Aplikasi Agroforesti di Kebun Jati dan Peternakan Sapi

[menuju akhir]

 1. Tujuan [kembali]

  • Memahami Aplikasi  Agroforestri di Agroforesti di Kebun Jati dan Peternakan Sapi

2. Alat dan Bahan [kembali]



A. Alat:

1. Power Supply


2. Voltmeter DC

3. Baterai 

 4. Generator DC


B. Bahan:

1. Resistor



Specifications 
Resistance (Ohms)10K, 500K
Power (Watts)0.25W, 1/4W
Tolerance±5%
PackagingBulk
CompositionCarbon Film
Temperature Coefficient350ppm/°C
Lead Free StatusLead Free
RoHS StatusRoHS Compliant

Data sheet resistor:




2. Kapasitor 
 

Spesifikasi 

• ESR: 6mΩ to 70mΩ
• Voltage: 2V to 16V
• Capacitance: 6.8µF to 470µF
• Operating Temperature: -55°C to 125°C
• Polymer cathode technology
• High frequency capacitance retention
• Non-ignition failure mode
• 100% accelerated steady state aging
• 100% surge current tested
• Volumetric efficiency
• Self-healing mechanism
• EIA standard case sizes

3. Induktor 

Spesifikasi : 
• 11.2 x 11.2 x 9.0mm maximum surface mount package
• Ferrite core material 
• High current carrying capacity, low core losses 
• Controlled DCR tolerance for sensing circuits 
• Inductance range from 205nH to 950nH 
• Current range from 11.5 to 69 amps 
• Frequency range up to 2MHz
• Storage temperature range (component): -40 °C to +125 °C 
• Operating temperature range: -40 °C to +125 °C (ambient plus self-temperature rise) 
• Solder reflow temperature: J-STD-020 (latest revision) compliant

4. Dioda 1N4001

Spesifikasi :
  • Package Type: Available in DO-41 & SMD Packages
  • Diode Type: Silicon Rectifier General Usage Diode
  • Max Repetitive Reverse Voltage is: 1000 Volts
  • Average Fwd Current: 1000mA
  • Non-repetitive Max Fwd Current: 30A
  • Max Power Dissipation is: 3W
  • Max Storage & Operating temperature Should Be: -55 to +175 Centigrade
Konfigurasi Pin:

Nomor Pin

Nama Pin

Deskripsi

1

Anoda

Arus selalu Masuk melalui Anoda

2

Katoda

Arus selalu Keluar melalui Katoda

5. Transistor NPN BC547
Konfigurasi Pin
  • Collector
  • Base
  • Emitter
Spesifikasi :
  • Transistor Type : NPN
  • Voltage – Collector Emitter Breakdown (Max) : 45 V
  • Current- Collector (Ic) (Max) : 100mA
  • Power – Max : 625 mW
  • DC Current Gain (hFE) (Min) @ Ic, Vce : 110 @ 2mA, 5V
  • Vce Saturation (Max) @ Ib Ic : 300mV, @ 5mA, 100mA
  • Frequency – Transition : 300MHz
  • Current- Collector Cutoff (Max) : -
  • Mounting Type : Through Hole
  • Package / Case : TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA) Formed Leads
  • Packaging : Tape & Box (TB
  • Lead Free Status : Lead Free
  • RoHs Status : RoHs Compliant

Data Sheet Transistor



Grafik Respon:



6. OP AMP LM358



konfigurasi pin
  • Pin-1 dan pin-8 adalah o / p dari komparator
  • Pin-2 dan pin-6 adalah pembalik i / id
  • Pin-3 dan pin-5 adalah non inverting i / id
  • Pin-4 adalah terminal GND
  • Pin-8 adalah VCC +
spesifikasi 
  • Ini terdiri dari dua op-amp internal dan frekuensi dikompensasi untuk gain kesatuan
  • Gain tegangan besar adalah 100 dB
  • Lebar pita lebar adalah 1MHz
  • Jangkauan pasokan listrik yang luas termasuk pasokan listrik tunggal dan ganda
  • Rentang catu daya tunggal adalah dari 3V ke 32V
  • Jangkauan pasokan listrik ganda adalah dari + atau -1.5V ke + atau -16V
  • Penyaluran arus pasokan sangat rendah, yaitu 500 μA
  • 2mV tegangan rendah i / p offset
  • Mode umum rentang tegangan i / p terdiri dari ground
  • Tegangan catu daya dan diferensial i / p tegangan serupa ayunan tegangan o / p besar



7. Gerbang XOR 4030

Spesifikasi 

  • Wide supply voltage range: 3.0V to 15V
  • Low power: 100 nW (typ.)
  • Medium speed operation: tPHL = tPLH = 40 ns (typ.) at CL = 15 pF, 10V supply
  • High noise immunity 0.45 VCC (typ.)

