Tugas Besar

 


kontrol kelembaban tanah




1. Tujuan  [back]
a. Mengetahui rangkaian simulasi aplikasi kontrol kelembaban tanah dengan proteus
a. Mengetahui rangkaian simulasi menggunakan Soil moisture sensor, LDR sensor, touch sensor, water sensor, dan sound sensor dengan proteus
c. Memenuhi tugas besar mata kuliah sistem digital


2. Alat dan Bahan  [back]

1. Baterai  atau Power Supply

 
        Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.
Baterai bertujuan untuk memberikan tenaga listrik ke rangkaian agar rangkaian dapat hidup dengan baik.



 2. Generator 
        Generator DC untuk suber tegangan.


Spesifikasi :
  • Non gearbox.
  • Speed : 2750 rpm.
  • Output : DC 12V.
  • Arus : 35A.
  • Built-in regulator.
  • Dimensi body : panjang 11,5 cm x diameter 9,75 cm.
  • Berat : 2,6 kg


    3. Buzzer
            Buzzer sebagai indicator apabila terjadi kebakaran.



Spesifikasi :

- Rated Voltage : 6V DC

- Operating Voltage : 4 to 8V DC

- Rated Current* : ≤30mA

- Sound Output at 10cm* : ≥85dB

- Resonant Frequency : 2300 ±300Hz

- Tone : Continuous

- Operating Temperature : -25°C to +80°C

- Storage Temperature : -30°C to +85°C

- Weight : 2g

Konfigurasi Pin :

Pin 1 : Positive

Pin 2 : Negative     


4.   LED
            LED sebagai lampu indikator bekerjanya rangkaian

Tegangan kerja / jatuh tegangan pada sebuah menurut warna yang dihasilkan:
  1. Infra merah : 1,6 V
  2. Merah : 1,8 V – 2,1 V
  3. Oranye : 2,2 V
  4. Kuning : 2,4 V
  5. Hijau : 2,6 V
  6. Biru : 3,0 V – 3,5 V
  7. Putih : 3,0 – 3,6 V
  8. Ultraviolet : 3,5 V

     5. Ground
             Ground sebagai komponen untuk menggroundkan sumber tegangan



    6. Motor DC
            Motor DC sebagai alat yang akan kita kontrol dengan Motor-Enco

Komponen Motot Listrik :
  1. Stator Coil
  2. Rotor Coil
  3. Main Shaft
  4. Brush
  5. Bearing
  6. Drive pulley
  7. Motor Housing


   7.  Transistor NPN
            Transistor NPN sebagai komponen yang dihubungkan ke relay.

Spesifikasi :

- Bi-Polar NPN Transistor

- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum

- Continuous Collector current (IC) is 500mA

- Emitter Base Voltage (VBE) is 5V

- Base Current(IB) is 5mA maximum

- Available in To-92 Package

Konfigurasi Pin :

Pin 1 : Collector

Pin 2 : Base

Pin 3 : Emitter




8. Relay
            Relay sebagai pengatur otomatis untuk mengubung atau memutus rangkaian

Spesifikasi :

- Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V 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)

Konfigurasi Pin

- Coil End 1 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other        end to ground.

- Coil End 2 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other        end to ground.

- Common (COM) : Common is connected to one End of the Load that is to be controlled.

- Normally Close (NC) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NC    the load remains connected before trigger.

- Normally Open (NO) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NO    the load remains disconnected before trigger.

9. Op-Amp

                        

Karakteristik : (Op-Amp ideal)

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

10. Dioda


        Dioda (diode) yaitu komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan punya fungsi buat menghantarkan arus listrik ke satu arah, tapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

11. Potensiometer



Spesifikasi :

- Rentang resistansi: 10Ω-20KΩ
- Toleransi ketahanan: +/-5%
- Total mekanik perjalanan: 300
- Peringkat daya: 1.2 w

- Hidup: 15000    


12. Soil Moisture Sensor
Soil moisture sensor adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Sensor ini membantu memantau kadar air atau kelembaban tanah pada tanaman.

