Aplikasi Transistor Unipolar - Rangkaian Penyiram Tanaman Otomatis

1. Tujuan [kembali]

  • Untuk mengetahui prinsip kerja sensor soil moisture dan LDR
  • Untuk mengetahui cara mensimulasikan rangkaian penyiraman tanaman otomatis
  • untuk mengetahui prinsip krja pada rangkaian penyiraman tanaman otomatis.

2. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

    • Ground

    • DC Voltmeter

    • DC generator

    • Logicstate

    • Power Supply

B. Bahan [kembali]

    • Sensor Soil Moisture

Vin : DC 3V-5V

Arus : <20mA

Output : Analog 0~2,3V (2,3V for when it is soaked in water)

Definisi pin : pin 1 (output analog), pin 2 (GND), pin 3 (+)

Berat : 20 gr

Kondisi : Baru


Keterangan tambahan :


Pin definition :

VCC = 5V

GND = GND

DO = Digital output interface (0 and 1)

AO = Analog output interface


    • Sensor LDR

Spesifikasi:
Voltage Max : 150V DC
Power consumtion max : 150mW
Light Resistance : 10K - 20K
Darkest : 1M


  • Resistor
Spesifikasi :
Resistance (Ohms)          : 220 V
Power (Watts)                     : 0,25 W, ¼ W
Tolerance                             : ± 5%
Packaging                           : Bulk
Composition                       : Carbon Film
Temperature Coefficient : 350ppm/°C
Lead Free Status               : Lead Free
RoHS Status                        : RoHs Complient

  • Transistor Mosfet P- Channel

  • Trannsistor NPN

  • Relay


 A. 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)

B. Konfigurasi Pin



  • Baterai
Baterai digunakan pada rangkaian ini berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menjalankan rangkaian.

Spesifikasi Baterai:

Sistem Kimia: Zinc-Manganese Dioxide (Zn / MnO2)
Penunjukan: ANSI 1604A, IEC-6LF22 atau 6LR61
Tegangan Nominal: 9.0 volt
Suhu Operasi: -18 ° C hingga 55 ° C
Berat Khas: 45 gram
Volume Umum: 21 sentimeter kubik
Shelf Life: 5 tahun pada 21 ° C
Terminal: Jepretan Miniatur

Konfigurasi Pin:
  • Dioda
    • Dioda (diode) yaitu komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan punya fungsi buat menghantarkan arus listrik ke satu arah, tapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

  • Motor
    •  
    DC motor digunakan pada rangkaian ini untuk menggerakkan kran air/kran air hidup.

    Spesifikasi:

    Konfigurasi:

3. Dasar Teori [kembali]

  • Sensor Soil Moisture
Soil Moisture Sensor merupakan module untuk mendeteksi kelembaban tanah, yang dapat diakses menggunakan microcontroller seperti arduino.Sensor kelembaban tanah ini dapat dimanfaatkan pada sistem pertanian, perkebunan, maupun sistem hidroponik mnggunakan hidroton.

Soil Moisture Sensor dapat digunakan untuk sistem penyiraman otomatis atau untuk memantau kelembaban tanah tanaman secara offline maupun online. Sensor yang dijual pasaran mempunyai 2 module dalam paket penjualannya, yaitu sensor untuk deteksi kelembaban, dan module elektroniknya sebagai amplifier sinyal.

Pada saat diberikan catudaya dan disensingkan pada tanah, maka nilai Output Analog akan berubah sesuai dengan kondisi kadar air dalam tanah.


  • Sensor LDR
Simbol LDR

    Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.

Grafik Sensor LDR

  • Resistor
    Simbol Resistor
    Resistor berfungsi sebagai penghambat jumlah arus yang megalir masuk ke dalam suatu rangkaian. Satuan resistor adalah Ohm (). Cara mengukur resistor, yaitu menggunakan alat ukur multimeter analog/digital, dan membaca kode warna resistor.

    Resistor merupakan komponen elektrik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengantar tegangan listrik dan arus listrik. Resitor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistensi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir. Seperti dalam rumus hukum ohm.

