TB SMART GREENHOUSE SEMIHIDROPONIK

 TUGAS BESAR 

SMART GREENHOUSE SEMIHIDROPONIK 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

    1. Tujuan
    2. Alat dan Bahan
    3. Dasar Teori
    4. Percobaan

    5. Video

    6. Download

1. Tujuan [Kembali]

1. Mengetahui dan memahami aplikasi rangkaian sistem digital 
2. Memahami dan mengetahui prinsip kerja Smart Green House
3. Mampu mengerti dam mebuat rangkaian pada Smart Green House

2. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat

1. Baterai
   
   
   
   
   




  2. DC voltmeter






Dc Voltmeter

 

Spesifikasi:
























Pinout:






























3. Power supply/sumber tegangan DC





4. Motor DC






Konfigurasi pin:



 

 Pin 1 : Terminal 1

  Pin 2 : Terminal 2

Bahan

1. Resistor

                    

    Spesifikasi

2. Kapasitor




Spesifikasi.





3. Potensiometer





Potensiometer adalah resistor yang resistansinya dapat diatur sesuai kebutuhan, biasa desebut sebagai tahanan geser.

Spesifikasi:

4. Operational Amplifier IC LM741





Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

5 Transistor

.

                6.  Relay 

 

     

S

Konfigurasi Pin

 

            7. Dioda

            Dioda fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

  

            8. LED

            LED berfungsi sebagai indikator air telah penuh dan suhu telah sesuai.

Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

• Infra merah : 1,6 V.
• Merah : 1,8 V – 2,1 V.
• Oranye : 2,2 V.
• Kuning : 2,4 V.
• Hijau : 2,6 V.
• Biru : 3,0 V – 3,5 V.
• Putih : 3,0 – 3,6 V.
• Ultraviolet : 3,5 V.

             9. Saklar

            Berfungsi sebagai switch dalam rangkaian.

10. Ground

            11. NTC

12. Induktor 

13. Gerbang Inverter/not

DataSheet IC 74HC05


14) Gerbang XOR (IC 7486)

15) Gerbang OR (IC 7432)



16) Gerbang AND (IC 7408)


17) Gerbang XNOR (IC 4077)




18) Gerbang NOR (IC 7402)




19) Gerbang NAND (IC 7400)



20) IC 74LS112



21) IC 74LS90


22) IC 7493






23) IC 74193


24) IC 74192




25) IC 74LS47









26) Seven Segment















27). LDR










Konfigurasi pin







Grafik respon







28). Soil Moisture







Konfigurasi Sensor Soil Moisture






29). Pir Sensor

Pin Number	Pin Name	Description
1	Vcc	Tegangan input adalah +5V untuk aplikasi umumnya. Memiliki jangkauan 4.5V- 12V
2	High/Low Ouput (Dout)	Getaran digital tinggi (3.3V) jika terpicu dan digital rendah (0V) jika diam
3	Ground	Terhubung ke ground rangkaian

30. Ph Meter

3 Dasar Teori [Kembali] 

a. Transistor

Selain digunakan sebagai penguat, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor.

 

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.

Jenis jenis bias pada transistor

b. Sensor inframerah/Infra red (IR) 

detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier).

Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima.

 

c. NTC

Thermistor adalah salah satu jenis Resistor yang nilai resistansi atau nilai hambatannya dipengaruhi oleh Suhu (Temperature). Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) dan Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient).

Contoh perubahaan Nilai Resistansi Thermistor NTC saat terjadinya perubahan suhu disekitarnya (dikutip dari Data Sheet salah satu Produsen Thermistor MURATA Part No. NXFT15XH103), Thermistor NTC tersebut bernilai 10kΩ pada suhu ruangan (25°C), tetapi akan berubah seiring perubahan suhu disekitarnya. Pada -40°C nilai resistansinya akan menjadi 197.388kΩ, saat kondisi suhu di 0°C nilai resistansi NTC akan menurun menjadi 27.445kΩ, pada suhu 100°C akan menjadi 0.976kΩ dan pada suhu 125°C akan menurun menjadi 0.532kΩ. Jika digambarkan, maka Karakteristik Thermistor NTC tersebut adalah seperti dibawah ini :

d. Resistor

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

f. Penguat Non-inverting (Op Amp)
Rangkaian untuk penguat non-inverting adalah seperti yang ditunjukkan gambar (3).

