Kontrol Banjir

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1.TUJUAN

2.ALAT DAN BAHAN

3.DASAR TEORI

4.PERCOBAAN

  4.1.GAMBAR RANGKAIAN

  4.2.VIDEO

  4.3 DOWNLOAD FILE

 

[menuju akhir] 

 

Kontrol Banjir

 

 1.TUJUAN[KEMBALI]

• Untuk dapat mengetahui penggunaan Op-Amp
•  Untuk dapat membuat rangkaian aplikasi Op-Amp
  
•  Untuk dapat lebih memahami karakteristik Op-Amp

 2.ALAT DAN BAHAN[KEMBALI] 

ALAT

- Batrai

 

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

-DC Voltmeter

 

 untuk mengetahui beda potensial tegangan DC

BAHAN 

-Sensor Hujan

Raindrop Sensor adalah alat yang digunakan untuk merasakan hujan. Ini terdiri dari dua modul, papan hujan yang mendeteksi hujan dan modul kontrol , yang membandingkan nilai analog, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

 -Infrared Sensor

Sensor Infrared Proximity atau Sensor Pendeteksi Halangan menggunakan sinar inframerah untuk mendeteksi benda atau permukaan didepannya. Sensor ini dapat bekerja pada tegangan 5v.

-Resistor

 

sebagai tahanan dan komponen pasif  

 

- LED 

 

 LED suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju.

-Motor DC

 

Komponen tersebut berfungsi mengubah arus listrik searah yang masuk menjadi gerak kinetik.

 

- Suply  15V 

 

Sumber masukan daya rangkaian (bisa juga memakai adaptor)

-Dioda

                                   

untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

- Transistor

 

 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

- Relay

 

Memiliki fungsi sebagai kontrol saklar (pemutus atau penghubung arus)

 

-Op-Amp

Operasional 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, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.

3.DASAR TEORI[KEMBALI] 

Sensor Hujan FC-37

Sensor Hujan FC-37 ini bilamana terkena hujan maka akan meningkatkan resistansinya sehingga tegangan output yang dikeluarkan oleh sensor ini akan semakin kecil bila tingkat intensitas hujan semakin tinggi.

Rain Sensor ini memiliki teori mendasar yang diambil dari Resistive Humadity Sensor, dimana sensor ini tersusun secara paralel dari konduktor-konduktor yang diletakan pada sebuah papan film pada jarak tertentu, dengan kata lain dengan tersusunnya konduktor-konduktor tersebut pada jarak yang telah ditentukan maka seolah-olah kita memberikan resistansi yang besar bagi arus listrik yang mengalir pada konduktor-konduktor tersebut, berdasarkan rumus V = IR,kita dapat memainkan tegangan dengan resistasi yang berubah-ubah tersebut. Bentuk gambar papan film seperti berikut :

Prinsip kerja dari Film board ini

• Ketika konduktor-konduktor yang tersusun secara paralel tersebut terkena mengenai air, maka arus listrik yang mengalir akan lebih mudah dibandingkan tidak ada air, karena celah-celah yang diberikan kepada konduktor-konduktor tersebut berkurang sehingga resistanis yang awalnya cukup besar menjadi berkurang sesuai dengan kadar air yang tersentuh konduktor-konduktor papan film tersebut

• Semakin banyak air yang tersentuh oleh konduktor-konduktor papan film tersebut, maka semakin kecil pula resistansinya, sehingga berdasarkan Hukum Khirchoff :

V = I . R
           Tegangan yang dihasilkan semakin kecil, dan begitu sebaliknya.
Grafik Sensor

Grafik diatas merupakan invers output dari sensor hujan sebelum masuk ke converter digital

Grafik diatas menunjukkan bahwa Output dari sensor yang telah dikonversikan ke sinyal digital, pada hujan ringan dengan 400cc/menit dan untuk hujan biasa berupa 900cc/menit.

Apabila tingkat intensitas tegangan hujan semakin kecil, maka resistansinya meningkat dan tegangan ouput semakin besar. Sensitivas pada sensor ini dapat diatur dengan mengubah potensiometer yang terdapat pada modul LM393.