13. Sensor LDR

                                        
Spesifikasi :

1.Tegangan maksimum (DC): 150V
2.Konsumsi arus maksimum: 100mW
3.Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 4.100KΩ
4.Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
5.Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius


14.  Touch Sensor

                 

Spesifikasi:
- Konsumsi daya sangat sedikit
- Tegangan: 2-5.5V DC (optimal 3v)
- Dapat menggantikan fungsi tombol saklar
- Dilengkapi 4 buah lubang baut M2
- Ukuran: 24x24x7.2mm
- Output high VOH: 0.8VCC (typical)
-. Output low VOL: 0.3VCC (max)


15. Water Sensor

Spesifikasi:

- Vin : DC 3V-5V
- Arus : <20mA

- Output : Analog
- Sensing area : 40mm x 16mm
- Working temperature: 10'C~30'C.
- Dimensi : Panjang 6cm x lebar 2.1cm
- Berat : 20 gram


16. Sound Sensor

Spesifikasi:

Sensitivitas bisa diatur (stel potensiometer warna biru)

Tegangan kerja 3.3V-5V

Output bentuk digital (0 dan 1, tinggi dan rendah)

Dengan lobang baut utk instalasi

Ukuran papan PCB 3.4cm x 1.6cm

Interface:

1. VCC: tegangan input 3.3V-5V

2. GND: ground

3. DO : digital output (0 dan 1)

 

17. IC 74247

    • Pin pada IC 74247
      • Pin 1,2,3,4 = pin input data , aktif high
      • Pin LT (lamp Test) , berfungsi mengecek senua LED pada seven segnen, Saat LT aktif maka semua LED akan aktif (menunjukkan Karakter 8).
      • Pin RBO (Ripple Blanking output) , berfungsi mematikan output IC sehingga saat RBO aktif maka seven segment akan mati 
      • Pin RBI (Ripple Blanking Input) , berfungsi untuk meniadakan data masukan dan memberikan tampilan blank pada seven segment.
          Pin LT, RBO,RBI bersifat aktif low

      18. Seven Segment
       
        • Layar tujuh segmen (bahasa Inggris: Seven-segment display ( SSD ) adalah salah satu perangkat layar untuk menampilkan sistem angka desimal yang merupakan alternatif dari layar dot-matrix. Layar tujuh segmen ini sering kali digunakan pada jam digital, meteran elektronik, dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik.

 19. IC 74LS83

Penjumlah penuh ini melakukan penjumlahan dua bilangan biner 4-bit. Jumlah output disediakan untuk setiap bit dan resultan carry (C4) diperoleh dari bit keempat. Penambah ini menampilkan tampilan internal penuh ke depan di keempat bit. Ini memberi perancang sistem kinerja sebagian melihat ke depan pada penghematan dan pengurangan jumlah paket implementasi ripple-carry. Logika adder, termasuk carry, diimplementasikan dalam bentuk aslinya yang berarti bahwa end-around carry dapat dicapai tanpa kebutuhan akan logika atau inversi level.

Fitur :

  • Pandangan penuh ke depan melintasi empat bit
  • Sistem mencapai kinerja sebagian melihat ke depan dengan penghematan ripple carry
  • Waktu penambahan yang umum: Dua kata 8-bit 25ns, dua kata 16-bit 45ns
  • Disipasi daya tipikal per penambah 4-bit 95mW


20. IC74LS139


    Sirkuit MSI TTL yang dijepit Schottky ini dirancang untuk digunakan dalam penguraian kode memori atau aplikasi perutean data berkinerja tinggi yang membutuhkan waktu tunda propagasi yang sangat singkat. Dalam sistem memori berkinerja tinggi, dekoder ini dapat digunakan untuk meminimalkan efek dekode sistem. Ketika digunakan dengan memori berkecepatan tinggi yang menggunakan sirkuit pengaktifan cepat, waktu tunda dari dekoder ini dan waktu pengaktifan memori biasanya lebih kecil daripada waktu akses memori biasa. Ini berarti bahwa penundaan sistem efektif yang diperkenalkan oleh dekoder sistem yang dijepit Schottky dapat diabaikan.
Fitur :
  • Dirancang Khusus untuk Kecepatan Tinggi: Dekoder Memori, Sistem Transmisi Data
  • Dua Sepenuhnya Independen 2- ke 4-Line
  • Decoder/Demultiplexer
  • Schottky dijepit untuk Performa Tinggi