Penguat tersebut dinamakan penguat non-inverting karena masukan dari penguat tersebut adalah masukan non-inverting dari Op Amp. Tidak seperti penguat inverting, sinyal keluaran penguat jenis ini sefasa dengan sinyal masukannya. Seperti pada rangkaian penguat inverting syarat ideal sebuah penguat adalah tegangan masukan sama dengan 0 dan impedansi masukan tak terhingga. sehingga dari rangkaian tersebut dapat diperoleh rumus penguat adalah sebagai berikut :



Substitusi persamaan (5) dan (6) ke persamaan (1) sehingga diperoleh

Rangkaian penguat inverting maupun non-inverting biasanya menggunakan IC Op-Amp 741.

H. Dioda

Spesifikasi

Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

 

Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.

Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.

2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.

3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.

4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.

5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.

Untuk menentukan arus zenner  berlaku persamaan:

Keterangan:

Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

J. OP-amp

Detektor non inverting

Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa

gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti

Gambar Rangkaian detektor non inverting

Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V1 dan +Vref = V2 sehingga

bentuk gelombang tegangan output Vo 

Dengan Vi > 0 maka Vo = +Vsat dan sebaliknya bila Vi < 0 maka Vo = -Vsat.

Inverting Amplifier





Rumus:





NonInverting





Rumus:





Komparator





Rumus:





Adder





Rumus:





Bentuk Gelombang

 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. 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

        7). Ground

  Suatu komponen listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah.

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

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). Touch sensor

Sensor sentuh merupakan sebuah saklar yang cara penggunaanya dengan cara disentuh menggunakan jari. Ketika sensor ini disentuh maka sensor akan bernilai HIGH, karena tubuh manusia terdapat aliran listrik sehingga sensor ini dapat bekerja. Sensor ini dapat kita gunakan untuk menyalakan lampu, motor, membuka pintu dan masih banyak lainnya.  

                                                                                                                                        

        Dalam keadaan IDLE output yang dihasilkan adalah LOW (konsumsi daya sangat kecil) sedangkan saat ada jari yang menyentuh modul ini output yang dihasilkan adalah HIGH. Jika tidak ada aktifitas lebih dari 12 detik maka modul otomatis akan kembali ke mode IDLE (hemat daya).

        Modul dapat dipasang di belakang permukaan plastik, kaca dan bahan non-logam lainnya untuk menutupi permukaan sensor. Selain itu, jika kita dapat mengatur posisi yang tepat untuk sentuhan, kita juga dapat menyembunyikannya di dalam dinding, meja dan bagian tombol tersembunyi lainnya.

Ketika jari menyentuh bagian sensor, modul menghasilkan sinyal high.

a. Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V): 8mA

b. Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V): 4mA

c. Waktu respon (low power mode): max 220ms

1. Dalam keadaan normal, modul menghasilkan sinyal low (hemat daya).

d. Waktu respon (touch mode): max 60ms Cara kerja:

4. Dilengkapi 4 lobang baut untuk memudahkan pemasangan

3. Jika tidak disentuh lagi selama 12 detik kembali ke mode hemat energi.

Kelebihan: - Konsumsi daya yang rendah

- Dapat menggantikan fungsi saklar tradisional

- Bisa menerima tegangan dari 2 ~ 5.5V DC

Rumus Tegangan sentuh maksimal  

𝐸𝑆 = 𝐼𝑘( 𝑅𝑘 + 1.5 𝜌𝑠)

Ket:    𝐼𝑘 = Arus fibrilasi

          𝑅𝑘 = Nilai tahanan pada badan manusia 

          𝜌𝑠 = Tahanan Jenis tanah 

    12). 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.

simbol di proteus :

    

    

13) 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

         

        14) Gerbang AND

 Gerbang AND ini memerlukan dua atau lebih input untuk menghasilkan satu output. Jika semua atau salah satu inputnya merupakan bilangan biner 0, maka outputnya akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner 1, maka outputnya akan menjadi 1.

    15) Gerbang XOR

Gerbang Ex-OR adalah kombinasi dari gerbang-gerbang logika yang komplek yang digunakan untuk membentuk rangkaian logika aritmatika, komparator dan rangkaian untuk mendeteksi error.

