soal no 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

a) Prosedur
b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
c) Video Simulasi

6. Link Download

1. Pendahuluan[Kembali]

    Proses penetasan telur secara buatan menggunakan inkubator membutuhkan pengendalian lingkungan yang sangat presisi, terutama dalam hal suhu dan kualitas udara. Suhu yang tidak stabil maupun keberadaan gas berbahaya seperti metana, karbon monoksida, atau asap dapat berdampak negatif terhadap perkembangan embrio dalam telur. Oleh karena itu, diperlukan sistem otomatis yang mampu menjaga kondisi inkubator agar tetap ideal sepanjang waktu, tanpa intervensi manusia secara langsung.

    Dalam perancangan ini, dikembangkan sebuah sistem kontrol inkubator otomatis yang menggunakan dua jenis sensor: sensor gas MQ-2 (digital) dan sensor suhu berbasis termistor NTC (analog). Sistem ini mengintegrasikan fungsi deteksi dan respon otomatis menggunakan rangkaian penguat dan komparator berbasis op-amp, serta menggunakan transistor dan relay untuk mengendalikan berbagai aktuator seperti lampu pemanas, motor penghisap gas, dan pompa pendingin.

    Sensor gas MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan gas berbahaya di dalam ruang inkubator. Ketika gas terdeteksi, sistem akan mengaktifkan motor penghisap secara otomatis untuk mengurangi risiko bahaya. Sementara itu, sensor suhu berbasis termistor NTC digunakan untuk memantau suhu di dalam ruang inkubator. Jika suhu terlalu rendah, sistem akan mengaktifkan lampu pemanas, sedangkan jika suhu terlalu tinggi, sistem akan menghidupkan pompa pendingin secara otomatis.

    Dengan sistem ini, lingkungan di dalam inkubator dapat dipantau dan diatur secara real-time untuk menjaga kondisi ideal bagi perkembangan embrio. Pendekatan ini tidak hanya meningkatkan efisiensi proses penetasan, tetapi juga meningkatkan keamanan dan kenyamanan sistem secara keseluruhan.

2. Tujuan[Kembali]

1. Mewujudkan sistem kontrol suhu otomatis dalam inkubator yang mampu menjaga suhu ruangan pada kisaran ideal (±37–38°C), dengan:

   • Pengaktifan lampu pemanas saat suhu di bawah ambang batas (rendah).

   • Pengaktifan pompa pendingin saat suhu melebihi ambang batas (tinggi).

2. Mendeteksi keberadaan gas berbahaya di dalam ruang inkubator secara otomatis menggunakan sensor gas MQ-2, dan:

   • Mengaktifkan motor penghisap gas untuk menjaga kualitas udara.

   • Memberikan indikasi visual (LED) saat gas terdeteksi.

3. Mengintegrasikan dua jenis sensor (analog dan digital) dalam satu sistem kontrol untuk menunjukkan pemahaman terhadap sistem elektronik campuran.

4. Mengembangkan sistem respons otomatis tanpa intervensi manual, guna meningkatkan keamanan dan efisiensi proses penetasan telur.

5. Menunjukkan implementasi sistem kendali berbasis op-amp, transistor, dan relay sebagai penerapan praktis dari konsep dasar elektronika dalam otomasi.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. ALAT

Instrument

1) DC Voltmeter

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

 

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

Generator Daya

1) Baterai

 

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.

Spesifikasi dan Pinout 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
• Balance current: 1.5a/cell max
• Max. Discharging power: 15w
• Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
• Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
• Ukuran: 126x115x49mm
• Berat: 460gr

    

2) Power Suply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :

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

B. BAHAN

1) Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). 
Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi

2) Dioda

Spesifikasi

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.

3) Transistor

Merupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor DC dan output lainnya.

Spesifikasi :

• 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

4) Op Amp - LM741

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.

 

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

Komponen Input

1)  Sensor MQ-2

Sensor MQ 2 merupakan sensor yang bisa mendeteksi LPG, butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke.