3. Dasar Teori [back]
  - BATERAI
simbol baterai

        Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

        Baterai dalam sistem PV mengalami berulang kali siklus pengisian dan pengosongan selama umur pakainya. Siklus hidup (cycle life) baterai adalah banyaknya pengisian dan pengosongan hingga kapasitas baterai turun (melemah) dan tersisa 80% dari kapasitas nominalnya. Pabrik baterai biasanya mencantumkan siklus hidup pada spesifikasi teknis baterai. Mencantumkan satu nilai siklus hidup (cycle life) sebenarnya terlalu menyederhanakan informasi, karena siklus hidup baterai juga tergantung pada suhu baterai.

        Dari grafik di atas, terlihat pada suhu operasional baterai yang lebih rendah, siklus hidup baterai lebih lama. Siklus hidup baterai juga tergantung dari DoD, artinya baterai yang dikosongkan hanya 50% dari kapasitasnya, berumur lebih lama jika dikosongkan hingga 80%, namun membuat sistem menjadi lebih mahal, karena membutuhkan kapasitas baterai lebih besar untuk mengakomodasi kebutuhan yang sama.

battery capacity vs temperature

    Jika pada suhu operasional lebih rendah, umur baterai lebih lama,  namun ada efek negatif berkaitan dengan kapasitas baterai. Pada suhu  yang lebih rendah, kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang lebih tinggi, reaksi kimia yang terjadi pada baterai bergerak lebih aktif/cepat, sehingga kapasitas baterai cenderung lebih tinggi.

    Terkadang, pada suhu yang lebih tinggi, kapasitas baterai justru dapat lebih besar dari angka nominalnya, meskipun pada suhu tinggi, elemen baterai terlalu aktif, juga berakibat buruk pada kesehatan baterai.

        Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.

- 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.


Tabel. Warna dan Material LED
Warna
Panjanggelombang [nm]
Material semikonduktor
λ > 760
Gallium arsenide (GaAs)Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)
610 < λ < 760
Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)Gallium arsenide phosphide (GaAsP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Gallium(III) phosphide (GaP)
590 < λ < 610
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Gallium(III) phosphide (GaP)
570 < λ < 590
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Gallium(III) phosphide (GaP)
500 < λ < 570
Indium gallium nitride (InGaN) / Gallium(III) nitride (GaN)Gallium(III) phosphide (GaP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Aluminium gallium phosphide (AlGaP)
450 < λ < 500
Zinc selenide (ZnSe)Indium gallium nitride (InGaN)
400 < λ < 450
Indium gallium nitride (InGaN)
multiple types
Dual blue/red LEDs,
blue with red phosphor,
or white with purple plastic
λ < 400
Diamond (235 nm) Boron nitride (215 nm) Aluminium nitride (AlN) (210 nm) Aluminium gallium nitride (AlGaN)Aluminium gallium indium nitride (AlGaInN) – (down to 210 nm)
multiple types
Blue with one or two phosphor layers:
yellow with red, orange or pink phosphor added afterwards,
or white with pink pigment or dye.
White
Broad spectrum
Blue/UV diode with yellow phosphor



- MOTOR
       
     Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu


- TRANSISTOR 
        Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Boleh dikatakan bahwa hampir semua perangkat elektronik menggunakan Transistor untuk berbagai kebutuhan dalam rangkaiannya. 
                                   

    Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.

        Terminal transistor memerlukan tegangan DC tetap untuk beroperasi di daerah yang diinginkan dari kurva karakteristiknya. Ini dikenal sebagai biasing. Untuk aplikasi amplifikasi, transistor bias sehingga sebagian untuk semua kondisi input. Sinyal input pada basis diamplifikasi dan diambil pada emitor. BC548 digunakan dalam konfigurasi emitor umum untuk amplifier. Pembagi tegangan adalah mode bias yang umum digunakan. Untuk aplikasi switching, transistor bias sehingga tetap penuh jika ada sinyal di dasarnya. Dengan tidak adanya sinyal dasar, itu benar-benar mati.

