Selasa, 15 Juli 2025

APLIKASI COUNTER : KONTROL PEMBERI PAKAN IKAN

Juli 15, 2025    No comments




DAFTAR ISI
1. Pendahuluan
2. Tujuan


1. Pendahuluan [Kembali]

    Perkembangan teknologi digital telah memungkinkan perancangan sistem otomatis yang dapat mengintegrasikan sensor fisik dengan rangkaian logika untuk menghasilkan respon yang akurat dan efisien. Salah satu contoh penerapan sistem semacam ini adalah pada proses penimbangan otomatis yang mengandalkan sensor beban (load cell) untuk mendeteksi massa objek, kemudian mengubah hasil deteksi tersebut menjadi sinyal digital yang diolah lebih lanjut oleh rangkaian penghitung.

    Dalam proyek ini, dirancang suatu sistem digital yang menggabungkan sensor load cell, penguat operasional (op-amp), dan rangkaian logika berbasis IC TTL untuk mendeteksi, menghitung, serta menampilkan nilai berdasarkan perubahan berat. Tegangan kecil dari load cell diproses oleh op-amp LM741 dalam konfigurasi non-inverting untuk memperkuat sinyal. Hasil penguatan ini kemudian dikonversi menjadi logika tinggi/rendah yang menjadi input bagi sistem penghitung berbasis counter terprogram (IC 74192), flip-flop JK (74109), serta gerbang logika AND dan NOT.

    Output dari penghitung ditampilkan melalui 7-segment display yang dikendalikan oleh BCD to 7-segment decoder (IC 4511), memungkinkan pengguna untuk memantau hasil perhitungan secara real-time. Selain itu, sistem juga memiliki aktuator berupa relay dan buzzer yang diaktifkan berdasarkan logika tertentu sebagai respons terhadap kondisi tertentu pada beban.

    Tujuan dari perancangan sistem ini adalah untuk membuat alat pemantauan berat otomatis yang tidak hanya mampu mendeteksi beban, tetapi juga mampu menghitung kejadian (event) tertentu secara presisi dan memberikan output kontrol sesuai kondisi. Sistem ini dapat diadaptasi lebih lanjut dalam aplikasi industri seperti sistem sortir otomatis, penimbangan berulang, atau pengendalian proses berdasarkan beban.

    2. Tujuan[Kembali]

    1. Membangun sistem penghitung otomatis berbasis sinyal dari sensor beban (load cell).
    2. Menggunakan op-amp untuk memperkuat sinyal analog dari load cell menjadi sinyal digital yang dapat diproses.
    3. Menerapkan IC logika digital seperti 74192 (counter), 74109 (JK flip-flop), dan 4511 (BCD to 7-segment decoder).
    4. Menampilkan hasil perhitungan secara visual menggunakan 7-segment display.
    5. Mengaktifkan aktuator seperti relay dan buzzer berdasarkan kondisi logika tertentu.
    6. Mengembangkan sistem monitoring sederhana yang dapat digunakan untuk aplikasi industri atau eksperimen.

    3. Alat dan Bahan[Kembali]

    Alat


       1. Voltmeter DC

    Spesifikasi

    1. Rentang pengukuran: Ini mengacu pada rentang tegangan yang dapat diukur oleh voltmeter. Misalnya, voltmeter mungkin memiliki rentang pengukuran antara 0 hingga 10 volt atau 0 hingga 1000 volt.
    2. Akurasi: Ini adalah tingkat ketepatan voltmeter dalam mengukur tegangan. Akurasi biasanya dinyatakan dalam persentase kesalahan maksimum. Sebagai contoh, voltmeter mungkin memiliki akurasi ±1% yang berarti kesalahan maksimum yang mungkin terjadi adalah 1% dari nilai yang diukur.
    3. Resolusi: Resolusi mengacu pada jumlah digit yang ditampilkan pada voltmeter. Resolusi yang lebih tinggi berarti voltmeter dapat menampilkan angka yang lebih rinci. Sebagai contoh, voltmeter dengan resolusi 3 digit dapat menampilkan angka hingga tiga angka di belakang koma.
    4. Impedansi input: Ini adalah resistansi internal voltmeter terhadap arus listrik yang melewati alat. Impedansi input yang lebih tinggi pada voltmeter memungkinkan pengukuran tegangan yang lebih akurat tanpa mengganggu sirkuit yang sedang diukur.
    5. Jenis input: Voltmeter dapat dirancang untuk mengukur tegangan searah (DC) atau tegangan bolak-balik (AC). Beberapa voltmeter juga dapat mengukur kedua jenis tegangan.


