Tugas Besar Sistem Digital

Juli 11, 2023

Tugas Besar Sistem Digital

Smart Aquarium Untuk Ikan Koki

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan [Kembali]

Untuk menyelesaikan tugas matkul sistem digital yang diberi oleh bapak Dr. Darwison,M.T.
Untuk mengetahui cara membuat rangkaian menggunakan rangkaian sistem digital, sensor pH, sensor Suhu, sensor Air, dan sensor Turbidity.

A. Alat

- Instrument

1. DC Voltmeter

→ Spesifikasi Voltmeter:

- Generator

1. Baterai

→ Spesifikasi 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.
Ukuran: 126x115x49mm.
Berat: 460gr.

2. Power Suplai

Input voltage: 5V-12V.
Output voltage: 5V.
Output Current: MAX 3A.
Output power:15W.
conversion efficiency: 96%.

3. DC Generator

Output voltage range: (- 15v) ~ (+ 15v).

B. Bahan

1. Resistor

  → Spesifikasi Resistor:
2. Kapasitor
  → Spesifikasi Kapasitor:
Bahan dielektrika : cairan elektrolit
Rentang nilai kapasitansi yang tersedia : 0,01uF hingga 10000uF
Rentang nilai tegangan kerja maksimal : 16 V sampai 450 V
Suhu maksimum : 105° C
Jenis : kapasitor polar
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
  → Spesifikasi Dioda:
5. Transistor

  → Spesifikasi Transistor:
Bi-Polar Transistor.
DC Current Gain (hFE) is 800 maximum.
Continuous Collector current (IC) is 100mA.
Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V.
Base Current(IB) is 5mA maximum.

5. Op-Amp (LM741)

→ Spesifikasi Op-Amp:
6. Multiplekser (74HC157)
   → Spesifikasi Multiplekser:
• Wide operating voltage range of 2 V to 6 V
• Outputs can drive up to 15 LSTTL loads
• Low power consumption, 80-µA max ICC
• Typical tpd = 11 ns
• ±6-mA output drive at 5 V
• Low input current of 1 µA max
7. Demultiplexer (74HCT139)

   → Spesifikasi Demultiplekser:
Operating Voltage Range of 4.5 V to 5.5 V
Outputs Can Drive Up To 10 LSTTL Loads
Low Power Consumption, 80-µA Max ICC
Typical tpd = 10 ns ±4-mA Output Drive at 5 V
Low Input Current of 1 µA Max Inputs Are TTL-Voltage Compatible
Designed Specifically for High-Speed Memory Decoders and Data-Transmission Systems
ncorporate Two Enable Inputs to Simplify Cascading and/or Data Reception
8. Decoder (7447)
   → Spesifikasi Decoder:
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
9. D flip flop (7474)
→ Spesifikasi D flip flop:
Two D-Type Flip-Flops
Outputs Directly Interface to CMOS, NMOS and TTL
Large Operating Voltage Range
Wide Operating Conditions

10. T flip flop (74111)
→ Spesifikasi T flip flop:
A. Komponen Input

1. Sensor Air
SPESIFIKASI
Tegangan kerja: 3-5 VDC nArus kerja: < 20mA
Tipe sensor: analog
Max output: 2.5v (saat sensor terendam semua)
Luas area deteksi: 16x40mm nSuhu kerja: 10-30 C
Ukuran: 20x62x8 mm

2. Sensor pH

SPESIFIKASI
Tegangan Inpur Modul : 5.0V
Ukuran Modul : 43mm×32mm
Pengukuran : 0 – 14PH
Akurasi : ± 0.1pH (25 ℃
Response Time : ≤ 1min
Konektor PH Sensor (pH Electrode) : BNC konektor
Output konektor modul: PH2.0 3 Pin
Gain Adjustment Potentiometer
Led untuk Indikator Tegangan Input
Panjang Kabel Sensor ke konektor BNC : 660mm

3. Sensor LM35

Spesifikasi Sensor Suhu LM35

Kalibrasi dalam satuan derajat Celsius.
Linearitas +10 mV/ º C.
Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
Range +2 º C – 150 º C.
Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
Arus yang mengalir kurang dari 60 μ A.