    V= I*R

    V: Tegangan Listrik (Volt)

    I: Arus Listrik (Ampere)

    R: Hambatan Listrik (Ohm)


    Rumus Rangkaian Seri pada Resistor:

    Rtotal = R1 + R2 + R3 + ... + Rn


    Rumus Rangkaian Paralel pada Resitor:

    1/Rtotal=1/R1+1/R2+1/R3+....+1/Rn



  • Transistor Mosfet P- Channel

Tujuan dari MOSFET adalah mengontrol Tegangan dan Arus melalui antara Source dan Drain. Komponen ini hampir seluruh nya sebagai switch. Kerja MOSFET bergantung pada kapasitas MOS. Kapasitas MOS adalah bagian utama dari MOSFET. Permukaan semikonduktor pada lapisan oksida di bawah yang terletak di antara terminal sumber dan saluran pembuangan. Hal ini dapat dibalik dari tipe-p ke n-type dengan menerapkan tegangan gerbang positif atau negatif masing-masing. Ketika kita menerapkan tegangan gerbang positif, lubang yang ada di bawah lapisan oksida dengan gaya dan beban yang menjijikkan didorong ke bawah dengan substrat.

P-Channel MOSFET memiliki wilayah P-Channel diantara Source dan Drain. Dia memiliki empat terminal seperti Gate, Drain, Source dan Body. Struktur Transistor PMOS terdiri atas tipe-n dengan daerah Source dan Drain diberi difusi P+.
Grafik 

  • Transistor NPN
Simbol transistor NPN

    Transistor adalah sebuah komponen elektronika yang digunakan untuk penguat, sebagai sirkuit pemutus, sebagai penyambung, sebagai stabilitas tegangan, modulasi sinyal dan lain-lain. Fungsi transistor juga sebagai kran listrik yang dimana berdasarkan tegangan inputnya, memungkinkan pengalihat listrik yang akurat yang berasal dari sumber listrik. NPN artinya tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negatif dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberikan arus positif pada basisnya.

  • Relay
Simbol Relay
    Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

Kapasitas Pengalihan Maksimum:
  • Baterai
Simbol
Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti handphone, laptop, dan maianan remote control menggunakan baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya baterai, sehingga tidak perlu menyambungkan kabel listrik ke terimanal untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Setiap baterai terdiri dari terminal positif (Katoda) dan terminal negatif (Anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Pada umumnya, baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

  • Dioda
Simbol Dioda

    Dioda ialah komponen elektronika aktif yang terdiri dari dua kutub dan fungsinya sebagai penyearah arus dan untuk menghantarkan listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Elektronika memilki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anoda berdasarkan teknologi pertemuan p-n (positif dan negatif) semikonduktor yaitu dapat menghantarkan arus litrik dari sisi tipe p (anoda) menuju sisi tipe-n (katoda), tetapi tidak dapat menghantarkan arus ke arah sebaliknya (katoda ke anoda). Cara mengukur Dioda ialah dengan menggunakan multimeter baik itu digital maupun analog.


  • Motor
Simbol Motor

Disini kita menanggap motor sebagai penggerak untuk menghiudpkan dan mematikan kran air.

4. Percobaan [kembali]

    a. Prosedur Percobaan:

    1. Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.
    2. Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.
    3. Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.
    4. Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.
    5. Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.
    6. Buka bagian Terminals mode ().
    7. Pilih terminal yang diperlukan.
    8. Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.
    9. Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.
    10. Klik play () pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.
    11. Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output motor

    b. Rangkaian Simulasi [kembali]

Foto rangkaian simulasi


Prinsip kerja rangkaian simulasi [kembali]


Saat sensor soil moisture merasakan tanah tidak lembab atau berlogika 1, maka output sensor tersebut mengeluarkan tegangan sebesar 5 volt. Hal ini membuat transistor aktif sehingga ada arus yang mengalir dari DC ke relay lalu ke kaki Drain transistor Q1 lalu ke kaki source Q1 dan ke ground. Akibatnya relay aktif dan switch berpindah ke kiri.

Saat sensor LDR terkena cahaya, maka output sensor tersebut mengeluarkan tegangan sebesar 0,86 volt. Hal ini membuat transistor aktif sehingga ada arus yang mengalir dari DC ke relay lalu ke kaki collector transistor Q2 lalu ke kaki emitor Q2 dan ke ground. Akibatnya relay aktif dan switch berpindah ke kanan. Hal itu membuat ada arus mengalir dari baterai B1 ke motor yang membuat motor menyala.

    c. Video [kembali]




pada tanggal

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)