        Dengan sebuah transistor tipikal, grafik arus kolektor versus arus basis akan terlihat sebagaimana berikut ini 

Cara Kerja Transistor


        Terdapat sebuah hubungan linear (garis lurus) antara arus baris dengan arus kolektor. Dengan kata lain : Arus kolektor secara langsung berbanding lurus dengan arus basis.


- 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.

Grafik


- OP AMP
                       

spefikasi Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

  • 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
Cara Kerja Operational Amplifier

                                        Rumus :


- POTENSIOMETER

        Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.

        Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :

  1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan 
  2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
  3. Sebagai Pembagi Tegangan
  4. Aplikasi Switch TRIAC
  5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
  6. Sebagai Pengendali Level Sinyal


-SOIL MOISTURE SENSOR
Soil Moisture Sensor adalah sensor yang dapat mendeteksi kelembaban tanah disekitarnya. Sensor ini terdiri dari dua probe untuk melewatkan arus listrik 12 dalam tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar).

Sensor ini sangat membantu mengingatkan tingkat kelembaban pada tanaman atau untuk memantau kelembaban tanah untuk pertanian. Pada sensor kelembaban mempunyai 3 macam output kondisi untuk dapat mencari nilai dalam satuan %R H, yaitu kering= 0~358, lembab= 359~460 dan basah= 461~495

- SENSOR 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.


- 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.                                                                                                                                           
(TTP223B)

        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 d. Waktu respon (touch mode): max 60ms Cara kerja: 1. Dalam keadaan normal, modul menghasilkan sinyal low (hemat daya).
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 - Bisa menerima tegangan dari 2 ~ 5.5V DC
- Dapat menggantikan fungsi saklar tradisional


Rumus Tegangan sentuh maksimal  
𝐸𝑆 = 𝐼𝑘( 𝑅𝑘 + 1.5 𝜌𝑠)
Ket:    𝐼𝑘 = Arus fibrilasi
          𝑅𝑘 = Nilai tahanan pada badan manusia 
          𝜌𝑠 = Tahanan Jenis tanah 



- WATER SENSOR
    Water sensor adalah controller yang bisa mendeteksi volume air, tinggi air, serta kualitas air di dalam tangki, sungai, danau, dan sejenisnya dengan akurat dan mudah. Sensor ini merupakan perangkat yang bisa mematikan atau mengobarkan pompa air secara otomatis andai air mulai berakhir atau sudah nyaris penuh.


Tabel water temperature sensor



- SOUND SENSOR  (FC 04)
        Berfungsi untuk mendeteksi suara dan juga dapat mengubah sinyal suara menjadi sinyal elektrik sehingga dapat diproses untuk penggunaan selanjutnya
    Modul Sensor Suara FC-04 yang dapat mendeteksi intensitas suara sekeliling, mengidentifikasi keberadaan atau ketidakberadaan suara (berdasarkan prinsip getaran suara).

                                                


Catatan:

1. Modul sensor suara sensitif terhadap intensitas suara sekitar lingkungan.

2. Ketika intensitas suara lebih kecil dari nilai yang ditentukan, DO menghasilkan nilai tinggi. Ketika intensitas suara luar lebih besar dari nilai yang ditentukan, DO menghasilkan nilai rendah.

3. Port DO dapat dihubungkan secara langsung dengan microcontroller untuk mendeteksi nilai tinggi dan rendah, sehingga dapat mendeteksi suara sekitar.

4. Digital output DO pada modul dapat difungsikan langsung sebagai saklar yang diaktifasi oleh suara (voice-activated switch)




Tabel Jenis bunyi dan Kekerasan Bunyi

- IC 74247

IC 7447, merupakan IC TTL  Decoder BCD to 7 Segment. IC ini berfungsi untuk mengubah kode bilangan biner BCD (Binary Coded Decimal) menjadi data tampilan untuk penampil/display 7 segment  yang bekerja pada tegangan TTL (+5 volt DC).