4. Sensor Turbidity

SPESIFIKASI
Tegangan kerja : 5Vdc
Arus Kerja : 40mA (maksimal)
Waktu Respons : <500ms
Resistensi isolasi : 100 m (min)
Suhu Operasional : 5 ℃ ~ 90 ℃
Metode Output : Analog dan Digital
Tegangan analog : 0-4.5V
Output Digital : High / Low (dapat disesuaikan nilai ambang batas dengan menyesuaikan potensiometer)
Berat modul keseluruhan : 30g
Dimensi Adaptor : 38 * 28 * 10 mm

5. Potensiometer

→ Spesifikasi Potensiometer:

B. Komponen Output

1. Relay

→ Spesifikasi Relay:

2. Motor

→ Spesifikasi Motor:

3. Buzzer

→ Spesifikasi Buzzer:

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

4. Heater

→ Spesifikasi Heater:

5. Seven Segment

→ Spesifikasi Seven Segment:

Grey package surface
Untinted segments
Luminous intensity categorized
Yellow and green categorized for color
Wide viewing angle
Suitable for DC and high peak current
Lead-free device
Evenly lighted segments

6. Ground

3. Dasar Teori [Kembali]

1. Resistor

   Secara sederhana, resistor merupakan komponen dasar yang ada pada sistem elektronika. Biasanya, resistor digunakan pada setiap rangkaian elektronik lantaran berfungsi sebagai pengatur dan juga pembatas jumlah arus listrik dalam suatu rangkaian.
   Sebenarnya, cara kerja resistor ini cukup simple, yakni dengan menghambat arus listrik yang mengalir dari salah satu ujung kutub ke ujung kutub yang lainnya. Proses menghambat arus listrik tersebut, biasanya dibarengi dengan nilai hambatan variatif sesuai dengan nilai hambatan yang tertera pada resistor.
  → Cara menentukan nilai dari resistor adalah sebagai berikut:
Tabel Warna Resistor
Contohnya:
Gelang / cincin ke - 1 : 100 Ω.
Gelang / cincin ke - 2 : 00 Ω.
Gelang / cincin ke - 3 : 5 Ω.
Gelang / cincin ke - 4 : 10⁵ Ω.
Gelang / cincin ke - 5 : ±10%.
Resistansi pada resistor = 105 × 10⁵ Ω (±10%) / = 10,5 ㏁ (±10%)
Dengan ±10% sebagai nilai dari toleransi dari resistor.

  → Spesifikasi Resistor:

→ Paralel dan Seri resistor:

→ Grafik fungsi:

2. Kapasitor

Kondensator atau kapasitor adalah komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik.

→ Cara menghitung kapasitor:

Untuk menghitung nilai kapasitor elektrolit nilainya telah tertera pada komponen

Untuk menghitung nilai kapasitor keramik, kertas, dan kapasitor non-polaritas lainnya adalah sebagai berikut:

Contoh:
Kode : 473Z
Nilai Kapasitor = 47 x 10³
Nilai Kapasitor = 47 x 1000
Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047µF
Huruf dibelakang angka menandakan Toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, Berikut adalah daftar Nilai Toleransinya :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G= 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

→ Spesifikasi Kapasitor:

Bahan dielektrika : cairan elektrolit
Rentang nilai kapasitansi yang tersedia : 0,01uF hingga 10000uF
Rentang nilai tegangan kerja maksimal : 16 V sampai 450 V
Suhu maksimum : 105° C
Jenis : kapasitor polar

→ Paralel dan Seri Kapasitor:

→ Grafik Pengisian dan Pengosongan kapasitor:

3. Dioda

Dioda berfungsi sebagai penyearah dalam sebuah rangkaian dimana, dioda memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

→ Spesifikasi Dioda:

→ Jenis Jenis Dioda:

→ Rumus arus zener:

→ Grafik Dioda:

4. Transistor

Merupakan transistor NPN yang memiliki fungsi sebagai switch agar relay aktif yang membuat sebuah rangkaian loop pada motor ataupun komponen outpun lainnya. Transistor yang kita gunakan adalah self bias dimana pada self bias tegangan langsung masuk ke kaki kollektor tanpa adanya feedback pada ke kaki basis atau emitor.

→ Spesifikasi Transistor:

Bi-Polar Transistor.
DC Current Gain (hFE) is 800 maximum.
Continuous Collector current (IC) is 100mA.
Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V.
Base Current(IB) is 5mA maximum.

→ Rumus Transistor:

→ Konfigurasi Transistor:

Konfigurasi Common Base (Basis Bersama)

Seperti namanya, yang dimaksud dengan Konfigurasi Common Base (CB) atau Basis Bersama adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”.

Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.

Konfigurasi Common Collector (Kolektor Bersama)

Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan.

Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.

Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.

Konfigurasi Common Emitter (Emitor Bersama)

Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output.

Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.

Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.

5. 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 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

6. Op-Amp (LM741)

Operational amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output. Prinsip kerja dari Op-Amp adalah membandingkan nilai kedua input (inverting dan non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka outnya tidak ada atau nol dan apabila terdapat perbedaan nilai input maka output akan ada.