Konfigurasi PIN

Pin NoPin NameDescription
1A0Input 1 of XOR gate 0
2B0Input 2 of XOR gate 0
3Q0The output of XOR gate 0
4Q1The output of XOR gate 1
5A1Input 1 of XOR gate 1
6B1Input 2 of XOR gate 1
7VSSSource Supply
8A2Input 1 of XOR gate 2
9B2Input 2 of XOR gate 2
10Q2The output of XOR gate 2
11Q3The output of or gate 3
12A3Input 1 of OR gate 3
13B3Input 2 of OR gate 3
14VDDDrain Supply
8. Gerbang NOT 7404

Spesifikasi
Konfigurasi Pin

We have numbered the NOT Gates by 1, 2, 3, 4, 5, 6.
  • Pin 1: The pin 1 is the input for 1st NOT Gate.
  • Pin 2: Pin 2 is the output of 1st NOT Gate.
  • Pin 3: Pin 3 is connected to the input of the 2nd NOT Gate.
  • Pin 4: Pin 4 is the output of the 2nd NOT Gate.
  • Pin 5: Pin 5 is connected to the input of the 3rd NOT Gate.
  • Pin 6: Pin 6 is connected to the output terminal of the 3rd NOT Gate.
  • Pin 7: Pin 7 is the ground pin, it is used to provide power supply to the IC.
  • Pin 8: It is the output pin of the 4th Gate.
  • Pin 9: It provides the input pin for the 4th Gate.
  • Pin 10: Output of the 5th Gate is connected to the pin 10
  • Pin 11: Input of the 5th Gate.
  • Pin 12: It is connected to the output of the 6th Gate.
  • Pin 13: The pin 13 is connected to the input of 6th Gate.
  • Pin 14: It is the Vcc terminal of the IC, it is used to provide the power supply to the IC chip.

9. POT- HG

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

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:


10. Soil Moisture Sensor (Sensor Kelembaban Tanah)



Spesifikasi
  • Operating Voltage: 3.3V to 5V DC
  • Operating Current: 15mA
  • Output Digital - 0V to 5V, Adjustable trigger level from preset
  • Output Analog - 0V to 5V based on infrared radiation from fire flame falling on the sensor
  • LEDs indicating output and power
  • PCB Size: 3.2cm x 1.4cm
  • LM393 based design
  • Easy to use with Microcontrollers or even with normal Digital/Analog IC
  • Small, cheap and easily available
konfigurasi pin

Pin Name

Description

VCC

           

The Vcc pin powers the module, typically with +5V

GND

Power Supply Ground

DO

Digital Out Pin for Digital Output.

AO

Analog Out Pin for Analog Output





11. LDR

Spesifikasi LDR :
  • Tegangan maksimum (DC): 150V.
  • Konsumsi arus maksimum: 100mW.
  • Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
  • Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
  • Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms.
   
Konfigurasi PIN LDR:

Grafik Respon

  • Penurunan Daya Disipasi

  • Resistansi
  • Spectral Respon

12. Sensor PIR

Spesifikasi:

  • Vin : DC 5V - 9V
  • Radius : 180 derajat
  • Jarak deteksi : 5 - 7 meter
  • Output : Digital TTL
  • Memiliki setting sensitivitas
  • Memiliki setting time delay
  • Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm
  • Berat : 10 gr


grafik respon sensor PIR

    1. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan



    2. Respon terhadap suhu 


16. Decoder (IC 7447)

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 

Konfigurasi pin:

Data Sheet Decoder:

17. Encoder  (IC 74147)


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

Konfigurasi Pin

IC 74147 Pin Diagram, pin diagram of IC 74147


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

18. Relay


Konfigurasi PIN Relay

Nomor PIN

Nama Pin

Deskripsi

1

Coil End 1

Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground

2

Coil End 2

Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 12V dan ujung lainnya ke ground

3

Common (COM)

Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol

4

Normally Close (NC)

Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu

5

Normally Open (NO)

Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu

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)

19. Motor DC



Konfigurasi PIN

No:

Pin Name

Description

1

Terminal 1

A normal DC motor would have only two terminals. Since these terminals are connected together only through a coil they have not polarity. Revering the connection will only reverse the direction of the motor