  • Jalur input data BCD, pin input ini terdiri dari 4 line input yang mewakili 4 bit data BCD dengan sebutan jalur input A, B, C dan D.
  • Jalur ouput 7 segmen, pin output ini berfungsi untuk  mendistribusikan data pengkodean ke penampil 7 segmen. Pin output dekoder BCD ke 7 segmen ini ada 7 pin yang masing-masing diberi nama a, b, c, d, e, f dan g.
  • Jalur LT (Lamp Test) yang berfunsi untuk menyalakan semua led pada penampil 7 segmen, jalur LT akan aktif pad saat diberikan logika LOW pad jalut LT tersebut.
  • Jalur RBI (Riple Blanking Input) yang berfungsi untuk menahan sinyal input (disable input), jalur RBI akan aktif bila diberikan logika LOW.
  • Jalur RBO (Riple blanking Output) yang berfungsi untuk menahan data output ke penampil 7 segmen (disable output), jalur RBO ini akan aktif pada sat diberikan logika LOW.



- SEVEN SEGMENT

Piranti tampilan modern disusun sebagai pola 7-segmen atau dot matriks. Jenis 7segmen, sebagaimana namanya, menggunakan pola tujuh batang yang disusun membentuk angka 8 seperti ditunjukkan pada gambar 3.1. Menurut kesepakatan, huruf-huruf yang diperlihatkan dalam Gambar 3.1 ditetapkan untuk menandai segmen-segmen tersebut. Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9,  juga bentuk huruf A sampai F (heksadesimal).

Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7segmen, sehingga harus menggunakan decoder BCD ke 7-segmen sebagai antar muka. Decoder ini terdiri dari gerbang-gerbang logika yang masukannya berupa digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7-segmen.


- IC 74LS83


    Penjumlah penuh ini melakukan penjumlahan dua bilangan biner 4-bit. Jumlah output disediakan untuk setiap bit dan resultan carry (C4) diperoleh dari bit keempat. Penambah ini menampilkan tampilan internal penuh ke depan di keempat bit. Ini memberi perancang sistem kinerja sebagian melihat ke depan pada penghematan dan pengurangan jumlah paket implementasi ripple-carry. Logika adder, termasuk carry, diimplementasikan dalam bentuk aslinya yang berarti bahwa end-around carry dapat dicapai tanpa kebutuhan akan logika atau inversi level.



- IC 74LS139


    Sirkuit MSI TTL yang dijepit Schottky ini dirancang untuk digunakan dalam penguraian kode memori atau aplikasi perutean data berkinerja tinggi yang membutuhkan waktu tunda propagasi yang sangat singkat. Dalam sistem memori berkinerja tinggi, dekoder ini dapat digunakan untuk meminimalkan efek dekode sistem. Ketika digunakan dengan memori berkecepatan tinggi yang menggunakan sirkuit pengaktifan cepat, waktu tunda dari dekoder ini dan waktu pengaktifan memori biasanya lebih kecil daripada waktu akses memori biasa. Ini berarti bahwa penundaan sistem efektif yang diperkenalkan oleh dekoder sistem yang dijepit Schottky dapat diabaikan.

    Semua decoder/demultiplexer ini memiliki input buffer penuh, yang masing-masing hanya mewakili satu beban yang dinormalisasi ke sirkuit penggeraknya. Semua input dijepit dengan dioda Schottky berperforma tinggi untuk menekan line-ringing dan untuk menyederhanakan desain sistem. SN54LS139A dan SN54S139 dicirikan untuk rentang operasi –55°C hingga 125°C. SN74LS139A dan SN74S139A dicirikan untuk pengoperasian dari 0 °C hingga 70 °C



4. Percobaan [back]

a. Gambar Rangkaian  [bak]


b.Prinsip Kerja Rangkaian  [back]