Gerbang logika Ex-OR disimbolkan seperti pada gambar berikut ini.

Dalam bentuk aljabar Boolean, logika Ex-OR dapat dituliskan seperti berikut ini.rumus exor :

Gerbang logika Ex-OR biasanya digunakan untuk membuat rangkaian operasi  aritmatika dan perhitungan khusus Adder dan Half-Adder. Gerbang logika Ex-OR dapat berfungsi sebagai “carry-bit” atau sebagai kontroller inverter, di mana salah satu input melewatkan data biner dan input lainnya berfungsi sebagai pemberi signal kontrol.

IC gerbang logika Ex-OR antara lain :

IC TTL seri 74LS86 Quad 2 input Ex-OR

 IC CMOS seri 4030 Quad 2 input EX-OR

    16) Pir Sensor

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.

Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1. Fresnel Lens

Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.

2. IR Filter

IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.

3. Pyroelectric Sensor

Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

 *Grafik respon sensor PIR

1. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan

Pada grafik tersebut ; (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda ; (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan ; (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR, namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.

2. Respon terhadap suhu 

Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR.

            

            17) Lampu

    Sebuah Pilot lamp atau dalam bahasa indonesia lampu pilot merupakan sebuah lampu  LED  yang biasa digunakan sebagai lampu indikator dalam rangkaian sebuah alat atau mesin. Pilot lamp tersebut dapat bekerja sebagai mestinya jika dialiri daya daya AC sebesar 220 VAC dengan toleransi 110 –240 V AC. Warna yang dihasilkan Pilot lamp ini adalah lapu putih.

simbol lampu di proteus

         18). 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 :

    19). 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 :

20. Multiplexer/Demultiplexer IC 4052



IC CD4052 adalah IC Multiplexer dan Demultiplexer tegangan tinggi berbasis CMOS. IC umumnya digunakan dalam rangkaian di mana MUX 4: 1 atau DEMUX 1: 4 diperlukan dalam Desain rangkaian Logika yang Dapat Diprogram. Ini dapat menangani tegangan analog dan digital sehingga dapat digunakan dalam konverter Analog ke Digital dan Digital ke Analog.


CD4052 as 4:1 Multiplexer:

CD4052 dapat digunakan sebagai Multiplexer 4:1, yaitu dapat mengambil input dari 4-channel dan mengubahnya menjadi output saluran tunggal berdasarkan pin pilihan saluran. Dalam kasus kami empat saluran Input adalah X0Y0, X1Y1, X2Y2 dan X3 dan Y3 dan saluran output tunggal adalah X,Y. Output pada saluran tunggal ditentukan berdasarkan pin pilih saluran A dan B. Keadaan pin pilih dan pemilihan saluran ditunjukkan pada tabel di bawah ini:




The complete working of a 4:1 MUX using the CD4052 simulation is shown in the video below, the image here shows a snapshot of it.



Seperti yang Anda lihat pada gambar di atas, pin pemilihan saluran masing-masing adalah 1 dan 0 untuk A dan B. Artinya Saluran 1 yaitu X1 dan Y1 dipilih. Jadi input yang diberikan ke X1 dan Y1 direfleksikan pada pin X dan Y.




CD4052 as 1:4 Demultiplexer:

CD4052 dapat digunakan sebagai Demultiplexer 1:4 juga, yaitu dapat mengambil satu input dan menyediakan salah satu dari 4 saluran keluaran berdasarkan pin pilih saluran. Di sini pin input akan menjadi X dan Y. Pin output dapat berupa X0,Y0 atau X1,Y1 atau X2,Y2 atau X3,Y3 berdasarkan nilai yang ditetapkan pada pin A dan B. Kami telah membahas cara memilih saluran menggunakan pin A dan B pada tabel di atas.



Gambar di atas menunjukkan simulasi CD4052 dalam rangkaian demultiplexer, cara kerja lengkapnya dapat ditemukan di video yang ditautkan di bawah ini. Seperti yang Anda lihat di sini, saluran 2 dipilih dengan menjadikan A sebagai 0 dan B sebagai 1. Dan karenanya input yang diberikan ke pin X dan Y direfleksikan pada pin saluran 2 X2 dan Y2


21. 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.



