Aplikasi Sensor

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1.Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5.Download 

Smart Hidroponik Tanaman Kubis

 1.Tujuan[kembali]

• Mempelajari prinsip kerja sensor

• Mempelajari prinsip kerja kontrol tanaman kubis pada hidroponik, menggunakan water level sensor, Ph sensor, dan sensor kelembapan.

• Mempelajari simulasi rangkaian kontrol tanaman kubis pada hidroponik farm menggunakan water level sensor, Ph sensor, dan sensor kelembapan.

 2. Alat dan Bahan[kembali]

1. Voltmeter

DC Voltemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mnegukur tegangan DC. 

2. Baterai

     Digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.

  Konfigurasi pin

     Spesifikasi

2.2 Bahan

1. Resistor

Spesifikasi resistor yang digunakan:

a. Resistor 10 ohm

b. Resistor 220 ohm

c. Resistor 10k ohm

            Datasheet resistor

 

2. Logic State

     

3. Transistor NPN

                Transistor NPN merupakan jenis 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. Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, dan lain lain. 

    Spesifikasi dan konfigurasi pin:

Spesifikasi

4. 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. 

Spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-C
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5

Konfigurasi Pin

 Datasheet Relay

5. Dioda

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).

6. LED

                         

 

7. OP-AMP

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.

 

8. Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. 

Konfigurasi Pin

 Pin 1 : Terminal 1

 Pin 2 : Terminal 2

                Spesifikasi Motor DC

  9. Buzzer

                                                        

Buzzer Features and Specifications

• Rated Voltage: 6V DC
• Operating Voltage: 4-8V DC
• Rated current: <30mA
• Sound Type: Continuous Beep
• Resonant Frequency: ~2300 Hz 
• Small and neat sealed package
• Breadboard and Perf board friendly

 10.  Switch 

Features 

• Constant ON resistance for signals ±10V and 100 kHz connection diagram

 • tOFF < tON. break before make action

 • Open switch isolation at 1.0 MHz -50 dB

 • < 1.0 nA leakage in OFF state • TTL. DTL. RTL direct drive compatibility

 • Single disable pin turns all sWitches in package OFF  

11. POWER SUPPLY

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :

Input voltage: 5V-12V

Output voltage: 5V

Output Current: MAX 3A

Output power:15W

conversion efficiency: 96%

12. 7 Segment Anoda

A. Spesifikasi

• Available in two modes Common Cathode (CC) and Common Anode (CA)
• Available in many different sizes like 9.14mm,14.20mm,20.40mm,38.10mm,57.0mm and 100mm (Commonly used/available size is 14.20mm)
• Available colours: White, Blue, Red, Yellow and Green (Res is commonly used)
• Low current operation
• Better, brighter and larger display than conventional LCD displays.
• Current consumption : 30mA / segment
• Peak current : 70mA

B. Konfigurasi pin

Pin Number	Pin Name	Description
1	e	Controls the left bottom LED of the 7-segment display
2	d	Controls the bottom most LED of the 7-segment display
3	Com	Connected to Ground/Vcc based on type of display
4	c	Controls the right bottom LED of the 7-segment display
5	DP	Controls the decimal point LED of the 7-segment display
6	b	Controls the top right LED of the 7-segment display
7	a	Controls the top most LED of the 7-segment display
8	Com	Connected to Ground/Vcc based on type of display
9	f	Controls the top left LED of the 7-segment display
10	g	Controls the middle LED of the 7-segment display

13. Decoder (IC 7447)

A. Spesifikasi

• has a broader Voltage range
• A variety of operating conditions
• internal pull-ups ensure you don't need external resistors
• Four input lines and seven output lines
• input clamp diode hence no need for high-speed termination
• comes with open collector output 

B. Konfigurasi pin:

Data Sheet Decoder:

14. Encoder  (IC 74147)

A. Spesifikasi

• It operates at 4.5V to 5.5 DC voltage.
• It delivers output current from low 70µA to high 8mA
• It operates at the temperature from -55℃ to 70℃
• Logic Case packaging type: DIP
• Mounting Type: Through Hole

B. Konfigurasi Pin

You can see there is a total of 16 pins.