     2. Battery


    Spesifikasi dan Pinout Baterai

    • Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
    • Output voltage: dc 1~35v
    • Max. Input current: dc 14a
    • Charging current: 0.1~10a
    • Discharging current: 0.1~1.0a
    • Balance current: 1.5a/cell max
    • Max. Discharging power: 15w
    • Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
    • Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
    • Ukuran: 126x115x49mm
    • Berat: 460gr
     
     

     3. Power


     

     
        Spesifikasi: 

    1. Daya listrik (Power supply): Ini mengacu pada daya yang diberikan oleh sumber listrik ke peralatan elektronik. Daya ini diukur dalam watt (W). Spesifikasi daya listrik mencakup tegangan input yang diperlukan (misalnya 110V atau 220V AC) dan frekuensi (misalnya 50Hz atau 60Hz).
    2. Konsumsi daya (Power consumption): Ini adalah jumlah daya yang dikonsumsi oleh peralatan elektronik saat beroperasi. Konsumsi daya juga diukur dalam watt (W) dan umumnya dicantumkan dalam spesifikasi produk. Informasi ini membantu untuk mengetahui berapa banyak daya yang diperlukan oleh peralatan tersebut dan mempengaruhi kebutuhan daya listrik yang dibutuhkan.
    3. Daya output (Power output): Jika Anda merujuk pada peralatan yang menghasilkan daya, seperti power amplifier atau power bank, spesifikasi power output akan memberikan informasi tentang daya yang dihasilkan oleh perangkat tersebut. Ini juga diukur dalam watt (W) dan mungkin mencakup spesifikasi daya maksimum dan daya kontinu yang dapat dihasilkan.


    Bahan


    1. Gas Sensor MQ-2




    Spesifikasi: 
  1. Tegangan Kerja: 4.5V – 5V DC
  2. Arus Kerja: < 150 mA (terutama untuk pemanas)
  3. Tegangan Output Analog: 0V – 5V (tergantung konsentrasi gas)
  4. Waktu Pemanasan Awal: ±20 detik (untuk mencapai suhu kerja), tapi butuh ±24 jam untuk kalibrasi optimal
  5. Waktu Respons: <10 detik
  6. Waktu Pemulihan: <30 detik
  7. Material Sensor: Elemen sensor SnO₂ sensitif terhadap gas yang mudah terbakar
  8. Suhu Kerja: -20°C hingga +50°C
  9. Kelembaban Kerja: 5% – 95% RH (tanpa kondensasi)
  10. Umur Sensor: Sekitar 2 tahun dalam kondisi penggunaan normal
  11. Dimensi Modul: ±32mm x 20mm (variasi tergantung modul)



    12. 2. Load Cell

    Spesifikasi: 
    • Kapasitas Beban: 1 kg – 5 kg (tergantung tipe)
    • Tegangan Kerja (Excitation Voltage): 5V DC (biasanya dari modul HX711)
    • Tegangan Output: ±1 mV/V hingga ±2 mV/V (output sangat kecil, perlu penguatan)
    • Bahan: Aluminium atau baja tahan karat
    • Akurasi: ±0.02% hingga ±0.05% (dari kapasitas penuh)
    • Tipe Output: Analog (dalam bentuk perubahan resistansi → tegangan rendah)
    • Bridge Configuration: Strain gauge bridge (4-wire atau 3-wire)
    3. Touch Sensor



