Remedi UAS

Rangkaian Kontrol Tanah

[KEMBALI KE HALAMAN UTAMA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

-Rangkaian Simulasi

-Video Simulasi 

-Download File

1. Tujuan[kembali]

-Memahami cara kerja sensor pada rangkaian

-Menjelaskan cara kerja rangkaian

 

2. Alat dan Bahan[kembali]

a. Alat

-Sumber Tegangan

Sumber Tegangan berupa baterai. Baterai merupakan sumber tegangan DC dalam rangkaian. Dalam Rangkaian ini, tegangan baterai bernilai 3V. Sumber tegangan lain berupa DC power supply merupakan penghasil tegangan dengan arus searah atau DC. Pada rangkaian ini, tegangan yang digunakan sebesar +5V dan +12V

-Voltmeter

 Voltmeter merupakan alat untuk mengukur tegangan pada dua titik di rangkaian.

b. Bahan

-Sensor TSL251RD

Sensor TSL251RD berfungsi sebagai penghasil tegangan dengan memanfaatkan cahaya matahari.

-Sensor HIH-5030

Sensor HIH-5030 berfungsi untuk mengukur kelembaban udara disekitarnya.

-Sensor Hujan

Sensor berfungsi sebagai saklar untuk memutus arus pada motor saat hari hujan.

-Op-Amp

Op-Amp berfungsi sebagai penguat tegangan output sensor dan sebagai pengubah tegangan negatif menjadi positif.

-Transistor

Transistor berfungsi sebagai saklar pemutus dan penghubung arus ke relay.

-Relay

Relay berfungsi sebagai saklar otomatis pada rangkaian.

-Resistor

Resistor berfungsi sebagai pengatur besar arus dan tegangan pada rangkaian, serta sebagai komponen pembagi tegangan dalam rangkaian amplifier.

-Potensiometer

Potensiometer berfungsi sebagai pembagi tegangan dalam rangkaian.

                                             

-Dioda

Dioda berfungsi sebagai penguat arus pada relay.

Berfungsi sebagai penyearah arus.

-Motor

Motor berfungsi sebagai penyemprot air pada rangkaian.

                                           

3. Dasar Teori[kembali]

a. Sensor TSL251RD

Sensor TSL251RD merupakan suatu sensor optik yang dapat menghasilkan tegangan berdasarkan intensitas cahaya yang dterimanya.

b. Sensor HIH-5030 

Sensor  kelembaban  adalah  suatu  alat  ukur  yang  digunakan  untuk  membantu dalam proses  pengukuran  atau  pendefinisian  yang  suatu  kelembaban  uap air yang  terkandung  dalam  udara. Jenis  - jenis  sensor  kelembaban  diantaranya  Cspacitive  Sensors,  Electrical  conductivity  Sensors, Thermal  Conductivity  Sensors,  Optical  Hygrometer,  dan  Oscillating  Hygrometer.

Spesifikasi  teknis

- Suhu Operasi -40 ° C hingga 85 ° C [-40 ° F hingga 185 ° F]
- Histeresis ± 2% RH
- Output Sinyal Tegangan analog
- Waktu Respon 5 detik 1 / e dalam udara yang bergerak lambat
- Tegangan Suplai 3.3 Vdc typ.
- Akurasi (Best Fit Straight Line) ± 3.0% RH
- Tipe Paket Pasang permukaan
- Suplai Arus 500 µA
- Stabilitas pada 50% RH + 1,2% RH

Fitur Produk

· Beroperasi hingga 2,7 V, sering ide dalam sistem bertenaga baterai di mana pasokan adalah nominal 3 V

· Kemasan tape dan reel memungkinkan untuk digunakan dalam memilih volume tinggi dan menempatkan manufaktur (1.000 unit per tape dan reel)

· Moulding perumahan plastik termoset

· Output tegangan linear dekat vs% RH

· Dipertukarkan laser-dipangkas Desain daya rendah
   

· Akurasi yang ditingkatkan
 

· Waktu respons yang cepat
 

· Performa melayang yang stabil dan Tahan kimia

Karakteristik Sensor Kelembaban

c. Sensor Hujan

Sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan  dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Dipasaran sensor ini dijual dalam bentuk module sehingga hanya perlu menyediakan kabel jumper untuk dihubungkan ke mikrokontroler atau Arduino.