LM393 adalah Komparator yang di dalamnya terdapat dua Komparator tegangan yang independent. Komparator ini didesain dapat beroperasi pada single power supply dengan tegangan dari 2 sampai 36 volt.

Adapun spesifikasi untuk LM393

Wide Single-Supply Range	2-36 V
Split-Supply Range	±1.0 V to ± 18V
Very Low Current Drain Independent of Supply Voltage	0.4 mA
Low Input Bias Current	25nA
Low Input Offset Current	5.0 nA
Low Input Offset Voltage	5.0 mV
Input Common Mode Range to Ground Level
Differential Input Voltage Range Equal to Power Supply Voltage

Alasan menggunakan komparator ini karena komparator ini dapat beroperasi tanpa catu daya negatif. Selain itu komparator ini dapat bekerja hanya dengan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt merupakan catu daya yang biasa digunakan mikrokontroler sehingga catu daya dapat diambilkan dari catu daya mikrokontroler apabila sistem yang dibuat menggunakan mikrokontroler

sensor  infrared

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.

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 

 

Prinsip kerja rangkaian sensor infrared berdasarkan pada gambar 2. Adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat seperti gambar 3:

 

 

Gambar 3. Keadaan Basis Mendapat Cahaya Infra Merah dan Berubah Menjadi Saklar (Switch Close) Secara Sesaat

 

Grafik Respon Sensor Infrared

 

Gambar 4. 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

 

Resistor

Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom.

Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.

Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor.

Namun meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan berarti tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor pasti memiliki nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam perhitungan matematis, biasanya kita abaikan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita anggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah nol.

Simbol dari resistor merupakan sebagai berikut :

                                                 

 

MOTOR LISTRIK      

          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.

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

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). Baterai yang dibahas pada proposal ini yang dapat diisi ulang dan biasa digunakan pada kendaraan listrik yaitu baterai Lithium ion dan Lithium Polymer.

 

4.PERCOBAAN[KEMBALI]  

GAMBAR RANGKAIAN

 

PRINSIP KERJA RANGKAIAN

Pada simulasi ini digunakan 2 buah sensor yaitu sensor hujan dan sensor infrared

sensor hujan.

Pada saat test pin berlogika 1, yaitu pada saat mendeteksi adanya genangan, maka arus mengalir melalui resistor dan terbaca sebesar 5 volt lalu di perbesar di non inverting dengan rumus voutput=R/R.v input. lalu diteruskan ke resistor dan terbaca sebesar 10 voilt lalu ke kaki base transistor,Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply sebesar 15 volt menuju relaydan terbaca sebesar 0,88 diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif
sensor infrared
Pada saat test pin berlogika 1 maka arus mengalir melalui resistor dan terbaca sebesar 5 volt lalu di perbesar di non inverting dengan rumus voutput=R/R.v input. lalu diteruskan ke resistor dan terbaca sebesar 10 voilt lalu ke kaki base transistor,Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari power supply sebesar 15 volt menuju relaydan terbaca sebesar 0,88 diteruskan ke kaki kolektor transistor, kemudian menuju kaki emitor transistor dan diteruskan ke ground, sehingga relay menjadi aktif

 

Prosedur percobaan:

-Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus

-Letakkan semua alat dan bahan pada proteus

-Lalu tekan tombol jalankan 

-simulasikan semua sensor yang ada

-revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian

-lakukan simulasi kembali

6.VIDEO[KEMBALI]  

7.DOWNLOAD FILE[KEMBALI]

HTML File                                    DOWNLOAD 

File Rangkaian                              DOWNLOAD

Link Video                                    DOWNLOAD

DataSheet Rain Sensor                       DOWNLOAD

Library Rain Sensor                            DOWNLOAD 

DataSheet Infrared Sensor                  DOWNLOAD 

Library Infrared Sensor                       DOWNLOAD

DataSheet Resistor 10k                        DOWNLOAD 

DataSheet Dioda                                 DOWNLOAD

DataSheet Transistor NPN                 DOWNLOAD 

DataSheet Motor DC                          DOWNLOAD 

DataSheet Relay 12V                          DOWNLOAD 

[menuju awal]