2

Terminal 2

DC Motor Specifications
  • Standard 130 Type DC motor
  • Operating Voltage: 4.5V to 9V
  • Recommended/Rated Voltage: 6V
  • Current at No load: 70mA (max)
  • No-load Speed: 9000 rpm
  • Loaded current: 250mA (approx)
  • Rated Load: 10g*cm
  • Motor Size: 27.5mm x 20mm x 15mm
  • Weight: 17 grams

20. LED

Spesifikasi :

  • Superior weather resistance
  • 5mm Round Standard Directivity
  • UV Resistant Eproxy
  • Forward Current (IF): 30mA
  • Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
  • Reverse Voltage: 5V
  • Operating Temperature: -30℃ to +85℃
  • Storage Temperature: -40℃ to +100℃
  • Luminous Intensity: 20mcd

Konfigurasi Pin :  

  • Pin 1 : Positive terminal of LED
  • Pin 2 : Negative terminal of LED

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

22. Buzzer


Konfigurasi PIN Buzzer

1

Positif

Diidentifikasi dengan simbol (+) atau kabel terminal yang lebih panjang. Dapat didukung oleh 12V DC 

2

Negatif

Diidentifikasi oleh kabel terminal pendek. Biasanya terhubung ke ground sirkuit

Spesifikasi Buzzer
  1. Rated Voltage : 12V 
  2. DC Operating Voltage : 4 to 8V 
  3. DC Rated Current* : ≤30mA 
  4. Sound Output at 10cm* : ≥85dB 
  5. Resonant Frequency : 2300 ±300Hz 
  6. Tone : Continuous 
  7. Operating Temperature : -25°C to +80°C 
  8. Storage Temperature : -30°C to +85°C
  9. Weight : 2g 
  10. Value applying at rated voltage (DC)

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 : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n


  • 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.

cara kerja 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.

dioda tanpa tegangan

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.

kondisi tegangan negatif

 Rumus

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 :

hFE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor 

iB = perubahan arus basis 

hFE = 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


  • KAPASITOR

Kapasitor atau disebut juga dengan kondensator adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu. Fungsi kapasitor (kondensator) di antaranya adalah dapat memilih gelombang radio pada rangkaian tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai filter di dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya). Satuan nilai untuk kapasitor (kondensator) adalah Farad (F).

Rumus Kapasitas Kapasitor

 


 

                Rumus Kapasitor Keping Sejajar (Udara)


                Rumus Kapasitor Keping Sejajar (Medium)

 


 

                Rumus Kapasitas Kapasitor Bentuk Bola

 


  • INDUKTOR


Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang membentuk sebuah Kumparan. Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik. Medan Magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Dasar dari sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.

Kemampuan Induktor atau Coil dalam menyimpan Energi Magnet disebut dengan Induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H). Satuan Henry pada umumnya terlalu besar untuk Komponen Induktor yang terdapat di Rangkaian Elektronika. Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang merupakan turunan dari Henry digunakan untuk menyatakan kemampuan induktansi sebuah Induktor atau Coil. Satuan-satuan turunan dari Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan microhenry (µH). Simbol yang digunakan untuk melambangkan Induktor dalam Rangkaian Elektronika adalah huruf “L”.

Simbol Induktor

Berikut ini adalah Simbol-simbol Induktor :

Simbol-simbol Induktor (Coil)

Simbol Induktor di proteus :

Nilai Induktansi sebuah Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya adalah :

  • Jumlah Lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi Induktasinya
  • Diameter Induktor, Semakin besar diameternya semakin tinggi pula induktansinya
  • Permeabilitas Inti, yaitu bahan Inti yang digunakan seperti Udara, Besi ataupun Ferit.
  • Ukuran Panjang Induktor, semakin pendek inductor (Koil) tersebut semakin tinggi induktansinya.
Jenis-jenis Induktor (Coil)
Berdasarkan bentuk dan bahan inti-nya, Induktor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah :
  • Air Core Inductor – Menggunakan Udara sebagai Intinya
  • Iron Core Inductor – Menggunakan bahan Besi sebagai Intinya
  • Ferrite Core Inductor – Menggunakan bahan Ferit sebagai Intinya
  • Torroidal Core Inductor – Menggunakan Inti yang berbentuk O Ring (bentuk Donat)
  • Laminated Core Induction – Menggunakan Inti yang terdiri dari beberapa lapis lempengan logam yang ditempelkan secara paralel. Masing-masing lempengan logam diberikan Isolator.
  • Variable Inductor – Induktor yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan keinginan. Inti dari Variable Inductor pada umumnya terbuat dari bahan Ferit yang dapat diputar-putar.

Fungsi Induktor (Coil) dan Aplikasinya

Fungsi-fungsi Induktor atau Coil diantaranya adalah dapat menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (Filter) Frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan.