Tegangan kerja (Vcc) : 5V

Lingkungan kerja :

– suhu : 20℃±2℃

– Kelembaban udara: 65%±5%

Range konsentrasi gas yang dapat diukur：

– LPG dan propana : 200ppm-5000ppm

– butana : 300ppm-5000ppm

– metana : 5000ppm-20000ppm

– Hidrogen : 300ppm-5000ppm

– Alkohol : 100ppm-2000ppm

Grafik Respon Sensor MQ-2

2) 

5. Sensor Suhu LM35

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt.

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi :

Berikut hubungan resistansi dengan kenaikan suhu pada sensor LM35:

Komponen Output

1) LED

Pinout

Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

• Infra merah : 1,6 V.
• Merah : 1,8 V – 2,1 V.
• Oranye : 2,2 V.
• Kuning : 2,4 V.
• Hijau : 2,6 V.
• Biru : 3,0 V – 3,5 V.
• Putih : 3,0 – 3,6 V.
• Ultraviolet : 3,5 V.

2) Relay

 

Spesifikasi 

Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.

• Konfigurasi pin Relay dihubungkan ke 5V
• GND dihubungkan ke GND
• IN1/Data dihubungkan ke pin 2

Pinout

3) 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.

Spesifikasi

Pinout

Grafik Respons:

4) Ground

    Sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu. Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.

4. Dasar Teori[Kembali]

1) Resistor

Simbol :

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

2) Dioda

Spesifikasi

Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

 

Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.

Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.

2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.

3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.

4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.

5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.

Untuk menentukan arus zenner  berlaku persamaan:

Keterangan:

Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

3) Transistor

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

 

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. 

 

Rumus-rumus transistor:

Spesifikasi :

• 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

Konfigurasi Transistor

Konfigurasi Common Base 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 (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 (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.

4) Sensor LM35

Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92  seperti terlihat pada gambar dibawah.

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.

Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah : 

• 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 seperti terlihat pada gambar 2.2. 
• 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.

Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. 

Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :

Vout LM35 = Temperature º x 10 mV

Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut : 

• LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature  -55ºC hingga +150ºC. 
• LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC. 
• LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.  LM35 

Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain : 

• Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC 
• Low self-heating, sebesar 0.08 ºC 
• Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V 
• Rangkaian menjadi sederhana 
• Tidak memerlukan pengkondisian sinyal

Berikut grafik kinerja sensor LM35

Untuk lebih lengkap nya dapat dilihat pada datasheet yang ada di link download

Datasheet lm35 

5) Sensor PIR

Sensor PIR merupakan sensor yang dapat mendeteksi pergerakan, dalam hal ini sensor PIR banyak digunakan untuk mengetahui apakah ada pergerakan manusia dalam daerah yang mampu dijangkau oleh sensor PIR. Sensor ini memiliki ukuran yang kecil, murah, hanya membutuhkan daya yang kecil, dan mudah untuk digunakan. Oleh sebab itu, sensor ini banyak digunakan pada skala rumah maupun bisnis. Sensor PIR ini sendiri merupakan kependekan dari “Passive InfraRed” sensor.

Pada umumnya sensor PIR dibuat dengan sebuah sensor pyroelectric sensor (seperti yang terlihat pada gambar disamping) yang dapat mendeteksi tingkat radiasi infrared. Segala sesuatu mengeluarkan radiasi dalam jumlah sedikit, tapi semakin panas benda/mahluk tersebut maka tingkat radiasi yang dikeluarkan akan semakin besar. Sensor ini dibagi menjadi dua bagian agar dapat mendeteksi pergerakan bukan rata-rata dari tingkat infrared. Dua bagian ini terhubung satu sama lain sehingga jika keduanya mendeteksi tingkat infrared yang sama maka kondisinya akan LOW namun jika kedua bagian ini mendeteksi tingkat infrared yang berbeda (terdapat pergerakan) maka akan memiliki output HIGH dan LOW secara bergantian.

Inilah mengapa sensor PIR dapat mendeteksi pergerakan manusia yang masuk pada jangkauan sensor PIR, hal ini disebabkan manusia memiliki panas tubuh sehingga mengeluarkan radiasi infrared seperti yang ditunjukkan pada gambar disamping.