• Pin No. 1 - 4 (input)
• Pin No. 2 - 5 (input)
• Pin No. 3 - 6 (input)
• Pin No. 4 - 7 (input)
• Pin No. 5 - 8 (input)
• Pin No. 6 - C (output)
• Pin No. 7 - B (output)
• Pin No. 8 - Ground (GND)
• Pin No. 9 - A (output)
• Pin No. 10 - 9 (input)
• Pin No. 11 - 1 (input)
• Pin No. 12 - 2 (input)
• Pin No. 13 - 3 (input)
• Pin No. 14 - D (output)
• Pin No. 15 - Not Connected (NC)
• Pin No. 16 - Vcc or positive power supply

15.  POT- HG

A. Spesifikasi

• Type: Rotary a.k.a Radio POT
• Available in different resistance values like 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1 M. 
• Power Rating: 0.3W
• Maximum Input Voltage: 200Vdc
• Rotational Life: 2000K cycles

B. Konfigurasi PIN

Pin No.	Pin Name	Description
1	Fixed End	This end is connected to one end of the resistive track
2	Variable End	This end is connected to the wiper, to provide variable voltage
3	Fixed End	This end is connected to another end of the resistive track

                 Konfigurasi potentiometer:

18. Water Level Sensor

    Water Level sensor adalah sensor yang bisa mendeteksi tinggi air di dalam tangki dengan akurat dan mudah. Sensor ini merupakan perangkat yang bisa mematikan atau mengaktifkan pompa air secara otomatis jika air mulai habis.

Jumlah Pin pada Sensor ini berjumlah 3 Yaitu :

1. Pin Negatif (-)
2. Pin Positif (+)
3. Pin Data (S).

Water Level Sensor adalah alat yang digunakan untuk memberikan signal kepada alarm / automation panel bahwa permukaan air telah mencapai level tertentu. Sensor akan memberikan signal dry contact (NO/NC) ke panel. Detector ini bermanfaat untuk memberikan alert atau untuk menggerakkan perangkat automation lainnya. Water sensor ini telah dilengkapi dengan built-in buzzer yang berbunyi pada saat terjadi trigger. Sensor ketinggian air biasanya digunakan untuk menghitung ketinggian air di sungai, danau, atau tangki air. Sensor ini sangat mudah untuk dibuat karena bahan - bahanya sederhana.

Cara Kerja Sensor

Water level merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air dengan output analog kemudian diolah menggunakan mikrokontroler. Cara kerja sensor ini adalah pembacaan resistansi yang dihasilkan air yang mengenai garis lempengan pada sensor. Semakin banyak air yang mengenai lempengan tersebut, maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan sebaliknya. Sensor memiliki sepuluh jalur tembaga yang terbuka, lima di antaranya adalah jalur power dan lima lainnya adalah jalur sensor. Jalur-jalur ini terjalin sehingga ada satu jalur sensor di antara setiap dua jalur power. Biasanya, jalur power dan sensor tidak terhubung, tetapi ketika direndam dalam air, keduanya terhubung. Pengoperasian sensor ketinggian air cukup sederhana. jalur power dan sensor membentuk resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi berdasarkan seberapa banyak mereka terkena air.

Grafik Water Level Sensor

Pengoperasian sensor ketinggian air cukup sederhana.

jalur power dan sensor membentuk resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi berdasarkan seberapa banyak mereka terpapar air.

Resistensi ini berbanding terbalik dengan kedalaman pencelupan sensor dalam air : Semakin banyak air yang dibenamkan sensor, semakin baik konduktivitasnya dan semakin rendah resistansinya. Semakin sedikit air yang dibenamkan sensor, semakin buruk konduktivitasnya dan semakin tinggi resistansinya. Sensor menghasilkan tegangan output yang sebanding dengan resistansi; dengan mengukur tegangan ini, ketinggian air dapat ditentukan.

Blog Diagram

20  Sensor pH

         Sensor pH merupakan ini digunakan untuk mengukur kadar pH yang terkandung pada tanki air hidroponik. Sensor ini beroperasi pada tegangan 3.4 hingga 5 Volt dan suhu operasi 5 hingga 60 derajat celcius. Sensor pH digunakan untuk mengukur kandungan asam pada tank nutrisi air pada kebun hidroponik. 

Sensor pH meter merupakan suatu sensor yang dapat melakukan pengukuran tingkat kadar keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh cairan/larutan. Cara bekerja dari sensor pH air yang utama berada di bagian sensor probe dengan material terbuat dari elektroda kaca, dimana pada elektroda kaca tersebut terdapat larutan HCL yang terdapat pada bagian ujung sensor probe, sensor probe tersebit akan mengukur besaran nilai ion H3O + pada suatu larutan sehingga dapat mengetahui kadar PH pada suatu larutan/cairan[8]. Elektroda sensor pada sensor PH air terbentuk dari bahan lapisan kaca yang sensitif dengan impendasi yang kecil oleh sebab itu dapat mendapatkan hasil pembacaaan dan penilaian yang stabil dan cepat pada suhu cairan/larutan tinggi maupun rendah. Hasil dari pembacaan nilai sensor PH bisa didapatkan oleh mikrokontroler dengan menggunakan antarmuka PH 2.0 yang sudah ada pada modul sensor PH air. Sensor PH air ini sangat baik untuk digunakan dalam melakukan pembacaan kadar PH cairan dengan interval waktu yang lama.