    Pada rangkaian tugas besar kontrol kelembaban tanah ini saya menggunakan 5 buah sensor yaitu soil moisture sensor, LDR Sensor, Touch Sensor, Water sensor, dan juga Sound sensor. Pada Soil moisture sensor, LDR sensor dan touch sensor masing-masing outputnya dihubungkan ke pin input A,B,C IC decoder 74247 lalu ditampilkan datanya menggunakan seven segment. Pada water sensor menggunakan IC aritmatik full adder jenis 74LS83. Dan pada sound sensor menggunakan IC demultiplexer jenis 74LS139.
    Pertama pada rangkaian soil moisture yang ditancapkan ditanah, ketika sensor mendeteksi kadar air pada tanah, maka output dari sound sensor ini akan mengeluarkan tegangan sebesar 3,65 V kemudian diumpankan kepada resistor sehingga tegangan menjadi 0,88 V menuju kaki base transistor. Tegangan yang 0,88 V yang masuk pada kaki base dapat membuat transistor dalam keadaan aktif (transistor on). Saat transistor on maka power supply akan mengeluarkan tegangan menuju relay, lalu menuju kaki kolektor, lalu ke emitor, dan juga ke ground. Karena ada tegangan pada relay, maka switch pada relay akan berpinda (relay on) yang mengakibatkan baterai sebesar 12V dapat meneruskan tegangan menuju resistor dan ke LED Hijau menyala sebagai indikator bahwa tanah dalam keadaan cukup air. Selain itu output sensor ini dihubungkan pada pin C input decoder IC74247, sehingga pada saat soil moisture sensor aktif maka pada seven segment menampilkan angka 4 yang menandakan tanah daam kondisi cukup air. Dan pada saat soil moisture sensor tidak mendeteksi air (tanah kering) maka output sensor ini tidak mengeluarkan tegangan sehingga relay tetap dan baterai menyalakan LED merah sebagai indikator kurang air. Dan pada seven segment menunjukkan tampilan 0 (kurang air)
    Untuk melembabkan tanah kembali dapat menggunakan 2 cara yaitu dengan sensor LDR mendeteksi cahaya matahari dan touch sensor. Pada rangkaian LDR dimana menggunakan op amp jenis inverting detektor, dimana jenis ini op amp akan aktif jika Vin pada kaki inverting (dari LDR) lebih kecil dibandingkan Vref pada noninverting. Ketika sensor LDR mendeteksi cahaya matahari dan Saat Vin<Vref maka op amp jenis inverting detektor ini akan on dan mengeluarkan tegangan dari op amp sebenesar 13,9 volt. Kemudian diumpankan dengan resistor 20k ohm sehingga tegangan yang masuk ke kaki base transistor sebesar 0,82V. Tegangan sebesar 0,82 V ini dapat mengaktifkan transisor (transistor on) karena transistor on pada tegangan 0,7-0,8 V. Karena transistor on maka power supply akan mengeluarkan tegangan menuju relay, lalu ke kaki kolektor, lalu ke emitor, dan ke ground. Karena ada tegangan pada relay, maka switch pada relay akan bergerak  (relay on). Sehingga baterai sebesar 20V akan mengeluarkan tegangan yang dapat menggerakkan motor otomatis sebagai penghidup keran air. Selain itu output op amp tdi juga dihubungkan pada pin A IC decoder 74247 sehingga pada seven segment menunjukkan angka 1 yang berarti kurang air dan keran telah hidup dengan sensor LDR.
    Selain itu, untuk menghidupkan keran juga bisa menggunakan touch sensor. Pada saat touch sensor disentuh, sensor aktif.  Apabila kita menyentuh touch sensor (berlogika 1) maka output touch sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 4,98 V kemudian diumpan kan ke resistor 5k ohmsehingga tegangan yang masuk pada kaki base transistor sebesar 0,88V..Tegangan sebesar ini dapat mengaktifkan transistor karena transistor dapat aktif pada tegangan 0,7-0,8V. . Saat transistor on, maka power supply akan mengeluarkan tegangan menuju relay, lalu ke kaki kolektor, ke emitor, dan ke ground. Karena ada tegangan pada relay maka switch pada relay akan berpindah (relay on). Ketika relay on maka baterai 12 volt mengeluarkan tegangan menuju motor yang dapat mnggerakkan motor penghidup keran air. Selain itu output  juga dihubungkan pada pin B IC decoder 74247 sehingga pada seven segment menunjukkan angka 2 yang berarti kurang air dan keran telah hidup dengan Touch Sensor.