Prinsip kerja dari module sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik.

Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter.

Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.

Spesifikasi sensor hujan :

1. Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya
2. Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi
3. Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V
4. Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil
5. Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA
6. Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya
7. Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor
8. Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)
9. Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm

---

d. Op-Amp

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.

Op-Amp umumnya dikemas dalam bentuk IC, sebuah IC Op-Amp dapat terdiri dari hanya 1 (satu) rangkaian Op-Amp atau bisa juga terdiri dari beberapa rangkaian Op-Amp. Jumlah rangkaian Op-Amp dalam satu kemasan IC dapat dibedakan menjadi Single Op-Amp, dual Op-Amp dan Quad Op-Amp. Ada juga IC yang didalamnya terdapat rangkaian Op-Amp disamping rangkaian utama lainnya.

Sebuah rangkaian Op-Amp memiliki dua input (masukan) yaitu satu Input Inverting dan satu Input Non-inverting serta memiliki satu Output (keluaran). Sebuah Op-Amp juga memiliki dua koneksi catu daya yaitu satu untuk catu daya positif dan satu lagi untuk catu daya negatif. Bentuk Simbol Op-Amp adalah Segitiga dengan garis-garis Input, Output dan Catu dayanya seperti pada gambar dibawah ini. Salah satu tipe IC Op-Amp yang populer adalah IC741.

Bentuk dan Simbol IC Op-Amp

Berikut dibawah ini adalah Simbol dan bentuk IC Op-Amp pada umumnya.

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 Op-Amp (Operational Amplifier)

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. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan Gain dari Op-Amp ini adalah untuk menghindari terjadinya Noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

• Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
• Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
• Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
• Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
• Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Pada dasarnya, kondisi Op-Amp ideal hanya merupakan teoritis dan hampir tidak mungkin dicapai dalam kondisi praktis. Namun produsen perangkat Op-Amp selalu berusaha untuk memproduksi Op-Amp yang mendekati kondisi idealnya ini. Oleh karena itu, sebuah Op-Amp yang baik adalah Op-Amp yang memiliki karakteristik yang hampir mendekati kondisi Op-Amp Ideal.

e. Transistor

Karakteristik dasar dari transistor ini adalah dapat bertindak sebagai isolator dan konduktor dengan mengatur pemberian tegangan yang kecil. Karakteristik transistor yang seperti ini memungkinkan transistor dapat digunakan sebagai saklar (swicthing) maupun sebagai penguat.

Dengan metode pengaturan penerapan tegangan pada basis transistor, kita bisa mengkondisikan transistor pada tiga keadaan (wilayah) yang berbeda :

• kondisi Aktif , Transistor berfungsi sebagai penguat dengan Ic = β * Ib
• Saturasi , Transistor beroperasi secara terhubung penuh sebagai saklar tertutup dengan Ic = I
• Cutt Off , Transistor dalam keadaan Off sebagai saklar terbuka dengan Ic = 0

Transistor bipolar terdiri dari dua jenis yang berbeda berdasarkan penyusunan dua buah dioda di dalamnya. Yaitu jenis PNP dan jenis NPN. Sementara konstruksi dari transistor memiliki tiga buah terminal dengan nama yang berbeda : basis (B), emitor (E) dan kolektor (C).

Prinsip dasar dari kerja transistor adalah mengendalikan laju aliran arus listrik yang mengalir melalui kaki emitor dan koleketor dengan memasukan bias tegangan kecil pada basis. Meskipun arus bias kecil namun kita bisa mengendalikan aliran arus yang besar pada kolektor dan emitor. Cara kerja transistor seperti ini layaknya sebuah kran / saklar yang mengatur aliran arus listrik.

Prinsip kerja seperti ini berlaku untuk kedua jenis transistor yang berbeda baik PNP maupun NPN. Perbedaannya terletak pada pemberian bias pada basis transistor masing masing. Dimana bias basis untuk transistor PNP adalah negatif, sementara untuk transistor NPN adalah positif.