Grafik respon sensor PH adalah : 

Sensor pH adalah sensor yang digunakan untuk mengetahui derajat keasaman. pH meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tingkat keasaman atau kebasaan larutan. Prinsip utama kerja pH meter adalah terletak pada sensor probe berupa elektroda kaca (glass electrode) dengan jalan mengukur jumlah ion H30+ di dalam larutan. Dalam penggunaannya, sensor pH perlu dikalibrasi berkala agar keakuratannya dapat terjaga. Beberapa produsen sensor pH pada umumnya menyertakan instrumen untuk melakukan kalibrasi secara manual. Jika sensor pH dihubungkan dengan Arduino Uno, kalibrasi dapat dilakukan melalui program antarmuka kalibrasi sensor pH (pengembangan dari library sensor pH yang sudah tersedia). Hasil kalibrasi tersebut kemudian disimpan dalam EEPROM agar dapat digunakan untuk pengukuran normal.

 Spesifikasi:

- Catu Daya 5 V

- Ukuran Modul: 43 mm x 32 mm

- Jangkauan Pengukuran: 0 - 14 pH

- Temperatur Kerja: 0°C - 60°C

- Akurasi: ± 0.1 pH (25°C)

- Respon Waktu: = 1 menit

- Jenis Konektor: BNC

- Antarmuka: PH 2.0

- Gain Adjustment: Potensiometer 

- Indikator Daya: LED 

 

Blog diagram:

21. Sensor Kelembapan HIH-5030

Sensor Kelembaban Tegangan Rendah HIH-5030 dirancang untuk beroperasi dengan voltase serendah 2,7V dan memiliki penarikan arus tipikal sebesar 200µA, menjadikannya ideal untuk sistem bertenaga baterai. Sensor Kelembapan HIH-5030 dan HIH-5031 memberikan keluaran tegangan hampir linier, memungkinkan masukan langsung ke pengontrol atau perangkat lain.

HIH-5030 adalah sensor kelembaban sirkuit terpadu tertutup. Sensor Kelembaban HIH-5030 menggunakan elemen penginderaan kapasitif polimer termoset yang dipangkas dengan laser dengan pengkondisian sinyal terintegrasi pada chip. 

BAGIAN BAGIAN PIN SENSOR

CARA KERJA SENSOR

Sensor kelembaban HIH-5030 adalah sensor kelembaban yang menggunakan prinsip resistansi. Berikut adalah prinsip kerjanya secara rinci:

1. Elemen Sensor: Sensor kelembaban HIH-5030 memiliki elemen sensor resistif yang terbuat dari bahan polimer organik yang sensitif terhadap perubahan kelembaban.
2. Polimer Resistif: Lapisan polimer resistif ini berubah resistansinya berdasarkan tingkat kelembaban di sekitarnya. Ketika kelembaban naik, resistansi polimer juga naik, dan sebaliknya, ketika kelembaban turun, resistansi polimer turun.
3. Rangkaian Pemantauan: Sensor ini memiliki rangkaian pemantauan yang mengukur resistansi polimer dan mengonversinya menjadi nilai kelembaban relatif (RH).
4. Sirkuit Penguat dan Penyesuaian: Sinyal resistansi dari elemen sensor diperlakukan oleh sirkuit penguat dan penyesuaian untuk memastikan akurasi dan respons yang baik terhadap perubahan kelembaban.
5. Keluaran Analog atau Digital: Keluaran sensor dapat berupa sinyal analog atau digital, tergantung pada model dan jenis sensor. Sensor ini dapat memberikan keluaran dalam bentuk tegangan analog atau dapat dihubungkan ke mikrokontroler dengan keluaran digital.
6. Kalibrasi: Untuk memastikan akurasi pembacaan, sensor kelembaban ini seringkali memerlukan kalibrasi. Ini dilakukan dengan membandingkan pembacaan sensor dengan nilai kelembaban yang diketahui pada kondisi tertentu.
7. Perlindungan Terhadap Kontaminan: Sensor HIH-5030 dirancang untuk melindungi elemen sensor dari kontaminan seperti debu dan cairan yang dapat memengaruhi kinerja dan akurasi sensor.
8. Aplikasi: Sensor kelembaban HIH-5030 banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti sistem kontrol iklim, pengawasan cuaca, sistem otomatisasi, dan alat-alat berbasis kelembaban lainnya.
9. Daya Rendah: Sensor ini sering dikonfigurasi dengan konsumsi daya rendah, membuatnya cocok untuk aplikasi dengan batasan daya atau aplikasi nirkabel.