Gambar berikut menunjukkan bagian-bagian dari sensor PIR yang perlu untuk diketahui

1. Pengatur Waktu Jeda : Digunakan untuk mengatur lama pulsa high setelah terdeteksi terjadi gerakan dan gerakan telah berahir. *
2. Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
3. Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
4. Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
5. DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).
6. Output Digital : Output digital sensor
7. Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
8. BISS0001 : IC Sensor PIR
9. Pengatur Jumper : Untuk mengatur output dari pin digital.

(*) Catatan: Pin nomor 1 dan 2 digunakan untuk melakukan kalibrasi sensor PIR dengan mengatur posisi potentiometer pada posisi label MIN atau MAX.

Sensor PIR sangat cocok digunakan pada projek-projek yang membutuhkan deteksi kapan seseorang memasuki atau meninggalkan are tertentu. Hal ini karena sensor PIR membutuhkan daya yang rendah, murah, memiliki jangkauan yang luas, dan mudah digunakan dengan berbagai sistem kontrol.

Catatan: Sensor PIR tidak dapat digunakan untuk mengetahui berapa orang yang berada pada jangkauan sensor atau seberapa dekat objek dengan sensor dan sensor PIR juga dapat dipengaruhi oleh binatang peliharaan.

Setiap sensor PIR memiliki spesifikasi dan kriteria yang berbeda-beda namun hampir kebanyakan dari sensor PIR memiliki spesifikasi yang mirip (Direkomendasikan untuk mengacu pada datasheet). Berikut spesifikasi sensor PIR pada umumnya.

• Bentuk : Persegi
• Output : Pulsa digital HIGH (3V) ketika mendeteksi pergerakan dan LOW ketika tidak ada pergerakan.
• Rentang Sensitivitas : Sampai dengan 6 meter sebagaimana gambar berikut
• Power Supply : 5V-12V (direkomendasikan 5VDC).

Berikut grafik kinerja sensor PIR

Berikut datasheet kinerja PIR

Untuk lebih detail bisa dilihat pada datasheet di link download dibawah

6) HIH-5030

Seri HIH-5030/5031 mencakup sensor kelembaban sirkuit terintegrasi, SMD, 1000 unit pada tape dan reel.Sensor Kelembaban Tegangan Rendah Seri HIH-5030/5031 beroperasi hingga 2,7 V, seringkali ideal dalam sistem bertenaga baterai di mana suplai adalah nominal 3 V. Sensor Kelembaban Seri HIH-5030/5031 dirancang khusus untuk pengguna OEM (Original Equipment Manufacturer) volume tinggi. Input langsung ke pengontrol atau perangkat lain dimungkinkan oleh output tegangan linier dekat sensor ini. Dengan tarikan arus tipikal hanya 200 µA, Seri HIH-5030/5031 sering kali cocok untuk sistem yang dioperasikan dengan baterai dengan pengurasan rendah. Kemampuan saling tukar sensor yang ketat mengurangi atau meniadakan biaya kalibrasi produksi OEM. Seri HIH-5030/5031 memberikan kinerja penginderaan RH (Relative Humidity) berkualitas instrumentasi dalam SMD dengan harga kompetitif dan dapat disolder. HIH-5030 adalah sensor kelembaban sirkuit terintegrasi tertutup. HIH-5031 adalah sensor kelembaban sirkuit yang tertutup, tahan kondensasi, dan terintegrasi yang dipasang di pabrik dengan filter hidrofobik yang memungkinkannya digunakan di lingkungan kondensasi termasuk aplikasi industri, medis dan komersial. Sensor RH menggunakan elemen penginderaan kapasitif polimer termoset yang dipangkas laser dengan pengkondisian sinyal terintegrasi pada chip. Konstruksi multilayer elemen penginderaan memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap sebagian besar bahaya aplikasi seperti kondensasi, debu, kotoran, minyak, dan bahan kimia lingkungan umum.