Berdasarkan Fungsi diatas, Induktor atau Coil ini pada umumnya diaplikasikan :

  • Sebagai Filter dalam Rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi
  • Transformator (Transformer)
  • Motor Listrik
  • Solenoid
  • Relay
  • Speaker
  • Microphone

  • 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

        Inverting Amplifier


         Rumus:

        NonInverting

         Ruus:

        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:

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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


  • BUZZER

Buzzer   adalah   sebuah   komponen   elektronika   yang   berfungsi   untuk   mengubah  getaran  listrik  menjadi  getaran  suara  getaran  listrik  menjadi  getaran  suara.  Pada  dasarnya  prinsip  kerja buzzer  hampir  sama  dengan  loudspeaker,  jadi  buzzer  juga  terdiri  dari  kumparan  yang  terpasang  pada  diafragma  dan  kemudian  kumparan  tersebut  dialiri  arus  sehingga  menjadi  elektromagnet,  kumparan  tadi  akan  tertarik  ke  dalam  atau  keluar,  tergantung  dari  arah  arus  dan  polaritas  magnetnya,  karena  kumparan  dipasang  pada  diafragma  maka  setiap  gerakan  kumparan  akan  menggerakkan  diafragma  secara  bolak-balik  sehingga  membuat udara  bergetar  yang  akan  menghasilkan  suara.  Buzzer  biasa  digunakan  sebagai  indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Cara Kerja Buzzer pada saat aliran listrik atau tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian yang menggunakan piezoeletric tersebut. Piezo buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekwensi di kisaran 1 - 6 kHz hingga 100 kHz. Buzzer memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

Gambar Simbol Buzzer
  • 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


     
  • SENSOR PIR
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.
  • SENSOR Kelembaban udara


Prinsip Kerja Sensor Kelembaban Udara

Sensor kelembaban udara mengukur jumlah uap air di udara. Prinsip kerjanya bergantung pada jenis sensor, yang umum di antaranya adalah kapasitif, resistif, dan thermal. Berikut adalah penjelasan prinsip kerja untuk setiap jenis:

1. Sensor Kapasitif

  • Prinsip Kerja:
    Sensor ini menggunakan bahan dielektrik (seperti polimer atau oksida logam) di antara dua pelat elektroda. Kelembaban udara memengaruhi konstanta dielektrik bahan tersebut, yang mengubah kapasitansi. Perubahan kapasitansi diukur dan dikonversi menjadi nilai kelembaban relatif (%RH).
  • Keunggulan:
    • Akurasi tinggi.
    • Stabil pada jangka panjang.

2. Sensor Resistif

  • Prinsip Kerja:
    Sensor ini menggunakan bahan yang nilai resistansinya berubah dengan kadar air yang terserap dari udara. Semakin tinggi kelembaban, semakin rendah resistansinya. Perubahan resistansi diubah menjadi sinyal listrik yang merepresentasikan kelembaban relatif.
  • Keunggulan:
    • Biaya rendah.
    • Respon cepat.

3. Sensor Thermal (Psykrometrik)

  • Prinsip Kerja:
    Sensor ini mengukur perbedaan suhu antara termometer "basah" dan "kering". Uap air dalam udara memengaruhi tingkat pendinginan pada sensor basah, sehingga memberikan informasi tentang kelembaban relatif.
  • Keunggulan:
    • Cocok untuk lingkungan ekstrem.
    • Sederhana dalam desain.

Grafik Respon Sensor Kelembaban Udara

Grafik respons sensor kelembaban biasanya menunjukkan hubungan antara kelembaban relatif (%RH) dan sinyal keluaran (tegangan, arus, atau digital value). Berikut deskripsinya:

  1. Sumbu X: Kelembaban Relatif (%RH) (0–100%).
  2. Sumbu Y: Tegangan Keluaran (V) atau Nilai Digital.
  3. Grafik biasanya berupa garis linear untuk sensor kapasitif dan resistif dalam rentang operasi normal.

Contoh Grafik:

  • Sumbu X: Kelembaban (%RH).
  • Sumbu Y: Tegangan keluaran (V).
%RHTegangan (V)
00.5
201.2
402.0
602.8
803.6
1004.3

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 PI
  • Sensor IR


Sensor Infrared (IR): Prinsip Kerja dan Penjelasan

Sensor infrared (IR) adalah perangkat yang menggunakan sinyal cahaya inframerah untuk mendeteksi objek, mengukur jarak, atau mengidentifikasi suhu. Cahaya IR berada di luar spektrum cahaya tampak, dengan panjang gelombang sekitar 700 nm–1 mm.