Sensor kelembaban HIH-5030 dengan prinsip kerja ini memberikan solusi yang andal dan akurat untuk memonitor tingkat kelembaban di berbagai lingkungan.

grafik sensor kelembapan:

Blog diagram:

 3. Dasar Teori[kembali]

• RESISTOR 

        Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini :

Simbol Resistor

      Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

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

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :

Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :

1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi

2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.

3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

Rumus Resistor:

Seri : R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

Dimana :

Rtotal = Total Nilai Resistor

R₁ = Resistor ke-1

R₂ = Resistor ke-2

R₃ = Resistor ke-3

R_n = Resistor ke-n

Paralel: 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n

Dimana :

R_total = Total Nilai Resistor

R₁ = Resistor ke-1

R₂ = Resistor ke-2

R₃ = Resistor ke-3

R_n = Resistor ke-n

• Dioda

    Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.Dioda memiliki simbol sebagai berikut :

Gambar Simbol Dioda

Cara Kerja Dioda

Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).

A. Kondisi tanpa tegangan

        Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.

B. Kondisi tegangan positif (Forward-bias)

    Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.

C. Kondisi tegangan negatif (Reverse-bias)

        Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.

3. Rumus

• Transistor NPN

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:

Simbol Transistor NPN BC547

Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

Rumus dari Transitor adalah :

h_FE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor 

iB = perubahan arus basis 

h_FE = arus yang dicapai

Rumus dari Transitor adalah :

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

 Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Gelombang I/O Transistor

• 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

• Gerbang NOT (IC 7404)

 

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.

• 7 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

• Light Emitting Code (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.

    Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

• Logic State

    Gerbang logika atau logic State adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

    Status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

• Motor DC

    

    Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).

    Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

• 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.

• Ground

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

• 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 simbol seperti gambar di bawah ini:

Gambar Simbol Baterai

• Power Supply

    Power supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Power supply memiliki simbol sebagai berikut :

Gambar simbol power supply

-Water level Sensor

Water Level sensor adalah sensor yang bisa mendeteksi tinggi air di dalam tangki dengan akurat dan mudah. Sensor ini merupakan perangkat yang bisa mematikan atau mengaktifkan pompa air secara otomatis jika air mulai habis.





Jumlah Pin pada Sensor ini berjumlah 3 Yaitu :
1. Pin Negatif (-)
2. Pin Positif (+)
3. Pin Data (S).


Water Level Sensor adalah alat yang digunakan untuk memberikan signal kepada alarm / automation panel bahwa permukaan air telah mencapai level tertentu. Sensor akan memberikan signal dry contact (NO/NC) ke panel. Detector ini bermanfaat untuk memberikan alert atau untuk menggerakkan perangkat automation lainnya. Water sensor ini telah dilengkapi dengan built-in buzzer yang berbunyi pada saat terjadi trigger. Sensor ketinggian air biasanya digunakan untuk menghitung ketinggian air di sungai, danau, atau tangki air. Sensor ini sangat mudah untuk dibuat karena bahan - bahanya sederhana.


Cara Kerja Sensor


Water level merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air dengan output analog kemudian diolah menggunakan mikrokontroler. Cara kerja sensor ini adalah pembacaan resistansi yang dihasilkan air yang mengenai garis lempengan pada sensor. Semakin banyak air yang mengenai lempengan tersebut, maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan sebaliknya. Sensor memiliki sepuluh jalur tembaga yang terbuka, lima di antaranya adalah jalur power dan lima lainnya adalah jalur sensor. Jalur-jalur ini terjalin sehingga ada satu jalur sensor di antara setiap dua jalur power. Biasanya, jalur power dan sensor tidak terhubung, tetapi ketika direndam dalam air, keduanya terhubung. Pengoperasian sensor ketinggian air cukup sederhana. jalur power dan sensor membentuk resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi berdasarkan seberapa banyak mereka terkena air.


Grafik Water Level Sensor









Pengoperasian sensor ketinggian air cukup sederhana.
jalur power dan sensor membentuk resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi berdasarkan seberapa banyak mereka terpapar air.