Fitur/Kelebihan Sensor HIH-5030

• Beroperasi hingga 2,7 V, ideal dalam sistem tenaga baterai dengan tegangan 3 V
• Didesain dengan daya rendah
• Akurasi ditingkatkan
• Waktu respon yang cepat
• Stabil, dengan penyimpangan yang rendah
• Tahan dengan zat kimia

Simbol sensor HIH 5030

7) LM741

    LM741 adalah salah satu IC (Integrated Circuit) Op-Amp (Operational Amplifier) yang memiliki 8 pin. IC Op-Amp ini terdapat 2 jenis bentuk, yaitu tabung (lingkaran) dan kotak (persegi), tetapi yang umum adalah yang berbentuk persegi. Op-Amp banyak digunakan dalam sistem analog komputer, penguat video/gambar, penguat audio, osilator, detector dan lainnya. LM741 biasanya bekerja pada tegangan positif/negatif 12 volt, dibawah itu IC tidak akan bekerja. Setiap pin/kaki-kaki pada IC LM741 mempunya fungsi yang berbeda-beda, keterangan pin/kaki-kaki LM741 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

    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.

Karakteristik penguat ideal adalah:

• Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
• Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
• Impedansi output sangat kecil (Zo <<).

Konfigurasi PIN LM741:

Spesifikasi:

 

Respons karakteristik kurva I-O:

Op-Amp LM741 dapat membuat beberapa fungsi rangkaian seperti gambar berikut.

Macam-macam rangkaian yang dapat dibentuk LM741

• Detektor Penyilang Nol: mendeteksi tegangan-tegangan di atas nol
• Detektor Taraf Tegangan (positif dan negatif): mendeteksi tegangan-tegangan acuan pada tegangan positif maupun negatif yang sudah kita tentukan.
• Penguat (Buffer): memperkuat amplitudo pada pulsa output nya.
• Penguat 2 Tingkat: seperti rangkaian Buffer, tetapi mengalami 2 kali penguatan. 
• Pembangkit Isyarat: untuk membangkitkan pulsa
• Rangkaian Diverensial: untuk pengukuran pengendalian instrumentasi dan penguat sinyal-sinyal yang sangat lemah.
• Rangkaian Instrumentasi: untuk memperbaiki penguat differensial. 

Berikut ditampilkan grafik frekuensi dan resistansi output lm741 

Karakteristik elektrik

Untuk lebih jelasnya lagi silahkan download pada link download dibawah

7) Sensor MQ-2

    Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gas LPG, i-butana, propana, metana, alkohol, hidrogen dan asap. Kata datasheet, inti dari MQ-2 adalah material yang sensitif terhadap konsentrasi gas yang tersusun dari senyawa SnO2 atau dalam istilah kita disebut Timah (IV) Oksida. Material ini memiliki karakteristik akan berubah konduktivitasnya seiring dengan perubahan konsentrasi gas di sekitarnya.

2. Sensor Suhu Termistor NTC (Sensor Analog)

NTC (Negative Temperature Coefficient) Thermistor adalah jenis resistor yang nilai resistansinya menurun saat suhu meningkat. Sensor ini bersifat analog, artinya menghasilkan tegangan output yang berubah secara kontinu tergantung suhu lingkungan sekitarnya.

Dalam rangkaian, thermistor biasanya digunakan dalam konfigurasi pembagi tegangan bersama resistor tetap. Tegangan pada titik tengah pembagi tersebut berubah terhadap suhu, dan dapat dibandingkan dengan tegangan referensi menggunakan op-amp yang dikonfigurasikan sebagai komparator.

Sensor NTC sangat umum digunakan dalam sistem pengendali suhu karena:

• Sederhana

• Murah

• Stabil dan sensitif terhadap perubahan suhu kecil

Dalam aplikasi inkubator, thermistor NTC digunakan untuk menjaga suhu ideal untuk penetasan telur, yakni sekitar 37–38°C. Saat suhu menurun, resistansi termistor naik, menyebabkan tegangan output naik. Tegangan ini digunakan untuk mengaktifkan pemanas. Sebaliknya, saat suhu meningkat, tegangan output turun, dan sistem akan mengaktifkan pendingin seperti pompa udara.