Jenis Sensor Infrared

  1. Active Infrared Sensor

    • Memiliki pemancar (LED IR) dan penerima (fotodioda/fototransistor).
    • Digunakan untuk deteksi jarak atau keberadaan objek.

  2. Passive Infrared Sensor (PIR)

    • Mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan oleh benda atau tubuh manusia.
    • Digunakan pada sistem keamanan atau detektor gerakan.

Prinsip Kerja

Active Infrared Sensor:

  1. LED IR memancarkan cahaya inframerah.
  2. Jika cahaya mengenai objek, ia akan dipantulkan ke arah penerima (fotodioda).
  3. Penerima mengukur intensitas cahaya yang diterima dan mengubahnya menjadi sinyal listrik.
    • Jika cahaya terhalang, sinyal berubah, menunjukkan keberadaan objek atau jarak.

Passive Infrared Sensor (PIR):

  1. PIR mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan oleh objek hangat (misalnya manusia atau hewan).
  2. Radiasi ini mengubah suhu pada elemen sensor pyroelectric di dalam PIR.
  3. Perubahan suhu ini menghasilkan sinyal listrik yang menunjukkan keberadaan gerakan.

Karakteristik Sensor Infrared

  • Jarak Deteksi: Bervariasi, biasanya hingga beberapa meter untuk sensor aktif.
  • Sudut Pandang: Bergantung pada desain lensa, misalnya, PIR biasanya memiliki sudut pandang 90–180 derajat.
  • Kecepatan Respons: Sangat cepat, mendeteksi dalam hitungan milidetik.
  • Sensitivitas: Terhadap sumber panas atau pantulan cahaya IR.

Contoh Aplikasi Sensor Infrared

  1. Detektor Gerakan: Pada lampu otomatis atau sistem keamanan (menggunakan PIR).
  2. Pengukuran Jarak: Robotika, sistem navigasi, atau alat elektronik (menggunakan sensor aktif).
  3. Komunikasi IR: Remote TV atau perangkat elektronik lainnya.
  4. Thermal Imaging: Kamera IR untuk aplikasi medis, militer, atau inspeksi bangunan.

Grafik Respon Sensor Infrared

Grafik Respon (Active Sensor):

  • Sumbu X: Jarak objek (cm).
  • Sumbu Y: Tegangan keluaran (V).
  • Grafik biasanya menunjukkan hubungan non-linear, di mana tegangan menurun dengan peningkatan jarak.

Contoh:

Jarak (cm) Tegangan (V)
0 5.0
10 3.2
20 1.8
30 0.8
  • Sensor CO2


Sensor CO₂: Prinsip Kerja dan Penjelasan

Sensor CO₂ adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur konsentrasi karbon dioksida (CO₂) di udara. Sensor ini digunakan dalam berbagai aplikasi seperti sistem ventilasi, monitoring lingkungan, pertanian, dan kontrol kualitas udara dalam ruangan.

Jenis Sensor CO₂

  1. Sensor Non-Dispersive Infrared (NDIR)

    • Menggunakan prinsip penyerapan cahaya inframerah oleh gas CO₂.
    • Umumnya digunakan karena akurasinya tinggi.

  2. Sensor Elektrokimia

    • Menggunakan reaksi kimia antara gas CO₂ dan elektrolit untuk menghasilkan arus listrik.
    • Lebih kecil dan hemat daya, tetapi umur sensor lebih pendek dibandingkan NDIR.

  3. Sensor Metal Oxide Semiconductor (MOS)

    • Mengukur perubahan resistansi bahan semikonduktor akibat interaksi dengan gas CO₂.
    • Cocok untuk aplikasi yang lebih murah tetapi kurang akurat dibandingkan NDIR.

Prinsip Kerja Sensor CO₂ NDIR

  1. Sumber Cahaya IR: Memancarkan cahaya inframerah melalui ruang yang berisi sampel udara.
  2. Penyerapan CO₂: Molekul CO₂ menyerap cahaya IR pada panjang gelombang spesifik (~4.26 μm).
  3. Detektor IR: Mengukur intensitas cahaya yang sampai pada penerima.
    • Semakin tinggi konsentrasi CO₂, semakin banyak cahaya yang diserap, sehingga intensitas cahaya yang diterima lebih kecil.
  4. Pengolahan Sinyal: Sinyal dari detektor diubah menjadi konsentrasi CO₂ yang terukur dalam satuan ppm (parts per million).