→ Konfigurasi Pin Op-Amp:

Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu;

1. Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karenafeedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga.

2. Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehinggaarusinputke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehinggateganganinput sepenuhnya dapat dikuatkan.

3. Impedansi output sangat kecil (Zo <<). Impedansi output adalah sangat kecil sehingga teganganoutput stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkandenganZo <<.

Simbol Op-Amp seperti gambar berikut:

dimana,

V1 = tegangan input dari kaki non inverting.

V2 = tegangan input dari kaki inverting.

Vo = tegangan output.

OP AMP Non Inverting

Penguatan yang outputnya sama dengan input yaitu tidak ada pembalikan fasa.

Vout = Vin (1 + Rf / Rin)

Detektor Non Inverting Vref Positif

Vout = Aol x (V non-inverting - V inverting).

Detektor Inveting Vref Positif

Vout = Aol x (V non-inverting - V inverting).

→ Spesifikasi Op-Amp:

→ Grafik Kurva I/O:

7. Potensiometer

Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Potensiometer juga biasanya di sebut sebagai resistor variabel dikarenakan kita dapat mengubah besaran dari resistansinya.

→ Spesifikasi Potensiometer:

→ Pinout potensiometer:

→ Prinsip Kerja Potensiometer:

Potensiometer / Potmeter terdiri dari kawat resistif panjang L yang terbuat dari magnum atau dengan konstantan dan baterai yang dikenal EMF V. Tegangan ini disebut sebagai tegangan sel driver (driver cell voltage).

Hubungkan kedua ujung kabel resistif L ke terminal baterai seperti yang ditunjukkan di bawah ini; mari kita asumsikan ini adalah pengaturan rangkaian primer. Satu terminal sel lain (yang EMF E-nya harus diukur) berada di salah satu ujung rangkaian primer dan ujung terminal sel lainnya terhubung ke titik mana pun pada kawat resistif melalui galvanometer G.

Sekarang, mari kita asumsikan susunan ini adalah sirkuit sekunder. Susunan potmeter seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Prinsip kerja dasar ini didasarkan pada fakta bahwa jatuhnya potensi di setiap bagian kawat berbanding lurus dengan panjang kawat, asalkan kawat memiliki area penampang yang seragam dan arus konstan mengalir melalui itu.

“Ketika tidak ada perbedaan potensial antara dua node ada arus listrik akan mengalir"

Sekarang kawat potmeter sebenarnya adalah kawat dengan resistivitas tinggi (ῥ) dengan luas penampang seragam A. Dengan demikian, di seluruh kawat, ia memiliki resistansi seragam.

Sekarang terminal potensiometer ini terhubung ke sel EMF V tinggi (mengabaikan resistansi internalnya) yang disebut sel driver atau sumber tegangan. Biarkan arus melalui potensiometer adalah I dan R adalah resistansi total potensiometer.

Kemudian oleh hukum Ohm V = IR

Kita tahu bahwa R = ῥL / A

Jadi, V = I ῥL / A

Karena ῥ dan A selalu konstan dan saat ini saya dijaga konstan oleh rheostat.

Jadi L ῥ / A = K (konstan)

Jadi, V = KL. Sekarang anggaplah sel E dari EMF yang lebih rendah dari sel driver ditempatkan di sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas. Katakanlah ia memiliki EMF E. Sekarang di kawat potmeter katakan panjangnya x potensiometer telah menjadi E.

E = L ῥx / A = Kx

Ketika sel ini dimasukkan ke dalam sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas dengan jokey yang terhubung ke panjang yang sesuai (x), tidak akan ada aliran arus melalui galvanometer karena ketika beda potensial sama dengan nol, tidak ada arus yang akan mengalir melaluinya.

Jadi galvanometer G menunjukkan deteksi nol. Maka panjang (x) disebut panjang dari titik nol. Sekarang dengan mengetahui konstanta K dan panjang x. Kami dapat menemukan EMF yang tidak diketahui.

E = L ῥx / A = Kx

Kedua, EMF dari dua sel juga dapat dibandingkan, biarkan sel pertama EMF E1 diberi titik nol pada panjang = L1 dan sel kedua EMF E2 menunjukkan titik nol panjang = L2

Kemudian, E1 / E2 = L1 / L2

→ Grafik Potensiometer:

8. Decoder

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.