Karakteristik Thermistor NTC:

• Tipe: resistor non-linier suhu

• Koefisien suhu: negatif

• Output: tegangan analog variabel

• Umum digunakan dalam kisaran suhu: 0–100°C

Persamaan resistansi thermistor (dalam bentuk pendekatan):

$$R(T) = R_0 \cdot e^{\beta \left( \frac{1}{T} - \frac{1}{T_0} \right)}$$

Keterangan:

• $R(T)$: resistansi pada suhu T (dalam Kelvin)

• $R_0$: resistansi pada suhu referensi $T_0$

• $\beta$: konstanta material

5. Percobaan[Kembali]

a) Prosedur [Kembali]

1. Prosedur Kerja Sensor Gas MQ-2 (Sensor Digital)

Sensor MQ-2 digunakan untuk mendeteksi keberadaan gas berbahaya di dalam ruang inkubator, seperti asap, metana, atau gas buangan lainnya. Prosedur kerja dari sistem berbasis sensor ini adalah sebagai berikut:

1. Sensor MQ-2 dipasang di bagian atas (langit-langit) ruang inkubator, tempat gas cenderung berkumpul.

2. Sensor bekerja dengan mendeteksi konsentrasi gas di udara dan menghasilkan sinyal digital pada pin OUT.

3. Output digital dari sensor dikirim ke input non-inverting (+) op-amp yang dikonfigurasikan sebagai non-inverting amplifier.

4. Ketika gas terdeteksi, tegangan output sensor naik menjadi HIGH (logika 1).

5. Op-amp memperkuat sinyal dan mengaktifkan transistor NPN (Q5) yang berfungsi sebagai saklar.

6. Transistor mengalirkan arus ke kumparan relay RLY1, sehingga relay aktif.

7. Relay menyalakan motor penghisap gas dan LED indikator merah sebagai peringatan visual.

8. Jika tidak ada gas terdeteksi, sinyal output sensor akan LOW, sehingga op-amp, transistor, dan relay tidak aktif. Motor dan LED tetap mati.

2. Prosedur Kerja Sensor Suhu NTC Thermistor (Sensor Analog)

Sensor suhu termistor NTC digunakan untuk memantau suhu ruangan dalam inkubator dan secara otomatis mengontrol sistem pemanas dan pendingin. Prosedur kerjanya adalah sebagai berikut:

1. Thermistor NTC ditempatkan di sisi dalam inkubator, dekat telur, untuk mendeteksi suhu aktual ruang inkubasi.

2. Thermistor dirangkai sebagai pembagi tegangan bersama resistor tetap, menghasilkan sinyal tegangan analog.

3. Tegangan analog dari pembagi ini dikirim ke input inverting (−) op-amp, sedangkan input non-inverting (+) menerima tegangan referensi tetap (Vref).

4. Op-amp dikonfigurasikan sebagai komparator untuk menentukan apakah suhu di bawah atau di atas ambang batas.

5. Ketika suhu terlalu rendah (misalnya < 37°C):

   • Tegangan dari termistor lebih rendah daripada Vref → output op-amp HIGH

   • Transistor aktif → relay RLY5 aktif

   • Relay menghubungkan daya ke lampu pemanas (L1) dan LED biru sebagai indikator

6. Ketika suhu terlalu tinggi (misalnya > 38–39°C):

   • Tegangan dari termistor lebih tinggi daripada Vref → output op-amp LOW

   • Relay RLY5 mati → lampu padam

   • Arus dialihkan ke jalur yang mengaktifkan pompa pendingin air (motor DC) melalui relay RLY3

7. Dengan demikian, sistem akan menjaga suhu ruangan tetap stabil dalam rentang ideal penetasan (37–38°C).

b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]

                            

