding tegangan. Apabila input pada kaki positif lebih kecil dari pada kaki negatif maka komparator tidak mengeluarkan output, sehingga tidak ada arus yang mengalir pada relay.sehingga relay dalam keadaan off atau pada posisi dikiri, sehingga suplay terhubung ke heater dan ke ground, sehingga heater dan LED merah menyala.

6. Video

7. Download

Materi klik disini

HTML klik disini

Video Rangkaian klik disini

Rangkaian klikdisini

Rain Sensor Library klik disini

Datasheet Sensor LDR klik disini

Datasheet Rain Sensor klik disini

Datasheet Op Amp klik disini

Datasheet Dioda klik disini

Datasheet Relay klik disini