    Spesifikasi: 
    • Tegangan Kerja: 2V – 5.5V DC (umumnya 3.3V atau 5V, sesuai mikrokontroler)
    • Arus Kerja: Sekitar 2.5 mA saat aktif, <0.5 mA saat standby
    • Tipe Output: Digital (HIGH saat disentuh, LOW saat tidak disentuh – tergantung konfigurasi mode)
    • Waktu Respons: ~60 ms saat disentuh, ~220 ms saat dilepas
    • Mode Output: Bisa dikonfigurasi Toggle / Momentary (beberapa versi)
    • Tegangan Output: 0V (LOW) atau Vcc (HIGH) sesuai logika digital
    • Sensitivitas Sentuh: Dapat dipengaruhi oleh ukuran pelat sentuh dan ketebalan bahan penutup (bisa tembus akrilik/tipis)


    4. IC 7493




    Spesifikasi :

        IC 7493 adalah 4-bit binary ripple counter (pencacah biner 4-bit) yang termasuk dalam keluarga TTL (Transistor-Transistor Logic). IC ini sering digunakan dalam rangkaian penghitung (counter) karena memiliki kemampuan menghitung naik (up counter) dalam bentuk biner.  


    5. Potensiometer



    Spesifikasi: 

    1. Nilai Resistansi: Spesifikasi ini mencantumkan nilai resistansi potensiometer. Nilai resistansi dapat bervariasi, misalnya, potensiometer 10K memiliki resistansi 10.000 ohm (10 kiloohm). Nilai resistansi ini menentukan rentang resistansi yang dapat disesuaikan oleh potensiometer.
    2. Toleransi: Toleransi resistansi mengacu pada kisaran persentase di mana nilai resistansi potensiometer dapat bervariasi dari nilai yang ditentukan. Misalnya, jika potensiometer memiliki toleransi ±10%, maka nilai resistansi yang sebenarnya dapat berbeda hingga 10% dari nilai yang ditentukan.
    3. Daya nominal: Ini adalah daya maksimum yang dapat ditangani oleh potensiometer tanpa merusak komponen. Daya biasanya diukur dalam watt (W) dan memberikan gambaran tentang seberapa besar potensiometer dapat menangani arus listrik tanpa mengalami overheating atau kerusakan.
    4. Jenis Potensiometer: Ada beberapa jenis potensiometer yang tersedia, termasuk potensiometer linier dan potensiometer logaritmik (log potensiometer). Jenis potensiometer ini memiliki kurva resistansi yang berbeda saat putaran atau penggeseran digunakan.
    5. Jumlah Putaran: Potensiometer dengan lebih dari satu putaran memberikan presisi yang lebih tinggi dalam mengatur resistansi. Jumlah putaran biasanya dinyatakan dalam putaran lengkap atau putaran parsial (misalnya, 1 putaran, 10 putaran, 270 derajat, dll.).


    6. Transistor




    Spesifikasi: 



    7. Relay


    Spesifikasi:



    Konfigurasi: 



    8. Motor DC



    Spesifikasi: 



    9. Op Amp


    Spesifikasi:




    10. Dioda



    Spesifikasi:

    1. Tegangan sebalik (Reverse Voltage): Ini adalah tegangan maksimum yang dapat diterapkan pada dioda dalam arah sebalik (reverse direction) tanpa menyebabkan kerusakan. Jika tegangan sebalik melebihi spesifikasi ini, dioda dapat mengalami breakdown dan mengalirkan arus yang signifikan dalam arah sebalik.
    2. Tegangan maju (Forward Voltage): Tegangan maju adalah tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan dioda dan menyebabkan aliran arus melalui dioda dalam arah maju. Tegangan maju bervariasi tergantung pada jenis dan bahan dioda, seperti dioda silikon memiliki tegangan maju sekitar 0,6 hingga 0,7 volt, sementara dioda germanium memiliki tegangan maju sekitar 0,2 hingga 0,3 volt.
    3. Arus maju maksimum (Forward Current): Ini adalah arus maksimum yang dapat dialirkan melalui dioda dalam arah maju tanpa menyebabkan kerusakan. Melebihi spesifikasi ini dapat menyebabkan pemanasan berlebih pada dioda dan mengakibatkan kegagalan.
    4. Waktu pemulihan (Recovery Time): Ini adalah waktu yang diperlukan untuk dioda untuk beralih dari kondisi berhenti (reverse bias) ke kondisi aktif (forward bias) setelah tegangan sebalik dihilangkan. Waktu pemulihan mempengaruhi kemampuan dioda untuk digunakan dalam aplikasi berfrekuensi tinggi.
    5. Daya dissipasi (Power Dissipation): Daya dissipasi adalah daya maksimum yang dapat diserap oleh dioda tanpa menyebabkan kerusakan. Daya dissipasi biasanya diukur dalam watt dan tergantung pada kemampuan dioda untuk menyerap panas.