Resistensi ini berbanding terbalik dengan kedalaman pencelupan sensor dalam air : Semakin banyak air yang dibenamkan sensor, semakin baik konduktivitasnya dan semakin rendah resistansinya. Semakin sedikit air yang dibenamkan sensor, semakin buruk konduktivitasnya dan semakin tinggi resistansinya. Sensor menghasilkan tegangan output yang sebanding dengan resistansi; dengan mengukur tegangan ini, ketinggian air dapat ditentukan.


Blog Diagram

Sensor pH 

        pH merupakan suatu parameter yang digunakan untuk menyatakan tingkat

keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. Kadar pH

diukur pada skala 0 sampai 14.

       Dapat dilihat pada gambar diatas skala pH netral memiliki sifat basa sedangkan

nilai pH netral memiliki nilai pH , bila nilai pH >7 menunjukan zat tersebut

memiliki sifat basa sedangkan nilai pH < 7 menunjukan derajat kebasaan

tertinggi. 

Spesifikasi Sensor Asam 

       Pada perencanaa sensor pH yang akan digunakan adalah jenis Elektroda

(SKU : SEN0161) dari DF Robot dengan spesifikasi sebagai berikut : 

Daya Modul : 5V

Ukuran Modul : 43mm x 32mm

Jarak pengukuran : 0-14.0 pH

Pengukuran Suhu : 0-60 ºC

Akurasi : ± 0.1pH (25ºC)

Waktu tanggap : < 1 menit

Ph Sensor dengan Kabel BNC

Antarmuka pH 2.0 3 pin

LED Indikator Data

Prinsip Kerja Sensor Ph 

     Prinsip kerja utama sensor pH adalah terletak pada sensor probe berupa elektroda kaca (glass elektroda) dengan jalan mengukur jumlah ion H3O+ di dalam larutan. Ujung elektroda kaca adalah lapisan kaca setebal 0,1 mm yang berbentuk bulat (bulb). Bulb ini dipasangkan dengan silinder kaca non-konduktor atau plastik memanjang, yang selanjutnya diisi dengan larutan HCL (0,1 mol/dm3 ). Di dalam larutan HCL, terendam sebuah kawat elektroda panjang berbahan perak yang pada permukaannya terbentuk senyawa setimbang AgCl. Konstantanya jumlah larutan HCl pada sistem ini membuat elektroda Ag/AgCl memiliki nilai potensial stabil.

Inti sensor pH terdapat pada permukaan bulb kaca yang memiliki kemampuan untuk bertukar ion positif (H+) dengan larutan terukur. Kaca tersusun atas molekul silicon dioksida dengan sejumlah ikatan logam alkali. Pada saat bulb kaca ini terekspos air, ikatan SiO akan terprontonasi membentuk membran tipis HSiO+ sesuai dengan reaksi berikut : SiO + H3O+ HSiO+ + H2O

Seperti pada ilustrasi di atas bahwa pada permukaan bulb terbentuk semacam lapisan “gel” sebagai tempat pertukaran ion H+ . Jika larutan bersifat asam, maka ion H+ akan terikat ke permukaan bulb. Hal ini menimbulkan muatan positif terakumulasi pada lapisan “gel”. Sedangkan jika larutan bersifat basa, maka ion H+ dari dinding bulb terlepas untuk bereaksi dengan larutan tadi. Hal ini menghasilkan muatan negative pada dinding bulb. Pertukaran ion hydronium (H+ ) yang terjadi antara permukaan bulb kaca dengan larutan sekitarnya inilah yang menjadi kunci pengukuran jumlah ion H3O+ di dalam larutan. Kesetimbangan pertukaran ion yang terjadi di antara fase dinding kaca bulb dengan larutan, menghasilkan beda potensial di antara keduanya. Edinding kaca/larutan |RT/2,303F loga(H3O+ )|........….Eq.1 Dimana R adalah konstanta molar gas (8.314 J/mol K), T untuk temperature (Kelvin), F adalah konstanta Faraday 96485.3 C/mol, 2.303 adalah angka konversi antara logaritma alami dengan umum, dan a(H3O+ ) adalah aktivitas dari hydronium (bernilai rendah jika konsentrasinya rendah). Pada temperatur 250C nilai dari RT/2.303Fmendekati angka 59.16 mV. Angka 59.16 mV ini menjadi bilangan penting karena pada suhu konstan larutan 250C, setiap perubahan 1 satuan pH,

terjadi perubahan beda potensial elektroda kaca sebesaar 59.16 mV. Perhitungan nilai aktivitas hidronium (a(H3O+ )) pada persamaan di atas memiliki rentang yang sangat lebar yakni antara 10 hingga 10-15 mol/dm3 . sehingga untuk meringkas persamaan, maka lahirlah pH dengan persamaan sebagai berikut:

Tanda negatif adalah untuk membuat sesuatu nilai pH dari berbagai larutan, kecuali larutan yang bersifat sangat ekstrim asam, menjadi bernilai positif. Seperti yang telah kita bahas diatas, bulb kaca berisi larutan HCL yang merendam sebuah elektroda perak. HCl ini memiliki pH konstan karena ia berada pada system yang terisolasi. Karena pH konstan inilah maka ia menciptakan beda potensial yang konstan pada temperature yang konstan pula.sebut saja potensial tersebut E’, maka persamaan (Eq.1) diatas bersama dengan persamaan (Eq.2) didapatkan persamaan beda potensial total dari elektroda kaca : Eelektroda kaca= E’ – RT/2.303F pH……………..Eq.3

Sensor pH In-Situ menggunakan potensial listrik untuk mengukur pH dari suatu larutan. Sensor ini bekerja dengan membandingkan potensial listrik dari suatu sistem yang peka terhadap pH dengan potensial dari suatu sistem referensi yang stabil.

 

Sistem pendeteksian menggunakan bola kaca yang peka terhadap pH dan mengubah tegangan sebanding dengan konsentrasi ion hidrogen. Elektroda pendeteksi mengukur potensial dari bola kaca tersebut. Sensor diisi dengan larutan kalium klorida (KCl) yang menghantarkan listrik antara kaca peka pH dan elektroda pendeteksi.

 

Sistem referensi terpisah dari sistem pendeteksian. Alih-alih menggunakan bola kaca peka pH, sistem referensi menggunakan sambungan referensi yang dapat diganti dan memberikan kontak listrik dengan sampel sambil melindungi sistem internal. Berbeda dengan bola kaca peka pH, sambungan referensi tidak mengubah potensial dengan perubahan pH. Elektroda referensi mengukur potensial larutan. Sistem referensi diisi dengan larutan perak/klorida perak (Ag/AgCl) yang menghantarkan listrik antara sambungan referensi dan elektroda referensi.

Alat membaca sinyal dari elektroda pH, elektroda referensi, dan suhu, kemudian menghitung pH menggunakan persamaan Nernst:

Em = Eo + (2.3RT/nF) log [H+]

dimana:

Em adalah potensial dari elektroda pH,

Eo berkaitan dengan potensial elektroda referensi,

R adalah konstanta Hukum Gas,

F adalah konstanta Faraday,

T adalah suhu dalam Kelvin,

n adalah muatan ion (+1 untuk Hidrogen), dan

[H+] adalah konsentrasi ion hidrogen dalam mol/L.

Elektroda kaca pada sensor pH bekerja berdasarkan prinsip elektrokimia yang melibatkan potensial ion hidrogen (H+) dalam larutan. Elektroda kaca pada sensor pH merupakan sel elektrokimia yang memungkinkan pengukuran potensial listrik sebagai respons terhadap perubahan tingkat pH dalam larutan. Proses ini terjadi di antarmuka antara elektroda kaca dan larutan yang diukur.

Elektroda kaca pada sensor pH memiliki lapisan khusus yang sangat peka terhadap ion hidrogen. Pada ujung elektroda kaca, terdapat larutan HCl yang berperan penting dalam membentuk potensial elektrokimia. Ketika elektroda kaca direndam dalam larutan, reaksi kimia antara HCl pada elektroda dan ion hidrogen (H+) dalam larutan menghasilkan perbedaan potensial.

Perbedaan potensial elektrokimia ini bersifat responsif terhadap konsentrasi ion hidrogen dalam larutan, yang pada gilirannya mencerminkan tingkat pH larutan. Larutan asam, dengan tingkat pH rendah, memiliki konsentrasi ion hidrogen yang tinggi, sehingga menghasilkan perbedaan potensial yang tinggi pada elektroda kaca. Sebaliknya, larutan basa, dengan tingkat pH tinggi, memiliki konsentrasi ion hidrogen yang rendah, sehingga perbedaan potensial elektrokimia akan berkurang.

Penting untuk dicatat bahwa potensial elektrokimia tidak selalu berubah secara linear seiring dengan perubahan pH. Oleh karena itu, seringkali diperlukan kalibrasi untuk mengonversi perubahan potensial tersebut menjadi nilai pH yang akurat. Proses kalibrasi melibatkan pengukuran pada larutan standar dengan pH yang diketahui untuk menghasilkan kurva kalibrasi.