Simbol transistor bipolar ditunjukkan pada gambar diatas. Perbedaan simbol dari keduanya terletak pada arah panah yang menunjukkan kaki emitor. Dimana untuk transistor jenis NPN, arah panah menuju keluar yang berarti aliran arus dari kolektor menuju ke emitor. Sedangkan transistor jenis PNP ditunjukkan dengan arah panah masuk ke dalam yang berarti aliran arus dari emitor menuju kolektor.

Konfigurasi Transistor Pada Rangkaian 

Seperti kita ketahui, transistor memiliki tiga buah terminal yang berbeda. Sehingga terdapat tiga macam konfigurasi pemasangan transistor pada rangkaian elektronika. Dimana salah satu terminal transitor akan terhubung dengan ground atau dibumikan.

Setiap jenis konfigurasi transistor pada rangkaian tersebut mempunyai karakteristik yang berbeda terhadap respon arus yang diberikan kepadanya. Ketiga jenis konfigurasi tersebut adalah :

1. Common Base 
2. Common Emitter
3. Common Collector
   

 

f. Relay

Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay disebut sebagai komponen electromechanical karena terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak saklar atau mekanikal. Komponen relay menggunakan prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang memiliki tegangan lebih tinggi.

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.

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 :

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)
  

 

g. Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM (Ω). Sebutan “OHM” ini diambil dari nama penemunya yaitu Georg Simon Ohm yang juga merupakan seorang Fisikawan Jerman.

Fungsi-fungsi Resistor di dalam Rangkaian Elektronika diantaranya adalah sebagai berikut :

• Sebagai Pembatas Arus listrik
• Sebagai Pengatur Arus listrik
• Sebagai Pembagi Tegangan listrik
• Sebagai Penurun Tegangan listrik

 Untuk menghitung nilai resistansi resistor:

• Untuk resistor 4 gelang warna, warna 1, 2, dan 3 dituliskan langsung nilainya. Warna 4 adalah toleransi.
• Untuk resistor 5 gelang warna, warna 1, 2, 3, dan 4 dituliskan langsung nilainya. Warna 5 adalah toleransi.

 

h. Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.

Struktur Potensiometer beserta Bentuk dan Simbolnya

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
2. Element Resistif
3. Terminal

Jenis-jenis Potensiometer

Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu :

1. Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.
2. Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.
3. Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.

Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer

Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).

Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).

Fungsi-fungsi Potensiometer

Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :

1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
3. Sebagai Pembagi Tegangan
4. Aplikasi Switch TRIAC
5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
6. Sebagai Pengendali Level Sinyal

 

i. Dioda

Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan 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.

Berdasarkan Fungsi Dioda, Dioda dapat dibagi menjadi beberapa Jenis, diantaranya adalah :

• Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
• Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
• Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
• Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya
• Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Analog

1. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x100
2. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Katoda (tanda gelang)
3. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Anoda.
4. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
5. Jarum pada Display Multimeter harus bergerak ke kanan
6. Balikan Probe Merah ke Terminal Anoda dan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang).
7. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
8. Jarum harus tidak bergerak.
   **Jika Jarum bergerak, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak.
   

 

j. Motor

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. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi  sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.

Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.

 

Bentuk dan Simbol Motor DC

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).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

k. Rangkaian Detektor Op-Amp

          Rangkaian detektor ada 2 macam yaitu:

1.                         Detektor inverting

a.     Dengan V_ref = 0 Volt

Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input V_i berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi V_ref = 0 Volt adalah seperti gambar 

gambar Bentuk gelombang input dan gelombang output

Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar dibawah ini.

Dengan V_i > 0 (artinya V_i > 65 µ Volt untuk rangkaian detektor dengan ±V_s = ±15 Volt) maka V_o = -V_sat dan sebaliknya bila V_i < 0 (artinya V_i < -65 µ Volt untuk rangkaian detektor dengan ±V_s = ±15 Volt) maka V_o = +V_sat.

b.     Dengan V_ref = bertegangan positif

Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input V_i berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi V_ref  > 0 Volt adalah seperti gambar .