Gambar Rangkaian Dalam  CO2

Secara ilmu elektro, proses perhitungan data pada sensor CO₂ melibatkan prinsip pengolahan sinyal dari fisik menjadi data yang dapat digunakan oleh sistem elektronik. Berikut adalah tahapan detail dalam sudut pandang elektro:

1. Prinsip Dasar Elektronik Sensor CO₂

NDIR (Non-Dispersive Infrared) Sensor CO₂:

  • Menggunakan sumber inframerah yang memancarkan cahaya ke ruang sampel.
  • Detektor mendeteksi intensitas cahaya setelah melewati gas CO₂.
  • Intensitas yang terukur dikonversi menjadi tegangan atau arus.

Elektrokimia atau Metal-Oxide Sensor CO₂:

  • Menggunakan bahan kimia atau lapisan oksida logam yang bereaksi dengan CO₂.
  • Reaksi ini menghasilkan perubahan properti listrik seperti resistansi, kapasitansi, atau tegangan.

2. Input dan Konversi Energi

Input:

  • Sumber energi untuk sensor, biasanya:
    • Tegangan kerja rendah, seperti 3.3V atau 5V DC.
    • Sumber cahaya (LED atau laser inframerah untuk NDIR).
    • Aliran udara atau gas yang akan diukur.

Konversi Energi:

  • Pada NDIR, energi cahaya inframerah diserap oleh molekul CO₂, menghasilkan pengurangan intensitas cahaya.
  • Pada sensor kimia atau metal-oxide, energi kimia diubah menjadi perubahan tegangan atau arus listrik.

3. Pengolahan Sinyal Analog

Sinyal analog yang dihasilkan oleh sensor berupa tegangan atau arus, yang selanjutnya diproses:

  • Preamplifikasi: Menguatkan sinyal listrik dari sensor menggunakan op-amp (Operational Amplifier).
  • Filter Sinyal: Menghilangkan noise dengan filter low-pass atau band-pass untuk menjaga keakuratan sinyal.
  • Linearitas: Menyesuaikan sinyal agar proporsional dengan konsentrasi CO₂ menggunakan rangkaian koreksi linear.

4. Konversi Analog ke Digital

Setelah sinyal diolah, tahap berikutnya adalah konversi ke data digital:

  • ADC (Analog-to-Digital Converter):
    • Mengubah tegangan analog menjadi data digital biner.
    • Resolusi ADC (contoh: 10-bit atau 12-bit) menentukan seberapa detail konsentrasi CO₂ dapat diukur.
    • Output ADC: Nilai digital proporsional dengan tegangan yang diukur.

5. Kalibrasi dan Penghitungan

Kalibrasi:

  • Sensor perlu dikalibrasi untuk menentukan hubungan antara sinyal yang diukur dan konsentrasi CO₂ sebenarnya.
    • Zero Calibration: Menentukan baseline tegangan (0 ppm CO₂).
    • Span Calibration: Mengatur skala menggunakan gas referensi dengan konsentrasi CO₂ tertentu.

Penghitungan:

  • Hubungan antara tegangan (VV) atau arus (II) yang dihasilkan dengan konsentrasi CO₂ (CC) dihitung menggunakan persamaan sensor:

    • Untuk NDIR:

      C=1αln⁡(I0I)C = \frac{1}{\alpha} \ln \left( \frac{I_0}{I} \right)

      Di mana:

      • I0I_0: Intensitas awal (saat tidak ada CO₂).
      • II: Intensitas terukur.
      • α\alpha: Konstanta serapan.

    • Untuk sensor kimia atau metal-oxide:

      C=k⋅V+bC = k \cdot V + b

      Di mana:

      • kk: Faktor pengali (gain).
      • bb: Offset kalibrasi.

Karakteristik Sensor CO₂

  1. Rentang Pengukuran: Biasanya 0–5000 ppm atau lebih, tergantung jenis sensor.
  2. Akurasi: ±30–50 ppm untuk sensor NDIR standar.
  3. Respon Waktu: Biasanya 30–60 detik.
  4. Kalibrasi: Sensor membutuhkan kalibrasi berkala untuk menjaga akurasi.

Sensor CO₂, biasanya berbasis Non-Dispersive Infrared (NDIR), bekerja dengan mengukur kadar CO₂ di udara berdasarkan intensitas cahaya inframerah yang diserap oleh molekul CO₂. Berikut adalah tahapan utamanya:

  1. Pencatatan Konsentrasi CO₂ di Udara

    • Sensor ditempatkan di lokasi strategis, seperti di antara pohon jati atau dekat kandang sapi.
    • Udara yang mengandung CO₂ masuk ke ruang pengukuran sensor.
    • Molekul CO₂ menyerap cahaya inframerah pada panjang gelombang tertentu (~4.26 μm).