    11.  Ground




    12. Switch atau Button




    Spesifikasi:









    13. LED




    Spesifikasi:



    14.  74ls192

        IC 74192 adalah synchronous up/down decade counter berbasis TTL, yang digunakan untuk menghitung naik (count up) maupun turun (count down) dalam sistem digital. Berbeda dengan 7493 yang hanya ripple (asynchronous), 74192 bekerja secara sinkron dan bisa diatur untuk menghitung dari 0 hingga 9 (MOD-10)


    4. Dasar Teori[Kembali]



    1. Sensor GAS MQ-2

        Sensor gas MQ-2 merupakan jenis sensor semikonduktor yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan berbagai gas mudah terbakar seperti LPG, propana, metana, hidrogen, serta asap dan uap alkohol. Sensor ini bekerja dengan prinsip perubahan resistansi pada elemen sensor berbahan dasar SnO₂ (tin dioxide), yang nilai resistansinya menurun saat terkena gas tertentu. Karena itu, perubahan resistansi ini kemudian diterjemahkan menjadi sinyal tegangan analog yang dapat diproses oleh mikrokontroler. MQ-2 tersedia dalam bentuk modul yang dilengkapi dengan komparator untuk menghasilkan output digital, sehingga dapat digunakan secara langsung dalam berbagai sistem deteksi berbasis Arduino, ESP32, dan mikrokontroler lainnya. Modul ini juga dilengkapi dengan elemen pemanas internal (heater coil) yang mempertahankan suhu optimal agar sensor dapat bekerja secara stabil.

        Penggunaan sensor MQ-2 banyak dijumpai dalam sistem deteksi kebocoran gas, alarm kebakaran, serta sistem pemantauan kualitas udara dalam ruangan. Sensor ini memiliki sensitivitas yang baik terhadap gas-gas tertentu dengan kisaran deteksi mulai dari ratusan hingga ribuan ppm (parts per million), meskipun tetap memerlukan proses kalibrasi agar hasilnya akurat. Waktu respons MQ-2 tergolong cepat, umumnya kurang dari 10 detik, dan cocok untuk aplikasi real-time monitoring. Namun, karena sensitivitasnya terhadap berbagai jenis gas, diperlukan filter atau algoritma tambahan bila ingin fokus pada jenis gas tertentu. Keandalan MQ-2, harga yang terjangkau, dan kemudahan integrasi menjadikannya salah satu sensor gas paling populer dalam aplikasi elektronika dan sistem IoT sederhana.

    Grafik respon: 






    2. LoadCell


    Load Cell atau disebut juga sebagai sensor beban merupakan sensor yang digunakan untuk mengukur gaya atau berat suatu benda secara presisi. Sensor ini bekerja berdasarkan prinsip perubahan resistansi akibat deformasi mekanis, dan secara umum menggunakan elemen strain gauge sebagai komponen utamanya. Load cell banyak digunakan dalam aplikasi industri, timbangan digital, dan sistem otomatis seperti pencampur pakan otomatis berbasis berat.