Grafik




22. Sensor Gas MQ2
Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. Sensor MQ2 memiliki symbol seperti gambar di bawah ini :


Gambar Simbol Sensor MQ2


Berikut ini adalah gambar grafik respon sensitifiras sensor MQ2

LDR 

Konfigurasi pin







Grafik respon

Counter  

Counter  adalah  sebuah  rangkaian  sekuensial  yang  mengeluarkan  urutan statestate tertentu, yang merupakan aplikasi dari pulsa-pulsa inputnya. Pulsa input dapat berupa pulsa clock atau pulsa yang dibangkitkan oleh sumber eksternal dan muncul pada interval waktu tertentu. Counter banyak digunakan pada peralatan yang berhubungan  dengan  teknologi  digital,  biasanya  untuk menghitung  jumlah kemunculan  sebuah  o kejadian/event  atau  untuk menghitung  pembangkit  waktu. Counter yang mengeluarkan urutan biner dinamakan Biner Counter. Sebuah n-bit binary counter terdiri dari n buah flip-flop, dapat menghitung dari 0 sampai 2n - 1 . Counter secara umum diklasifikasikan atas counter asyncron dan counter syncronous.   

a. Counter Asyncronous   

Counter  Asyncronous  disebut  juga Ripple Through  Counter  atau Counter Serial (Serial Counter), karena output masing-masing flip-flop yang digunakan akan bergulingan (berubah kondisi dan “0” ke “1”) dan sebaliknya secara berurutan atau langkah demi langkah, hal ini disebabkan karena hanya flipflop  yang  paling  ujung  saja  yang  dikendalikan  oleh  sinyal  clock, sedangkan sinyal clock untuk flip-flop lainnya diambilkan dan masing-masing flip-flop sebelumnya.

  

Gambar 3.3 Rangkaian Counter Asyncronous

   

 

b. Counter Syncronous   

Counter syncronous disebut sebagai Counter parallel, output flipflop yang digunakan bergulingan secara serempak. Hal ini disebabkan karena masing-masing flip- flop tersebut dikendalikan secara serempak oleh sinyal clock.

 

                           Gambar 3.4 Rangkaian Counter Syncronous

Gerbang NOT






Gerbang NOT atau disebut juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik) adalah jenis gerbang logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu output (keluaran). Dikatakan Inverter (gerbang pembalik) karena gerbang ini akan menghasilkan nilai ouput yang berlawanan dengan nilai inputnya . Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT berikut.






Pada gerbang logika NOT, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah tanda minus (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.

Perhatikan tabel kebenaran gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input (masukan) bernilai logika 1"

Decoder (IC 7447)

    IC BCD 7447 merupakan IC yang bertujuan mengubah data BCD (Binary Coded Decimal) menjadi suatu data keluaran untuk seven segment. IC 7447 yang bekerja pada tegangan 5V ini khusus untuk menyalakan seven segment dengan konfigurasi common anode. Sedangkan untuk menyalakan tampilan seven segment yang bekerja pada konfigurasi common cathode menggunakan IC BCD 7448. 
    IC ini sangat membantu untuk meringkas masukan seven segmen dengan jumlah 7 pin, sedangkan jika menggunakan BCD cukup dengan 4 bit masukan. IC BCD bisa juga disebut dengan driver seven segment. Berikut konfigurasi Pin IC 7447.
Konfigurasi Pin Decoder:

a. Pin Input IC BCD, memiliki fungsi sebagai masukan IC BCD yang terdiri dari 4 Pin, nama     pin masukan BCD dilangkan dengan huruf kapital yaitu A, B, C  dan D. Pin input berkeja    dengan logika High=1.
b. Pin Ouput IC BCD, memiliki fungsi untuk mengaktifkan seven segmen sesuai data yang    diolah dari pin input. Pin output berjumlah 7 pin yang namanya dilambangkan dengan    aljabar huruf kecil yaitu, b, c, d, e, f dan g. Pin Output bekerja dengan logika low=0. Karena itulah IC 7447 digunakan untuk seven segment common anode.
c. Pin LT (Lamp Test) memiliki fungsi untuk mengaktifkan semua output menjadi aktif low,        sehingga semua led pada seven segmen menyala dan menampilkan angka 8. Pin LT akan aktif jika diberi logika low. Pin ini juga digunakan untuk mengetes kondisi LED pada seven segment.
d. Pin RBI (Ripple Blanking Input) memiliki fungsi untuk menahan data input (disable input), pin RBI akan aktif jika diberi logika low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
e. Pin RBO (Ripple blanking Output) memiliki fungsi untuk menahan data output (disable output), pin RBO ini akan aktif jika diberikan logika Low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
Pada aplikasi IC dekoder 7447, ketiga pin (LT, RBI dan RBO) harus diberi logika HIGH=1 agar tidak aktif. Baik IC 7447 atau 7448 pada bagian output perlu dipasang resistor untuk membatasi arus yang keluar sehingga led pada seven segment bekerja secara optimal. Berikut ini rangkaian IC dekoder 7448 untuk konfigurasi seven segment common cathode.

• Encoder 74147

    IC 74147 adalah IC encoder digital yang mengkodekan 9 jalur input menjadi 4 jalur output. Ini juga dikenal sebagai encoder prioritas Desimal ke BCD. Istilah encoder prioritas digunakan karena menyediakan pengkodean untuk jalur data urutan tertinggi sebagai prioritas pertama. Itu dibuat menggunakan teknologi Transistor-Transistor Logic (TTL). Ini adalah IC encoder 10 hingga 4. Pada artikel ini, kita akan melihat Diagram Pin IC 74147, Diagram Sirkuit Internal IC 74147, dan tabel Truth atau tabel fungsi IC 74147. Here, you can see the truth table of IC 74147

Adder IC 7482

IC 7482, The NTE7482 is a 2−bit binary full adder in a 14−Lead DIP type melakukan penambahan dari dua bilangan biner 2 bit.

Konfigurasi

                Datasheet :

23.  Segment Anoda








Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.



Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.




Tabel Pengaktifan Seven Segment Display

  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: 

4. Percobaan [Kembali]

 Gambar Rangkaian

Smart Green House Semi Hidroponik (Keseluruhan)

-Penerapan Aritmatik

- Penerapan Counter(Flip-Flop)

-Penerapan Decoder

 Prinsip kerja

Prinsip kerja secara umum yaitu Smart green house hidroponik dapat digunakan untuk Mendeteksi kondisi air apakah masih layak digunakan degan melihat dari nilai Ph air, Kedua Dapat mendeteksi dan menghitung jumlah pengunjung yang masuk dan yang masih tersisa didalam Greens House Semi Hidroponik, Ketiga dapat digunakan untuk mendeteksi kondisi udara dan suhu ruangan didalam green house semi hidroponik dan terdapat sistem yang menunjukkan sensor sensor yang sedang hidup atau sedang bekerja dan berfungsi dengan baik.

    1. Penerapan Counter Up

    Terdapat 2 counter up, yang pertama dari sensor Touch, touch sensor bekerja untuk mendeteksi pengunjung yang masuk. saat pengunjung meyentuh touch sensor maka touch sensor aktif atau logika 0 dan meneruskan tegangan sebesar 5v. menggunakan voltage divider didapatkan tegangan yang cukup untuk membuat transistor aktif yaitu besar dari 0.73 V, selain itu pada kondisi ini kapasitor yang disusun paralel dengan relay akan terisi. sehingga supply tegangan diteruskan menuju relay yang membuat relay aktif sehingga arus diteruskan menuju motor yang digunakan untuk mmebuka pintu. dari relay juga diteruskan kerangkaian counter up yang menhitung jumlah pengunjung masuk setiap kali touch sensor disentuh. Pada flip flop J-K yang disusun sebanyak 4 buah melambangkan 4 bit yang dapat dihitung.

    Saat touch sensor memberikan tegangan yang diteruskan oleh relay maka clock pada jk flip pertama akan hidup yang membuat flip flop toggle sehingga output pada A flip flop 1 akan aktif menandakan terhitung 1. Saat touch sensor mati maka akan terjadi sedikit jeda akibat kapasitor yang masih dapat menyuplai tegangan ke relay. ini digunakan untuk jeda penutupan pintu. lalu padaflip flop akan mempertahankan kondisinya atau tidak terjadi perubahan.