  2. Konversi Sinyal

    • Sinyal optik yang diterima detektor dikonversi menjadi sinyal listrik.
    • Data ini menunjukkan konsentrasi CO₂ dalam satuan ppm (parts per million).

  3. Pengolahan Data

    • Data dari sensor dapat dikirim ke sistem kontrol berbasis IoT atau komputer untuk analisis dan tindakan lebih lanjut.
    • Informasi ini digunakan untuk mengatur ventilasi, strategi pengelolaan, atau perencanaan rotasi.

Grafik Respon Sensor CO₂

Grafik menunjukkan hubungan antara konsentrasi CO₂ (ppm) dan keluaran tegangan atau nilai digital sensor.

  • Sumbu X: Konsentrasi CO₂ (ppm).
  • Sumbu Y: Tegangan keluaran (V) atau nilai digital.
  • Grafik biasanya linear untuk sensor NDIR.

Contoh Grafik:

CO₂ (ppm) Tegangan (V)
400 1.5
1000 2.5
2000 3.2
5000 4.0

Cara Penggunaan dalam Agroforestri

  1. Pemasangan di Lokasi Strategis: Sensor dipasang di area dengan aktivitas tinggi, seperti dekat kandang sapi, di sekitar pohon jati, atau di area tanah terbuka.
  2. Pemantauan Berkelanjutan: Data dari sensor dikumpulkan secara real-time untuk analisis.
  3. Pengambilan Keputusan: Berdasarkan data CO₂, pengelola dapat:
    • Menambah atau mengurangi jumlah pohon/sapi.
    • Mengatur ventilasi di kandang sapi.
    • Memperbaiki manajemen tanah dan tanaman untuk meningkatkan kesehatan ekosistem.

Dengan sensor CO₂, agroforestri jati dan sapi dapat lebih produktif, efisien, dan ramah lingkungan, membantu menciptakan keseimbangan ekologi sekaligus mendukung pengelolaan karbon secara berkelanjutan.

Manfaat Penggunaan Sensor CO₂ dalam Agroforestri Jati dan Peternakan Sapi

  1. Peningkatan Produktivitas:

    • Dengan mengoptimalkan fotosintesis melalui monitoring CO₂, pertumbuhan pohon jati dan tanaman pendamping bisa lebih baik.
    • Dalam peternakan, sapi hidup lebih sehat di lingkungan dengan kualitas udara yang baik.

  2. Efisiensi Pengelolaan:

    • Data CO₂ membantu mengatur ventilasi kandang sapi secara otomatis untuk menghemat energi.
    • Dalam agroforestri, data ini bisa digunakan untuk merancang tata letak yang lebih efisien.

  3. Pemantauan Emisi dan Mitigasi Perubahan Iklim:

    • Agroforestri jati dapat berfungsi sebagai carbon sink.
    • Peternakan dapat menggunakan data CO₂ untuk mengurangi jejak karbon melalui pengelolaan yang lebih baik.


  • 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.
  • 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. Relay memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :



    Gambar Simbol Relay

       
    Kapasitas Pengalihan Maksimum:

Cara Kerja Relay
    1. Apabila coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnetik yang dapat menarik armature untuk merubah switch contact point.
    2. Apabila coil tersebut sudah tidak dialiri arus listrik, maka Armature akan kembali lagi ke posisi Normally Close.
    3. Umumnya, coil yang digunakan oleh relay untuk mengubah switch contact point ke posisi NC hanya membutuhkan arus listrik yang kecil.


  • LIGHT EMITTING DIODE (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)
Bentuk dan Simbol 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).

Cara kerja LED (Light Emitting Diode)

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

  • 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


Gambar 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). 

  • 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
  • GENERATOR DC

Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu:
  1. Generator penguat terpisah
  2. Generator shunt
  3. Generator kompon  
Konstruksi Generator DC 
Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar 1 menunjuk-kan gambar potongan melintang konstruksi generator DC.
trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/08/prinsip-kerja-generator-DC.html
Konstruksi Generator DC

Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor.
trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/08/prinsip-kerja-generator-DC.html
Struktur Genertor DC
                                
Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodic / berkala. Komutator harus dibersihkan dari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

Prinsip Kerja generator DC
Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday : 
trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/08/prinsip-kerja-generator-DC.html
Dengan lain perkataan, apabila suatu konduktor memotong garis-garis fluksi magnetik yang berubah-ubah, maka GGL akan dibangkitkan dalam konduktor itu. Jadi syarat untuk dapat dibangkitkan GGL adalah : 
  • harus ada konduktor ( hantaran kawat ) 
  • harus ada medan magnetik
  • harus ada gerak atau perputaran dari konduktor dalam medan, atau ada fluksi yang berubah yang memotong konduktor itu.
trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/08/prinsip-kerja-generator-DC.html
Prinsip Kerja Generator DC