    Strain gauge adalah elemen dasar yang digunakan untuk mendeteksi perubahan bentuk (strain) yang sangat kecil akibat adanya gaya mekanis atau beban. Strain gauge terbuat dari kawat konduktor tipis yang akan berubah nilai resistansinya saat diregangkan atau ditekan. Strain gauge ini biasanya disusun dalam konfigurasi jembatan Wheatstone untuk meningkatkan sensitivitas pengukuran dan menghasilkan sinyal tegangan yang proporsional terhadap berat.

    Elastomeric element merupakan struktur logam (aluminium atau baja) yang dirancang untuk mengalami deformasi kecil saat menerima beban. Deformasi ini kemudian ditransmisikan ke strain gauge. Bentuk fisik elemen ini menentukan arah dan besaran gaya yang bisa diukur, dan menjamin bahwa perubahan hanya terjadi pada titik tertentu untuk akurasi maksimal.

    Wheatstone bridge digunakan untuk menghubungkan beberapa strain gauge dan mengubah perubahan resistansi menjadi sinyal tegangan analog yang sangat kecil. Konfigurasi ini biasanya terdiri dari 4 strain gauge yang tersusun simetris untuk meningkatkan akurasi dan mengurangi gangguan suhu.

    Amplifier atau penguat sinyal digunakan karena sinyal output dari load cell sangat kecil (sekitar 1–2 mV/V). Penguat seperti IC HX711 atau op-amp berfungsi memperbesar sinyal agar bisa dibaca oleh mikrokontroler atau rangkaian logika. Amplifier ini memiliki resolusi tinggi dan dirancang untuk stabil dalam pengukuran presisi.


     

    3. Touch Sensor

      


      Sensor sentuh atau touch sensor kapasitif adalah jenis sensor yang mendeteksi keberadaan sentuhan manusia berdasarkan perubahan kapasitansi. Ketika jari manusia mendekati atau menyentuh permukaan sensor, terjadi perubahan medan listrik karena tubuh manusia bersifat konduktif. Perubahan ini kemudian diolah oleh IC kapasitif seperti TTP223, yang menghasilkan sinyal digital (HIGH atau LOW) sebagai output. Sensor ini umumnya digunakan sebagai pengganti tombol mekanik karena menawarkan keunggulan dari segi estetika, keandalan, dan ketahanan terhadap keausan fisik. Dalam praktiknya, sensor ini bekerja dengan tegangan rendah (sekitar 3.3V–5V) dan memiliki waktu respons yang cukup cepat, menjadikannya cocok untuk aplikasi berbasis mikrokontroler seperti Arduino dan ESP32.

        Dalam berbagai sistem, sensor sentuh banyak diaplikasikan untuk interaksi pengguna seperti panel sentuh, sakelar otomatis, dan perangkat IoT. Dibandingkan dengan tombol konvensional, sensor sentuh lebih fleksibel karena dapat ditempatkan di balik permukaan plastik, akrilik, atau kaca tipis, sehingga tampil lebih modern dan minim kontak langsung. Beberapa modul sensor sentuh bahkan memiliki fitur tambahan seperti mode toggle (saklar nyala/mati) atau momentary (aktif hanya saat disentuh), sehingga dapat disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi. Karena keandalannya dan harga yang relatif murah, sensor ini menjadi salah satu komponen penting dalam pengembangan antarmuka elektronik yang intuitif dan minimalis.




     

     4. Resistor





    Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. 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:

    Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

    Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

    Sebagian besar resistor yang kamu lihat akan memiliki empat pita berwarna . Begini cara mereka membacanya :
    1. Dua pita pertama menentukan nilai dari resistansi
    2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
    3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.




        





        5. 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.

    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

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

    Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

        6. Relay







    Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

    1. Electromagnet (Coil)
    2. Armature
    3. Switch Contact Point (Saklar)
    4. Spring

    Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :Struktur dasar Relay

    Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

    • Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
    • Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

    Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

    • Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
    • Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
    • Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
    • Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

    Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :Jenis relay berdasarkan Pole dan Throw


       7. Buzzer

    Kata buzzer sebetulnya berasal dari Bahasa Inggris, artinya bel, lonceng, atau alarm. Sedangkan pengertian buzzer secara harfiah adalah alat yang digunakan untuk atau dimanfaatkan untuk menyampaikan dan menyebarluaskan pengumuman. Jadi pada bagian ini buzzer digunakan sebagai output yaitu sebagai penanda atau sebagai bel peringatan.