1. Sensor Gas MQ-2 (Sensor Digital)

Simulasi Kerja

Ketika kondisi lingkungan dalam inkubator bebas dari gas berbahaya, output digital dari sensor MQ-2 berada pada logika rendah (LOW), sehingga op-amp tidak memberikan sinyal untuk mengaktifkan sistem. Namun, ketika terdapat gas berbahaya seperti asap, metana, atau karbon monoksida, sensor MQ-2 akan memberikan sinyal digital tinggi (HIGH). Sinyal ini memicu op-amp untuk menghasilkan output logika tinggi, yang kemudian mengaktifkan transistor sebagai saklar. Transistor akan menyalakan relay, yang pada gilirannya menghidupkan motor penghisap gas dan LED merah sebagai indikator visual.

Prinsip Kerja

Sensor MQ-2 mendeteksi gas melalui perubahan resistansi material semikonduktornya. Ketika gas terdeteksi, resistansinya menurun sehingga menghasilkan sinyal HIGH. Sinyal ini masuk ke input non-inverting op-amp yang dikonfigurasi sebagai non-inverting amplifier. Output op-amp kemudian diteruskan ke basis transistor NPN, yang akan aktif ketika mendapat tegangan tinggi. Arus akan mengalir ke kumparan relay, sehingga relay aktif dan menghubungkan sumber daya ke motor penghisap. Dioda flyback juga dipasang untuk mencegah kerusakan transistor akibat tegangan induksi balik dari relay.

2. Sensor Suhu Thermistor NTC (Sensor Analog)

Simulasi Kerja

Pada saat suhu di dalam inkubator turun di bawah ambang batas ideal (misalnya di bawah 37°C), resistansi dari termistor akan meningkat. Hal ini menyebabkan tegangan output dari pembagi tegangan menjadi lebih rendah. Tegangan ini dibandingkan dengan tegangan referensi tetap pada op-amp. Karena tegangan input inverting lebih rendah dari non-inverting, op-amp akan memberikan output logika tinggi. Output ini mengaktifkan transistor, yang kemudian menyalakan relay dan menghidupkan lampu pemanas serta LED biru sebagai indikator suhu rendah.

Sebaliknya, saat suhu melebihi batas atas (misalnya lebih dari 38°C), resistansi termistor menurun, dan tegangan input menjadi lebih tinggi dari referensi. Op-amp akan memberikan output logika rendah, sehingga transistor dan relay mati, dan lampu pemanas padam. Sebagai gantinya, arus akan diarahkan ke jalur lain yang mengaktifkan pompa pendingin udara, yang berfungsi untuk menurunkan suhu secara otomatis.

Prinsip Kerja

Termistor NTC bekerja berdasarkan prinsip bahwa resistansinya berkurang saat suhu meningkat. Sensor ini dirangkai dalam pembagi tegangan dan menghasilkan sinyal analog yang berubah-ubah tergantung suhu. Tegangan ini dibandingkan dengan tegangan referensi menggunakan op-amp yang berfungsi sebagai komparator. Ketika suhu terlalu rendah, output op-amp menjadi tinggi, transistor aktif, relay ON, dan lampu pemanas menyala. Saat suhu terlalu tinggi, output op-amp menjadi rendah, relay lampu padam, dan jalur dialihkan ke pompa pendingin yang aktif secara otomatis.

c) Video Simulasi [Kembali]

6. Link Download[Kembali]

• Download Rangkaian File Disini
• Download File Gas Sensor Library  klik disini
  
• Download Datasheet Baterai klik disini
• Download Datasheet Dioda klik disini
• Download Datasheet Relay klik disini
• Download Datasheet Lampu klik disini
• Download Datasheet Motor klik disini
• Download Datasheet Potensiometer klik disini
• Download Datasheet Op Amp 741 klik disini
• Download Tambahan Datasheet op amp klik disini
• Download Datasheet Resistor klik disini
• Download Datasheet Transistor 2N2222 klik disini
• Download  Tambahan Datasheet Transistor 2N2222 klik disini
• Download Datasheet Sensor Suhu klik disini
  
• Download Datasheet Sensor Gas klik disini