    Pada PIR sensor digunakan untuk pintu bagian belakang untuk menghitung pengunjung keluar. Saat pengujung diteksi oleh Sensor PIR keluar melalui pintu belakang maka tegangan sebesar 5v diteruskan menuju transistor, karena tegangan telah lebih dari 0.73 v maka transistor aktif yang membuat supply tegangan menyuplai relay sehingga relay dapat aktif dan bergerak yang membuat Pintu terbuka dan diteruskan ke counter UP J-K flip flop 4 bit. tegangan diteruskan oleh relay maka clock pada jk flip pertama akan hidup yang membuat flip flop toggle sehingga output pada A flip flop 1 akan aktif menandakan terhitung 1.

    2. Aritmatik

    Rangkaian aritmatik menggunakan subtractor full adder. Input dari 4 bit pertama didapatkan dari perhitungan counter UP Touch sensor sebagai jumlah orang yang masuk. lalu 4 bit berikutnya dari counter UP PIR sensor untuk pengunjung yang telah keluar sebagai pengurang. Output dari IC aritmatik 74LS83 akan Mengurangkan sehingga didaptkan jumlah pengunjung yang masih tersisa didalam greenhouse Semi hidroponik. Karena output berupa bilangan biner 4 bit maka dibutuhkan decoder untuk menampilkan nilainya desimalnya dan ditampilkan oleh seven segmen.

    3. Encoder decoder

    Penerapan pertama pada hasil aritmatik yang membutuhkan decoder untuk menampilkan pada seven segmen jumlah aktual pengunjung didalam green house semi hidroponik. Yang kedua untuk menghitung jumlah sensor yang dapat bekerja atau sedang bekerja. Yang dihitung yaitu ada 4 sensor, LDR, NTC, Ph Meter dan Soil Masure. Sensor LDR aktif ketika intensitas cahaya terdeteksi berkurang maka lampu akan dihidupkan. Sensor PH aktif saat Ph air kurang dari 5.5 atau lebih dari 6.5 ketika kurang dari 5.5 maka semacam pupuk untuk membuat larutan menjadi asam ditambahkan sampai Ph stabil. Jika Ph besar dari 6.5 maka air tersebut akan dikurangi dan ditambah dengan air baru agar Ph dapat turun ke kondisi normalnya untuk sawi. lalu sensor NTC akan aktif .

    Fungsi decoder disini yaitu untuk memberikan kode keadaan sensor sedang aktif atau tidak. Bit pertama merupakan keadaan Sensor LDR. Bit kedua merupakan kondisi sensor Ph meter. Bit ke-3 merupakan kondisi sensor Soil measure. dan bit terakhir merupakan kondisi sensor NTC(suhu). Bit 0 menandakan sensor mendeteksi parameter dalam keadaan normal. sedangkan bit 1 berarti sensor akti dan menandakan perlu pencegahan yang dilakukan secara otomatis.

5. Video

Berikut video simulasi rangkaian 

6. Download

Download File HTML klik disini
Download Rangkaian Klik Disini
Download Video klik disini

    Data sheet:
Download Data Sheet Resistor 220 klik disini
Download Data Sheet Resistor 10k klik disini
Download Data Sheet Transistor NPN BC547 klik disini
Download Datasheet 2N7000 klik disini
Download Data Sheet LM741 Klik Disini
Download Data Sheet Relay 12V klik disini
Download Data Sheet Buzzer klik disini
Download Datasheet LED klik disini
Download Data Sheet Motor DC klik disini

Download Datasheet 7408 (gerbang AND) [klik]
Download datasheet 74386 XOR [klik]
Download Datasheet Touch Sensor [klik]
Download Datasheet LM35 [klik]
Download Datasheet pir sensor [klik]
Download Datasheet Sensor Soil klik disini

Download Datasheet Sensor MQ2 klik disini

Download datasheet sensor ldr klik

Download Datasheet Ph Meter Klik Disini

    Libbrary

Download Library sensor pir [klik]
Download Library Touch Sensor [klik]

Download Library Sensor soil klik disini
Download Library Sensor MQ2 klik disini

Download Library Ph meter Klik disini

Download Datasheet IC 7482 [klik]