Secara keseluruhan, elektroda kaca pada sensor pH berperan sebagai transduser yang mengubah perubahan karakteristik kimia (khususnya konsentrasi ion hidrogen) menjadi sinyal listrik yang dapat diukur, memberikan informasi yang berguna tentang tingkat keasaman atau kebasaan dalam larutan.

Diagram blok

Sensor Kelembapan HIH-5030

Sensor Kelembaban Tegangan Rendah HIH-5030 dirancang untuk beroperasi dengan voltase serendah 2,7V dan memiliki penarikan arus tipikal sebesar 200µA, menjadikannya ideal untuk sistem bertenaga baterai. Sensor Kelembapan HIH-5030 dan HIH-5031 memberikan keluaran tegangan hampir linier, memungkinkan masukan langsung ke pengontrol atau perangkat lain.

HIH-5030 adalah sensor kelembaban sirkuit terpadu tertutup. Sensor Kelembaban HIH-5030 menggunakan elemen penginderaan kapasitif polimer termoset yang dipangkas dengan laser dengan pengkondisian sinyal terintegrasi pada chip. 

BAGIAN BAGIAN PIN SENSOR

CARA KERJA SENSOR

Sensor kelembaban HIH-5030 adalah sensor kelembaban yang menggunakan prinsip resistansi. Sensor kelembaban HIH-5030 adalah sensor yang dirancang khusus untuk mengukur tingkat kelembaban udara dalam lingkungan tertentu. Prinsip kerja sensor ini didasarkan pada perubahan resistansi bahan sensor yang dipengaruhi oleh kelembaban udara.

HIH-5030 menggunakan bahan polimer yang sensitif terhadap kelembaban. Ketika sensor ini terpapar oleh udara dengan tingkat kelembaban yang berubah, polimer tersebut menyerap atau melepaskan air sesuai dengan kondisi lingkungan sekitarnya. Perubahan jumlah air dalam polimer menyebabkan perubahan resistansi sensor.

Sensor ini memiliki dua elektroda yang terbuat dari bahan konduktif. Saat kelembaban naik, resistansi antara elektroda berubah, dan sebaliknya, saat kelembaban turun, resistansi juga berubah. Sensor kemudian mengukur resistansi ini dan mengonversinya menjadi keluaran analog yang mencerminkan tingkat kelembaban udara.

Output sensor dapat dihubungkan ke perangkat pemantau atau pengontrol untuk mengukur dan mengatur tingkat kelembaban udara dalam suatu ruang atau lingkungan.

grafik sensor kelembapan:

Blog diagram:

Spesifikasi

 4. Percobaan[kembali]

A. Prosedur Percobaan

- Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus

- Rangkaia semua alat dan bahan pada proteus

- Atur nilai variable (tengang, arus, dll)

- Lalu tekan tombol jalankan 

- Simulasikan semua sensor yang ada

- Revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian

- Lakukan simulasi kembali

B. Gambar Rangkaian 

PRINSIP KERJA RANGKAIAN 

1. WATER SENSOR

Water sensor berfungsi untuk mengukur ketingaan air dalam paralon media tanam dimana sensor ini diletakkan di lobang paralon tempat tanaan sawi. ketika ketinggian air dalam paralon melebihi 5cm  maka sensor akan mendeteksi resistansi kecil. Sensor akan aktif ketika sensor mendeteksi nilai dari resistansinya nya itu besar. dimana pada rangkaian sensor akan aktif ketika nilai dari resiatansinya yaitu besar dari 50%. ketika sensor aktif maka akan ada tegangan yang di umpankan ke induktor, capisitor, ground dan pada inputan rangkaian full adder (A1). dimana pada full adder terdapat inputan A1 dari output sensro, A2-A4 dan C0 berlogika nol.Dari table kebenaran kita dapat melihat hasil dari output full adder yaitu S1 = 1 dan S2= nol. sehingga terdapat tengang pada inputan S1.Tegangan S1 yang sebesar 5V diumpkan ke R1 dan masuk ke kaki non inverting (sebagai input) dari suatu rangkaian non inverting Amplifier. Dimana rumus dari non inverting amplifier adalah vo = (Rf/Ri+1)Vi. Dimana Rf sebesar 10k ohm dan R1 sebesar 10k ohm. Di dapat penguat sebesar 1x sehingga output dari rangkaian op amp nya sebesar 15V. Tegangan 15v di umpankan ke R3 (10k ohm) dan ke transistor di transistor terukur tegangan Vbe  sebesar 0.86V maka transistor akan on. Transistor akan on jika teganganya Vbe nya besar dari 0,60V. Ketika transistor on maka ada arus lewat vcc, relay, lewat kaki kolector, ke emiter trus ke Re trus ke ground. Karena ada harus yang melewati kumparan relay maka swicth dari relay akan bergesar dari ke kanan ke kiri atau akan on. Sehingga terjadi loop yang terhubung dengan baterai led dan motor sehingga ada supply dari batrai yang mengakibatkan pompa hidup memanandakan sistem berjalan dan menyalakan pompa air otomatis sehingga ketinggaan air paralon media tanam terjaga