Tabel kebenaran:

9. Multiplekser

Multiplekser, pemultipleks, atau disingkat MUX adalah alat atau komponen elektronika yang bisa memilih input yang akan diteruskan ke bagian output. Cara kerja multiplexer cukup sederhana. Multiplexer memiliki beberapa input dan satu output. Sinyal dari masing-masing input dipilih oleh pengendali (control signal) dan dipindahkan ke output. Pengendali ini dapat berupa sinyal biner, sehingga dengan dua bit pengendali, MUX dapat mengendalikan hingga empat input.

Tabel Kebenaran:

10. Demultiplekser

Demultiplekser atau disingkat DEMUX adalah rangkaian logika yang menerima satu input data dan mendistribusikan input tersebut ke beberapa output yang tersedia.

Cara kerja demultiplexer cukup sederhana. Di dalam demultiplexer terdapat input yang kemudian dipisahkan menjadi beberapa output. Output yang dihasilkan bergantung pada kode biner yang diterapkan pada input. Misalnya, jika kita memasukkan input dengan kode biner 00, maka akan menghasilkan output pada channel pertama. Begitu pula jika input diberikan kode biner 01, maka output akan keluar pada channel kedua.

Tabel Kebenaran:

11. Sensor Air

   Water Level sensor adalah seperangkat alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian air di tempat yang tidak sama agar meraih knowledge perbandingan. Water level yang paling simple adalah sepasang pipa yang saling mengakses di anggota bawah. Water level simple bakal mengukur ketinggian air melalui tinggi air di ke-2 pipa apakah mirip atau tidak. Hasil pengukuran dari water level lebih rendah dari gunakan laser tapi water level mempunyai akurasi yang tinggi dalam pengukuran jarak jauh. Untuk hindari kesalahan pengukuran dalam pemakaian water level, suhu terhadap air haruslah sama.

Grafik Sensor Air

12. Sensor pH

   Sensor pH adalah suatu sensor yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang dimiliki di suatu zat larutan atau benda, ph normal memiliki nilai 7 sementara bila nilai ph > 7 menunjukan zat tersebut memiliki sifat basa sedangkan nilai ph < 7 menunjukan keasaman.

Grafik Sensor pH
13. Sensor LM35

   Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika yang diproduksi oleh National Semikonductor. LM35 memiliki ke akuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC
Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Grafik LM35

14. Sensor Turbidity

   Sensor turbidity digunakan untuk mendeteksi kualitas air dengan cara mengukur tingkat kekeruhannya. Sensor ini menggunakan cahaya untuk mendeteksi partikel yang tertahan dalam air dengan cara mengukur tranmisi cahaya dan tingkat penghamburan cahaya yang berubah sesuai dengan jumlah total suspended solids. dengan meningkatkannya tts maka tingkat kekeruhan cairan juga meningkat.

Grafik Turbidity Sensor

4. Percobaan [Kembali]

A. Langkah percobaan

Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian tersebut.
Rangkailah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini.
Simulasikan pada software proteus 8.

B. Rangkaian simulasi dan Prinsip kerja

Gambar Rangkaian

Prinsip kerja:

Secara umum rangkaian ini merupakan rangkaian smart aquarium dimana secara otomatis aquarium bisa melakukan pengkurasan airnya dengan sendiri, mengatur suhu air pada aquarium dan mengetahui kadar H+ atau pH dari air pada aquarium yang digunakan dan dikontrol tingkat kedalaman airnya, suhu airnya dan dibuatkan peringataan kepada pengguna akan ketidak normalan kadar keasaman air.

Sensor Turbidity dan Air

Jika kekeruhan air telah mencapa 50% maka output dari sensor ini akan mengeluarkan tegangan +5V yang akan diumpankan ke D flip flop. Dimana output D flip flop akan berlogika 1 ketika input D berlogika 1. dikarenakan input berlogika 1 maka output D flip flop berlogika 1. yang akan diumpankan ke basis transistor dimana membuat transistor aktif atau terjadinya arus dari kaki kollektor ke emitor dan diumpankan ke ground. Dikarenakan terdapat arus membuat relay bergeser kekiri dan membuat rangkaian loop yang membuat tegangan baterai diumpankan ke pompa air sebagai pembuangan air keruh yang ada dalam aquarium.

Dikarenakan terjadi pembuangan air maka air yang di deteksi oleh sensor air berkurang dari 75% yang membuat sensor air akan aktif yang membuat terjadi pengisian air. Kondisi ini menyebabkan pengurasan air aquarium dimana air keruh dibuang dan air bersih masuk kedalam aquarium. Untuk pengguna aquarium mengetahui keadaan pompa air diberikan sebuah decoder yang dihubungkan ke seven segment. Apabila seven segment menunjukan angka 0 maka tidak ada pompa air yang aktif, jika angka 1 maka air mengalami pembuangan, jika angka 2 maka air menaglami pengisian, dan jika angka 3 maka air mengalami pengurasan.

