Kontrol Kandang Domba Otomatis
1. Tujuan
- Mengetahui dan Memahami Aplikasi OP-AMP
- Dapat membuat simulasi aplikasi OP-AMP dengan
judul "Kontrol Kandang Domba Otomatis"
- Mampu menjelaskan prinsip kerja dari Kontrol
Kandang Domba Otomatis
2. Alat dan Bahan
a. Alat
- Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. 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 berfungsi sebagai
sumber energi listrik untuk menyuplai tegangan atau arus listrik.
B. Bahan
SPECIFICATIONS
Grafik Respon
Spesifikasi : * Excellent responsivity
which peaks in the humanluminosity curveClose responsivity to the human eye * Miniature chipLED
lead-free surface-mount packageHeight – 0.80 mmWidth – 2.00 mmDepth – 1.25
mm * Good output linearity
across wide illumination range * Low sensitivity
variation across various light sources * Guaranteed temperature
performance-40°C to 85°C * VCC supply 2.4 to 5.5 V * Lead-free
packageApplications * Detection of ambient
light to control display back lighting Mobile devices – mobile phones,
PDAsComputing devices – notebooks, webpadsConsumer devices – TVs, video
cameras, digital still cameras * Automatic residential
and commercial lightingmanagement•Electronic signs and signals * Daylight and artificial light exposed devices Konfigurasi Pin : * Pin 1 : IOUT * Pin 2 : VCC * Pin 3 : VCC Grafik Respon
A. Spesifikasi
B. Konfigurasi Pin
C. Grafik Respon
A. Spesifikasi • Short Circuit
Protected Outputs • True Differential
Input Stage • Single Supply
Operation: 3.0 V to 32 V • Low Input Bias
Currents • Internally
Compensated • Common Mode Range
Extends to Negative Supply • Single and Split
Supply Operation • ESD Clamps on the
Inputs Increase Ruggedness of the Device without Affecting Operation • NCV Prefix for
Automotive and Other Applications Requiring Unique Site and Control Change
Requirements; AEC−Q100 Qualified and PPAP Capable • These Devices are
Pb−Free, Halogen Free/BFR Free and are RoHS Compliant
Spesifikasi Potentiometer:
· Jenis: Rotary
a.k.a Radio POT
· Tersedia dalam
nilai resistansi yang berbeda seperti 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K,
100K, 220K, 470K, 500K, 1 M.
· Peringkat Daya:
0.3W
· Tegangan Input
Maksimum: 200Vdc
· Kehidupan Rotasi:
2000K siklus
Konfigurasi potentiometer:
A. Konfigurasi PIN
Relay
B. Spesifikasi :
A. Konfigurasi PIN
Buzzer
B. 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 *Value applying at
rated voltage (DC)
a. 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 b. Konfigurasi Pin
: * Pin 1 : Positive
terminal of LED * Pin 2 : Negative
terminal of LED
A. Konfigurasi PIN
B. DC Motor
Specifications
Push button switch
(saklar tombol dorong) adalah jenis saklar dua posisi yang dapat
menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan memutuskan
hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.
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 Berfungsi
sebagai untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari
kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian
3. Dasar Teori
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 adalah komponen elektronika yang terdiri
dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari
penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan
material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan
listrik.Dioda memiliki simbol sebagai berikut : Gambar Simbol Dioda Cara Kerja Dioda Secara sederhana, cara
kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan
(unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif
(reverse biased). A. Kondisi tanpa
tegangan Pada kondisi tidak
diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah
P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya
muatan elektro dari sisi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut akan menempati
suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron
tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan
elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini
akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan
elektron pada dioda. B. Kondisi tegangan
positif (Forward-bias) Pada kondisi ini,
bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian
katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan
mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi
tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda
yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif.
Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron
di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian
tertutup.
3. Rumus
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: 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
Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar. Sensor infrared memiliki simbol seperti gambar di bawah ini : Prinsip Kerja Sensor Infrared Gambar 1. Ilustrasi prinsip kerja sensor infrared Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan. Gambar 2. Rangkaian dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan fototransistor Grafik Respon Sensor Infrared Gambar 3. Grafik respon sensor infrared Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.
Simbol load cell di proteus:
Sensor yang dapat mengukur besar intensitas cahaya. Pada umumnya terletak di dalam HP yang kalau terkena cahaya matahari, cahaya yang dipancarkan oleh layar HP semakin terang. Input yang diterima berupa cahaya dan output yang akan dihasillkan berupa tegangan yang dapat memicu nyala pada rangkaian yang di sini pada umumnya digunakan pada layar HP atau Smartphone. Penggunaan Ambient Light Sensor harus disertai dengan Op-Amp dikarenakan keluaran yang dihasilkan oleh Ambient Light Sensor tidak sampai sebesar 5 Volt.
Reed switch tersusun atas lempengan metal yang terhubung dilingkupi tabung gelas, sehingga ketika tercipta medan magnet antara dua buah lempengan, lempengan tersebut tarik-menarik sehingga arus listrik dapat mengalir. Ketika medan magnet hilang lempengan kembali ke posisi semula dan jalur gerak arus kembali terputus. Untuk lebih memahami prinsip kerja reed switch maka dapat sobat lihat pada ilustrasi gambar sensor reed switch terkena permanen magnet pada sebuah cylinder. Aplikasi Penggunaan Sensor Reed Switch Reed switch dalam pengaplikasian umum banyak digunakan dalam kontrol industri, otomotif, peralatan rumah tangga, komunikasi, medis, keamanan. Dalam industri sensor reed switch banyak digunakan sebagai sensor posisi aktuator seperti pnemuatic cylinder, Biasanya sensor tersebut digunakan dengan modul PLC ataupun microcontroller basic seperti arduino, NodeMCU. Contoh lain dalam bidang security sensor reed switch digunakan sebagai sensor magnet pintu. Berikut gambaran project yang menggunakan reed switch sebagai sensor nya.
Simbol
Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.
Karakteristik IC OpAmp
Karakteristik IC OpAmp
Inverting Amplifier Rumus: NonInverting Rumus: Komparator Rumus: Adder Rumus: Bentuk Gelombang
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 Cara Kerja Relay :
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
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya. Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube. Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)
Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna). LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya
Motor DC 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. Simbol DC Motor : Cara Kerja Motor DC : 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.Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.
Gerbang logika atau logic State adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.
|
RoHS Compliant |