`    Kemudian pada rangkaian ini dapat membuaang air bila air tergenang pada tanah saat musim hujan. Saat water sensor telah aktif sesuai ketinggian air maka output dari water sensor akan mengeluarkan tegangan sebesar 4,45 V kemudian diperkuat oleh op amp non inverting sehingga tegangan menjadi 11 V lalu diumpankan ke resistor 10k ohm sehingga tegangan menjadi 7,46 V ini diteruskan ke IC full adder 74LS83 pada pin A1 dan pin lain dihubungkan ke ground. IC ini nantinya akan mengaktifkan output S1. Lalu S1 akan meneruskan tegangan sebesar 5V ke kaki non inverting op amp dan kaki inverting op amp merupakan feedback dari output op amp. Kemudian tegangan 5V diumpankan ke resistor 10k ohm sehingga tegangan 0,87 V ke kaki base transistor. Pada transistor ini menggunakan bias jenis fixed bias. Tegangan sebesar ini dapat mengaktifkan transistor, karena transistor dapat aktif pada kisaran tegangan 0,7-0,8V. Saat transistor on, maka power supply akan mengeluarkan tegangan menuju relay, lalu ke kolektor, ke emitor, dan ke ground. Karena adanya tegangan pada relay, switch pada relay akan bergerak (relay on). Karena relay on maka baterai sebesar 12V dapat mengeluarkan tegangan menuju buzzer dan mengaktifkan buzzer sebagai pertanda bahwa air telah tinggi.
    Selanjutnya Sound sensor yang diletakkan di dekat buzzer akan aktif (berlogika 1). Saat sound sensor aktif, maka output dari sound sensor akan mengeluarkan tegangan  yang dihubungkan pada pin A IC demultiplexer 74LS139.  Jika pin A aktif (high) dan pin B,E dihubungkan ke ground maka ic demux ini akan meneruskan tegangan pada pin output Y0,Y1,dan Y3 sesuai dengan function table. Pada output Y0 tegangan sebesar 4,80V diumpankan ke resistor 1k ohm sehingga tegangan menuju resistor sebesar 2,78V. Pada bias transistor ini menggunakan jenis bias Voltage divider bias seperti yang dirangkai sehingga tegangan pada transistor sebesar 0,74 V. Tegangan sebesar ini dapat mengaktifkan transistor, karena transistor dapat aktif pada kisaran tegangan 0,7-0,8V. Saat transistor on maka power supply akan mengeluarkan tegangan menuju relay, lalu ke kaki kolektor, lalu ke emitor, dan ke ground. Karena adanya tegangan pada relay maka switch pada relay akan berpinda (relay on) sehingga baterai 9V dapat mengeluarkan tegangan menuju motor dan menggerakkan motor untuk membuang air yang berlebih pada tanah.

c. Video Simulasi  [back]



d. Link download [back]

1. Download File Rangkaian Di Sini
2. Download Video Simulasi Di Sini
3. Download Datasheet Soil Moisture Sensor Di Sini
4. Download Datasheet Sensor LDR Di Sini
5. Download Datasheet Touch Sensor Di Sini
6. Download Datasheet Water Sensor Di Sini
7. Download Datasheet Sound Sensor Di Sini
8. Download Library Soil Moisture Sensor Di Sini
9. Download Library Touch Sensor Di Sini
10. Download Library Water Sensor Di Sini
11. Download Library Sound Sensor Di Sini
12. Download Datasheet Komponen :
    - Datasheet Baterai Di Sini
    - Datasheet Relay Di Sini
    - Datasheet Transistor Di Sini
    - Datasheet Resistor Di Sini
    - Datasheet Motor Di Sini
    - Datasheet Dioda Di Sini
    - Datasheet IC 74247 Di Sini
    - Datasheet Seven Segment Di Sini
    - Datasheet IC 74LS83 Di Sini
    - Datasheet IC74LS139  Di Sini
13. Download File HTML Di Sini

Tidak ada komentar:

Posting Komentar