        8.  Logic state






    Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.  

    Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :

    • HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
    • TRUE (benar) dan FALSE (salah)
    • ON (Hidup) dan OFF (Mati)
    • 1 dan 0

     7 jenis gerbang logika :

    1. Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
    2. Gerbang OR  : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
    3. Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
    4. Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
    5. Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
    6. Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
    7. Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1. 
    9. OPAMP

    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. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional. Terminal yang terdapat pada Simbol Op-Amp (Operational Amplifier/penguat operasional) diantaranya adalah :

    1. Masukan non-pembalik (Non-Inverting) +
    2. Masukan pembalik (Inverting) –
    3. Keluaran Vout
    4. Catu daya positif +V
    5. Catu daya negatif -V
    Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup.  Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.
    Konfigurasi Op-Amp (Closed loop and Open Loop)
        10. 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. LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. 
    Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED :
    Bahan SemikonduktorWavelengthWarna
    Gallium Arsenide (GaAs)850-940nmInfra Merah
    Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)630-660nmMerah
    Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)605-620nmJingga
    Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N)585-595nmKuning
    Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP)550-570nmHijau
    Silicon Carbide (SiC)430-505nmBiru
    Gallium Indium Nitride (GaInN)

        11. 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. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC. Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. 

    Bentuk dan Simbol Motor DC

    Pengertian Motor DC dan Prinsip Kerjanya

    Prinsip Kerja 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), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

        12. Switch


    Sakelar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik.
    Cara Kerja Saklar Listrik
    Pada dasarnya, sebuah Saklar sederhana terdiri dari dua bilah konduktor (biasanya adalah logam) yang terhubung ke rangkaian eksternal, Saat kedua bilah konduktor tersebut terhubung maka akan terjadi hubungan arus listrik dalam rangkaian. Sebaliknya, saat kedua konduktor tersebut dipisahkan maka hubungan arus listrik akan ikut terputus.

    Berikut ini adalah Simbol Saklar berdasarkan jumlah Pole dan Throw-nya.
    Simbol Saklar dan Jumlah Pole dan Throw

    13. Gerbang logika AND ( IC 4081 )


    Gerbang AND akan berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1, namun bila salah satu atau semua keluarannya berlogika 0 maka keluarannya berlogika 0.
    Perhatikan Tabel kebenaran dibawah untuk menjelaskan gerbang AND
    Tabel kebenaran gerbang AND

    Tabel kebenaran gerbang AND

    Gambar : Macam - macam gerbang logika
    dan tabel kebenarannya



    16. 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 :

    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.


    15. Power Supply

    Power Supply adalah salah satu hardware di dalam perangkat komputer yang berperan untuk memberikan suplai daya. Biasanya komponen power supplay ini bisa ditemukan pada chasing komputer dan berbentuk persegi.
    Pada dasarnya Power Supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi energi yang menggerakkan perangkat elektronik. Sistem kerjanya cukup sederhana yakni dengan mengubah daya 120V ke dalam bentuk aliran dengan daya yang sesuai kebutuhan komponen-komponen tersebut. Sesuai dengan pengertian power supply pada komputer, maka fungsi utamanya adalah untuk mengubah arus AC menjadi arus DC yang kemudian diubah menjadi daya atau energi yang dibutuhkan komponen-komponen pada komputer seperti motherboard, CD Room, Hardisk, dan komponen lainnya.
    Berdasarkan rancangannya, power supply dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu:
    1. Power Supply/ Catu Daya Internal; yaitu power supply yang dibuat terintegrasi dengan motherboard atau papan rangkaian induk. Contohnya; ampilifier, televisi, DVD Player; power supply-nya menyatu dengan motherboard di dalam chasing perangkat tersebut.
    2. Power Supply/ Catu Daya Eksternal; yaitu power supply yang dibuat terpisah dari motherboard perangkat elektroniknya. Contohnya charger Laptop dan charger HP.
    16. Battery
    Baterai atau elemen kering adalah salah satu alat listrik yang berfungsi sebagai penyimpan energi listrik dan mengeluarkan tegangan dalam bentuk listrik (sebagai sumber tegangan). Simbol baterai pada suatu rangkaian listrik dengan tegangan DC atau rangkaian elektronika :