Pada sensor air akan aktif ketika jumlah air dibawah dari 75%. Jika sensor ini aktif maka akan mengeluarkan tegangan sampai ke Op-Amp. Rangkaian Op-Amp yang digunakan adalah detektor inverting vref positif dimana ketika air di bawah 75% maka akan memberikan output positif sesuai dengan rumus Vo = Aol x [(V+) - (V-)]. dikarenakan Vsat = ± 14v. maka output dari Op-Amp sebesar Vo = ± 14v.

Dari ouput Op-Amp diteruskan ke basis transistor yang membuat transistor aktif atau terjadinya arus dari kaki kollektor ke emitor dan diumpankan ke ground. dikarenakan terdapat arus membuat relay bergeser kekiri dan membuat rangkaian loop membuat tegangan baterai diumpankan ke pompa air / keran yang buat pengisian air pada aquarium.

Sensor Suhu

Sensor ini akan berlogika 1 ketika air bersuhu diluar dari 24 - 28 celcius. Output dari sensor ini akan masuk ke 2 detektor Op-Amp. Detektor non-inverting vref positif dan Detektor inverting vref positif. Kedua rangkaian ini memiliki rumus yang sama yaitu Vo = Aol x [(V+) - (V-)]. dikarenakan Vsat = ± 14v. maka output dari Op-Amp sebesar Vo = ± 14v.

Dari output Op-Amp diteruskan ke 2 transistor dimana membuat transistor aktif atau terjadinya arus dari kaki kollektor ke emitor dan diumpankan ke ground. dikarenakan terdapat arus membuat relay bergeser kekiri dan membuat rangkaian loop yang membuat tegangan baterai diumpankan ke heater / pendingin air. Jika suhu berada pada < 24 celcius maka heater yang akan aktif dan sebaliknya jika suhu air berada pada >28 celcius maka pendingin yang akan aktif.

Sensor pH

Sensor ini akan berlogika 1 ketika pH air diluar dari 6,5 - 7,5. output dari sensor akan memasuki 2 detektor Op-Amp. Detektor non-inverting vref positif dan Detektor inverting vref positif. Kedua rangkaian ini memiliki rumus yang sama yaitu Vo = Aol x [(V+) - (V-)]. dikarenakan Vsat = ± 14v. maka output dari Op-Amp sebesar Vo = ± 14v.

Dari output Op-Amp diteruskan ke multiplexer untuk pilih untuk diteruskan kepada T flip flop untuk mengalami kondisi Toggle. sebelum memasuki multiplekser dibutuhkan sebuah tanda apakah air kekurangan kadar asam atau kelebihan kadar asam oleh sebab itu kami menggunakan decoder untuk ditampilkan pada seven segment ketika sevent segment menampilkan angka 1 maka pH > 6,5, dan angka 2 jika pH < 7,5. Setelah multiplekser diteruskan ke T flip flop yang akan mengalami kondisi toggle akan diumpankan ke basis transistor dimana membuat transistor aktif atau terjadinya arus dari kaki kollektor ke emitor dan diumpankan ke ground. dikarenakan terdapat arus membuat relay bergeser kekiri dan membuat rangkaian loop yang membuat tegangan baterai diumpankan ke buzzer sebagai peringatan ke pemilik aquarium.

Video

5. File Download [Kembali]

᭒ HTML↠ klik disini

᭒ File Proteus ↠ klik disini

᭒ Video↠ klik disini

᭒ Library Proteus↠ klik disini

Datasheet:

᭒ Op-amp (LM741)↠ klik disini

᭒ Sensor Air↠ klik disini

᭒ Sensor Suhu↠ klik disini

᭒ Sensor Turbidity↠ klik disini

᭒ Sensor pH↠ klik disini

᭒ Resistor↠ klik disini

᭒ Transistor↠ klik disini

᭒ Relay↠ klik disini

᭒ Dioda↠ klik disini

᭒ Baterai↠ klik disini

᭒ Motor↠ klik disini

᭒ Potensio↠ klik disini

᭒ Kapasitor↠ klik disini

᭒ Induktor↠ klik disini

᭒ Multiplekser↠ klik disini

᭒ Demultiplekser↠ klik disini

᭒ Sevensegment↠ klik disini

᭒ D flip flop↠ klik disini

᭒ T flip flop↠ klik disini

᭒ Buzzer↠ klik disini

᭒ Voltmeter ↠ klik disini

Cari Blog Ini

Kuliah