Keterangan gambar :
  • Pada gambar Generator DC Sederhana dengan sebuah penghantar kutub tersebut, dengan memutar rotor ( penghantar ) maka pada penghantar akan timbul EMF. 
  • Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga sisi A-B dan C-D terletak tegak lurus pada arah fluks magnet. 
  • Kumparan ABCD diputar dengan kecepatan sudut yang tetap terhadap sumbu putarnya yang sejajar dengan sisi A-B dan C-D. 
  • GGL induksi yang terbentuk pada sisi A-B dan sisi C-D besarnya sesuai dengan perubahan fluks magnet yang dipotong kumparan ABCD tiap detik sebesar :
trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/08/prinsip-kerja-generator-DC.html
Untuk menentukan arah arus pada setiap saat, berlaku pada kaidah tangan kanan :
  • ibu jari : gerak perputaran 
  • jari telunjuk : medan magnetik kutub utara dan selatan 
  • jari tengah : besaran galvanis tegangan U dan arus I 
Untuk perolehan arus searah dari tegangan bolak-balik, meskipun tujuan utamanya adalah pembangkitan tegangan searah, tampak bahwa tegangan kecepatan yang dibangkitkan pada kumparan jangkar merupakan tegangan bolak-balik. Bentuk gelombang yang berubah-ubah tersebut karenanya harus disearahkan.

4. Pecobaan [kembali]

4.1 Prosedur Percobaan

    1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan

    2. Membaca datasheet setiap komponen

    3. Cari kompnen yang diperlukan di library proteus

    4. Pasang dan simulasikan rangkaian tersebut

4.2 Rangkaian Simulasi









4.3 Prinsip Kerja

Rangkaian ini berfungsi untuk mengontrol kualitas tanah secara otomatis dalam mendukung agroforestri. Sistem ini menggunakan berbagai sensor untuk memantau parameter penting tanah. Sensor kelembaban tanah mendeteksi kadar air di dalam tanah. Jika tanah terlalu kering, sensor ini akan mengirimkan sinyal ke pengolah data, yang kemudian mengaktifkan sprinkler untuk menyiram tanah hingga kelembaban mencapai tingkat optimal.

Sensor pH tanah memantau tingkat keasaman atau kebasaan tanah. Jika pH tanah tidak sesuai dengan kebutuhan tanaman, data dari sensor ini akan digunakan untuk mengaktifkan dispenser bahan perbaikan tanah, seperti kapur untuk meningkatkan pH atau bahan lain untuk menurunkannya.

Sensor suhu mendeteksi perubahan suhu tanah. Jika suhu terdeteksi terlalu tinggi, sistem akan mengatur mekanisme irigasi untuk menurunkan suhu tanah agar tanaman tetap tumbuh dengan baik.

Sensor nutrisi tanah mengukur kandungan nutrisi penting, seperti nitrogen, fosfor, dan kalium. Ketika kadar nutrisi di bawah ambang yang diperlukan, sensor ini mengirimkan sinyal untuk mengaktifkan dispenser pupuk yang menambahkan nutrisi ke tanah secara otomatis.

Setelah data dari semua sensor dikumpulkan, sistem memproses informasi ini menggunakan rangkaian pengolah yang terdiri dari amplifier untuk memperkuat sinyal, serta logika digital yang memastikan tindakan yang tepat diambil. Data dari sensor diolah untuk menentukan apakah tanah memerlukan penyiraman, penyesuaian pH, atau penambahan nutrisi.

Output dari sistem ini menggerakkan aktuator seperti sprinkler untuk irigasi dan dispenser pupuk untuk distribusi nutrisi. Rangkaian juga dirancang untuk mendukung peternakan, dengan memastikan bahwa tanah dan lingkungan tetap optimal bagi tanaman dan hewan ternak. Dengan pendekatan ini, rangkaian membantu menciptakan sistem agroforestri yang efisien, berkelanjutan, dan terintegrasi.

5. Video[kembali]



Gas sensor MQ-7



Temperature Sensor


Soil Mosture Sensor



pH Meter Sensor


Water Table Sensor



Humidity Sensor


MQ-5 Sensor


Rain Gauge Sensor


Wind Speed sensor


6. Download File [kembali]

[menuju awal]

 





0 comments:

Posting Komentar