    Pada umumnya baterai terdiri dari tiga komponen yang penting yaitu :
    1. Batang karbon (C) sebagai anode (kutub positif baterai).
    2. Seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)
    3. Amonium dioksida (NH4CI) sebagai larutan elektrolit (penghantar)

    Terdapat dua jenis baterai yaitu :
    1. Baterai Primer 
    Baterai adalah baterai yang hanya dapat digunakan sekali, menggunakan reaksi kimia yang tidak dapat dibalik (irreversible reaction).  pada umumnya dijual adalah baterai yang bertegangan listrik 1,5 volt.
    2. Baterai Sekunder
    Baterai sekunder atau biasanya disebut rechargeable battery adalah baterai yang dapat di isi ulang menggunakan reaksi kimia yang bersifat dapat dibalik (reversible reaction) biasanya digunakan pada telepon genggam.
    Adapun salah satu persamaan menghitung tegangan adalah :

    P = V x I
    Keterangan :
    P  = Daya (W)
    V = Tegangan yang terukur (V)
    I   = Arus yang terukur (I)

    17. IC 7493


        IC 7493 adalah sebuah 4-bit binary counter yang termasuk dalam keluarga logika TTL seri 7400. IC ini terdiri dari empat flip-flop tipe JK yang terhubung secara internal untuk membentuk dua bagian penghitung: satu bagian sebagai 2-bit counter dan satu lagi sebagai 4-bit counter. Dengan konfigurasi ini, IC 7493 dapat digunakan sebagai penghitung biner hingga 15 (dari 0000 sampai 1111), atau hingga 9 (BCD) dengan penyusunan reset yang tepat. IC ini memiliki dua input clock yang disebut CP0 dan CP1, serta dua input reset aktif tinggi (R0(1) dan R0(2)), yang harus keduanya diberi logika tinggi untuk mengatur output kembali ke nol. Output terdiri dari empat bit biner: Q0, Q1, Q2, dan Q3, yang masing-masing mewakili bit LSB hingga MSB dari hasil penghitungannya.

        IC 7493 biasanya digunakan dalam sistem digital untuk menghitung jumlah pulsa clock, seperti pada penghitung frekuensi, timer digital, atau sistem antrian berbasis logika digital. Karena desainnya yang modular dan fleksibel, IC ini dapat dikombinasikan dengan rangkaian eksternal untuk membentuk penghitung sinkron, penghitung mundur, atau penghitung modulus tertentu. Dalam aplikasinya, penting untuk memperhatikan koneksi clock internal dan urutan reset agar hasil penghitungannya akurat dan sesuai kebutuhan. Kemampuan 7493 untuk menghitung secara otomatis menjadikannya komponen penting dalam sistem kendali otomatis dan berbagai rangkaian sekuensial.



    18. IC 74192


        IC 74192 adalah sebuah synchronous 4-bit BCD up/down counter yang mampu melakukan penghitung maju (count up) maupun mundur (count down) dalam sistem bilangan desimal (BCD, Binary Coded Decimal). IC ini bekerja secara sinkron, artinya perubahan pada output hanya terjadi pada tepi sinyal clock saat kondisi input memenuhi syarat tertentu. IC 74192 memiliki dua input clock terpisah yaitu Count Up (CPU) dan Count Down (CPD) yang memungkinkan pengguna mengendalikan arah penghitungan. Selain itu, terdapat input Preset (P0–P3) yang memungkinkan pemuatan nilai awal secara langsung melalui sinyal Load (LD̅), serta input Clear (CLR̅) untuk mereset semua output ke nol. Output dari IC ini terdiri dari empat bit biner (Q0–Q3) serta dua output tambahan yaitu Borrow (BO) dan Carry (CO) yang masing-masing menunjukkan kondisi underflow dan overflow saat penghitung mencapai batas bawah atau atasnya.