2. SENSOR PH

Menurut jurnal yang berjudul "RESPON DUA VARIETAS KUBIS (Brassica oleracea L.) DATARAN RENDAH TERHADAP DOSIS PUPUK NPK", Tanaman kubis dapat tumbuh maksimal pada tanah yang subur, gembur, porous dan banyak mengandung humus. pH ideal untuk tanaman kubis antara 6 hingga 7.. Sistem menggunakan sensor pH untuk memonitor pH air dalam media tanam hidroponik farm, dengan rentang ideal antara 6-7. Jika sensor mendeteksi pH air di bawah , potensiometer disetel ke 43%, menghasilkan output yang mengalir ke induktor, kapasitor, dan titik percabangan. Pada percabangan pertama, output sensor digunakan sebagai input untuk gerbang NOT dan juga sebagai salah satu input encoder. Jika encoder menampilkan desimal 1, artinya pH air melebihi 7; jika nol, pH dalam keadaan normal.

Percabangan kedua mengarahkan tegangan output sensor ke kaki negatif detector inverting dengan Vref 1.56. Jika tegangan input lebih kecil dari Vref, output op-amp menjadi +Vsat, mengaktifkan transistor dengan Vbe 0.80V. Ketika transistor aktif (Vbe > 0.60V), arus mengalir melalui relay, menyebabkan perubahan posisi switch dari kanan ke kiri. Hal ini membuka loop yang menghubungkan baterai, LED, dan motor sehingga buzzer menyala, menandakan bahwa sistem berjalan. 

Dengan demikian, sistem ini secara otomatis mengaktifkan pompa cairan pupuk dalam media tanam hidroponik, mengaktifkan pompa cairan pupuk jika pH melebihi 6,5. Resitansi terukur dalam rentang 43-50% dapat memberikan informasi tambahan tentang kondisi pH air dalam media tanam.

3. Sensor kelembapan

    Sensor kelembapan dalam sistem hidroponik farm tanaman sawi berfungsi untuk mengukur tingkat kelembapan di sekitar tanaman. Jika tingkat kelembapan turun di bawah 50%, sistem akan mengaktifkan humidifier. Sebaliknya, jika tingkat kelembapan mencapai atau melebihi 50%, sistem akan mematikan humidifier untuk mencegah kelembapan berlebih yang dapat menyebabkan masalah seperti pertumbuhan jamur dan penyakit pada tanaman. Dengan menggunakan sensor kelembapan, sistem secara otomatis menjaga kondisi lingkungan yang sesuai dengan kebutuhan tanaman sawi, memberikan solusi efisien untuk meningkatkan hasil panen.

C. Video Simulasi

D. Video Teori

a. Water sensor

c. pH sensor

 5.Download[kembali]

Rangkaian proteus Klik disini

Video percobaan Klik disini

Html 

Datasheet Water Sensor klik disini

Datasheet PH Sensor Klik disini

Datasheet HIH-5030 humidity Sensor Klik disini

DataSheet Resistor 10k  Klik disini 

DataSheet Dioda Klik disini

DataSheet Motor DC Klik disini 

DataSheet Relay 12V Klik Disini

DataSheet Resistor 10k  Klik disini 

DataSheet Dioda Klik disini

Datasheet Switch klik disini

Datasheet Seven Segment klik disini

Datasheet Potensiometer Klik disini

Datasheet LED klik disini

Datasheet Baterai klik disini

Datasheet 7432 (gerbang OR) klik disini

Download Datasheet Opamp [klik]

Datasheet IC 7447 Klik d]isini

Datasheet IC 555 Klik disini

Datasheet IC 4026 Klik disini

Datasheet IC 7482 Klik disini

Datasheet IC 4511 Klik disini

Library humidity Sensor  Klik Disini

Library water Sensor Klik disini

Library ph Sensor Klik disini