Gambar  Bentuk gelombang input dan gelombang output

c.     Dengan V_ref = bertegangan negatif

Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input V_i berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi V_ref  < 0 .

2.     Detektor non inverting

a.     Dengan V_ref = 0 Volt

Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input V_i berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi V_ref = 0 Volt .

b.     Dengan V_ref = bertegangan positif

Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input V_i berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi V_ref > 0 Volt 

c.     Dengan V_ref = bertegangan negatifRangkaian detektor non inverting dengan tegangan input V_i berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi V_ref < 0 Volt

4. Percobaan[kembali]

a.  Prosedur Percobaan

- Rangkai alat dan bahan seperti pada gambar dibawah

- Atur Sensor TSL251RD pada 120, Atur sensor HIH-5030 pada 30%, dan Sensor hujan berlogika 0

- Atur Sensor TSL251RD pada 120, Atur sensor HIH-5030 pada 65%, dan Sensor hujan berlogika 0

- Atur Sensor TSL251RD pada 120, Atur sensor HIH-5030 pada 30%, dan Sensor hujan berlogika 1

 

b. Rangkaian Simulasi[kembali]

- Saat %RH di siang hari 40% dan tidak ada hujan

- Saat %RH di siang hari 65% dan tidak ada hujan

- Saat %RH di siang hari 40% dan terjadi hujan

Prinsip kerja:

Rangkaian ini hanya akan bekerja pada siang hari. Saat sensor TSL251RD menerima cahaya, tegangan keluarannya yang terhubung ke kaki basis transistor Q1 akan >0.7V, sehingga Q1 aktif dan arus mengalir melewati relay1. Magnet pada relay1 akan menarik saklar ke kiri sehingga sensor HIH-5030 terhubung ke sumber tegangan 3V dan HIH-5030 akan mengukur kelembaban sekitarnya. Apabila disekitarnya kering (%RH <45%), maka tegangan outputnya yang kecil akan masuk ke kaki non-inverting Op-Amp U3:A rangkaian detektor. Pada rangkaian ini, apabila tegangan input(Vin)<tegangan referensi(Vref) pada kaki inverting Op-Amp, tegangan output(Vout) Op-Amp akan bernilai negatif dan masuk ke kaki basis transistor Q2. Tegangan di kaki basis Q2 bernilai negatif dan tidak dapat mengaktifkan Q2 sehingga tidak ada arus pada relay2. Saklar relay2 tetap berada di kanan. Karena tidak ada hujan, tidak ada pula tegangan output dari sensor hujan, sehingga tidak ada tegangan di kaki basis transistor Q3. Q3 tidak aktif dan relay 3 tidak dialiri oleh arus sehingga saklar tetap berada di kanan. Motor dialiri oleh arus, sehingga motor akan aktif dan menyemprotkan air melalui pipa-pipa berpori. Air akan terus disemprotkan hingga kelembaban mencapai 65%. Saat itu, tegangan output dari sensor HIH-5030 yang besar akan masuk ke kaki non-inverting rangkaian detektor Op-Amp U3:A. Karena Vin>Vref, maka Vout akan bernilai positif dan masuk ke kaki basis transistor Q2 sehingga Q2 aktif dan relay2 dialiri oleh arus. Magnet relay2 menarik saklar ke kiri dan arus pada motor terputus, sehingga motor tidak aktif.

Apabila kelembaban di sekitar sensor HIH-5030<45% (kering) dan terjadi hujan, maka saklar pada relay2 akan kembali ke sebelah kanan. Sensor hujan akan mendeteksi hujan, tegangan outputnya sebesar 5V akan masuk ke kaki negatif Op-Amp U2 dan diperkuat 1/2x. Output U2 akan masuk ke kaki negatif Op-Amp U3 dan diperkuat 1/2x. Output U3 yang terhubung ke kaki basis transistor Q3>0.7V, sehingga Q3 aktif. Arus akan mengalir ke relay3 dan magnetnya menarik saklar ke kiri. Oleh karena itu, arus pada motor akan terputus.

c. Video Simulasi[kembali]

d. Download File[kembali]

[HTML]

[Rangkaian]

[Video]

[Datasheet]

[Library]