        Dalam praktiknya, IC 74192 sering digunakan dalam rangkaian penghitung digital seperti jam digital, sistem antrian, penghitung event, dan tampilan angka berbasis 7-segment. Karena beroperasi dalam mode BCD, maka IC ini hanya menghitung dari 0000 (0 desimal) hingga 1001 (9 desimal), dan kemudian akan kembali ke 0000 saat menghitung naik, atau ke 1001 saat menghitung mundur dari 0000. Output Carry akan aktif saat penghitung beralih dari 9 ke 0, sementara Borrow aktif saat beralih dari 0 ke 9. Kemampuan untuk menghitung naik dan turun secara sinkron menjadikan IC 74192 sangat berguna dalam sistem kendali digital yang memerlukan fleksibilitas dalam arah penghitungan dan sinkronisasi logika.

     


    5. Percobaan[Kembali]

        1. Prosedur Percobaan

    • Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan
    • Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen
    • Cari komonen yang diperlukan di library proteus
    • Pasang Sensor Water Level, Loadcell,Gerbang NOR,AND, inverter,resistor, transistor, relay, motor dc, diode,power suply, buzzer, dan sesuai gambar rangkaian dibawah
    • jika ingin mensimulasikan jangan lupa masukkan libarary sensor  ke dalam sensor
    • Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup/berputar (motor dc) dan buzzer berbunyi maka rangkaian bisa digunakan 

        2. Rangkaian Simulai dan Prinsip Kerja


        Ketika sensor sentuh di sentuh maka akan mengeluarkan output yang di tandai logika 1,perkalian dengan clock di gerbang dan mengakibatkan nilai clock di teruskan ke ic 7493 yang merupakan clock asinkronus, hasil output ic di hitung hingga 10 lalu reset mengakibatkan nilai kembali ke 0 awal, nilai output IC 7493 di teruskan ke encoder 4511 untuk dapat di tampilkan di 7Segment

        Ketika sensor berat mencapai bobot 5kg nilai hasil detector non inverting akan lebih besar nok inverting daripada vred yaitu  3.6v maka output op-amp menghasilkan tegangan sebesar saturasi, yang du teruskan ke gerbang dan, karena sensor sentuh = 1 dan output op amp = 1, hasil gerbang dan kaki 3 akan meneruskan nilai clock, nilai clock di teruskan ke IC pin up 74192 yg merupakan counter up menghitung hingga 10

        Ketika mencapai 10 pin TCU akan melakukan clock nilai ini akan menclock flip flop jk yg dalam keadaan toogle, ini akan merubah nilai Q flip flop dari 0 jadi 1 yang terhubung dengan pin reset IC 74192 sehingga counter berhenti. Saat hasil perhitungan IC counter di atas yaitu 7493 mencapai 10 nilai 10 ini akan kereset flip flop sehingga nilai Q kembali ke 0, counter IC 74192 berjalan hingga 10 lalu berhenti lagi ketika Q = 0 atau reset = 0, Q\ = 1 yang akan memutar motor menghidupkan mesin pemberi pakan 

        Sensor gas adalah konsep Hazard ketika dia pakan berbau dan tidak layak di penyimpanan, output sensor dihubungkan di buffer follower ketika sensor aktif output sensor 5V di teruskan oleh buffer follower, sehingga kaki base transistor menerima arus, karena arus cukup dan tegangan VBE mencapai 0,7 maka transistor aktif mengalirkan arus dari sumber ke relay, collector, emmitor lalu ke base. Karena relay menerima arus relay aktif dan menghubungkan rangkaian sehingga buzzer peringatan menyala

    3.Video




    0 comments:

    Posting Komentar

    Langganan: Posting Komentar (Atom)