Tugas Besar Sistem Digital



Sistem Pembasmi Serangga, Ulat Potong dan Pengusir Hewan Besar 
serta Burung pada Ladang Jagung

1. Tujuan [Kembali]
  1. Untuk dapat mengetahui prinsip kerja pembasmi hama pada ladang jagung dengan menggunakan sensor Load cell, Infrared, Vibration, dan Sound sensor.
  2. Untuk dapat membuat rangkaian aplikasi pembasmi hama pada ladang jagung
  3. Untuk dapat memahami prinsip kerja dari flip-flop, decoder-encoder, serta demuxtiplexer

2. Alat dan Bahan [Kembali]

 a.      Alat

•    Power Supply


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

•      Battery


Spesifikasi

 


•      Multimeter


b. Bahan

  • Relay


Pengertian dan Cara Kerja Relay | Panduan Teknisi

Spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-C
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5

  • Motor DC 


Motor DC dan Jenis-jenisnya – Himpunan Mahasiswa Teknik Komputer

Spesifikasi DC motors
Advantages
No need for a drive circuit when running at constant speed
High-efficiency design
Able to operate at high speeds
High startup torque
Responsive and easy to use as speed and torque can be controlled by voltage
Disadvantages
Motor life is shortened by the need for brushes and a commutator, which are subject to wear.
The brushes generate both electrical and acoustic noise

 

  • Dioda 10A01


Spesifikasi



  • Transistor NPN 


Spesifikasi
 
  • Resistor

Spesifikasi


  • Buzzer


Buzzer Features and Specifications
Rated Voltage: 6V DC
Operating Voltage: 4-8V DC
Rated current: <30mA
Sound Type: Continuous Beep
Resonant Frequency: ~2300 Hz
Small and neat sealed package
Breadboard and Perf board friendly


  • LED


Spesifikasi

  • Seven Segment Common Anoda


Spesifikasi


  • Infrared Sensor


Spesifikasi

  • Vibration Sensor

Spesifikasi

 


  • Load Cell Sensor

Spesifikasi





  • Sound Sensor


Spesifikasi




  • IC 4555 (Demuxtiplexer)

Spesifikasi



  • IC 74247 (Decoder)

Spesifikasi



  • IC 74147 (Encoder)

Spesifikasi

  1. It operates at 4.5V to 5.5 DC voltage.
  2. It delivers output current from low 70µA to high 8mA
  3. It operates at the temperature from -55℃ to 70℃
  4. Logic Case packaging type: DIP
  5. Mounting Type: Through Hole

  • IC 4013 (D Flip Flop)

Spesifikasi



  • OPAMP LM741

Spesifikasi

 


  • CD4011 (Gerbang NAND 2 Input)

Spesifikasi

 


  • CD4081 (Gerbang AND 2 Input)

Spesifikasi

 


  • CD4071 (Gerbang OR 2 Input)

Spesifikasi

 


  • CD4077(Gerbang XNOR 2 Input)

Spesifikasi




  • DM7404 (Gerbang NOT)

Spesifikasi





3. Teori [Kembali]

  • Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini :


Simbol Resistor 
Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

Dimana V adalah tegangan,  I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan.

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :




Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :

1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi

2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.

3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.


Rumus Resistor:

Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n


  • Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Daya tahan baterai akan semakin awet jika penggunaan arusnya semakin kecil, pada contoh diatas jika arus yang diperlukan misalnya adalah 190mAH maka baterai tadi akan bertahan selama 10 jam karena pada perhitungannya :


190 mAH x 10 hours = 1900 mAH


Oleh karena itu pada spesifikasi baterai semakin tinggi atau semakin besar kapasitas arus mAH nya maka semakin lama juga umur dari baterai tersebut. Baterai AA biasanya adalah jenis yang memiliki arus paling kecil sedangkan type D bisa bertahan cukup lama karena dari segi fisik pun memang lebih besar dan pastinya lebih mahal. 



  • Relay


Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh aruslistrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya.Ketika solenoid dialiri aruslistrik, tuasa kantertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklarakan menutup. Pada saat arus ihentikan, gaya magnet akan hilang, tuasakan kembalikeposisi semula dan konta ksaklar kembali terbuka.Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus / tegangan yang besar (misalnyaperalatanlistrik 4 A / AC 220 V) denganmemakaiarus / tegangan yang kecil (misalnya 0.1 A / 12 Volt DC).

 

Gambar Bentuk dan Simbol Relay


Gambar bentuk dan Simbol relay


 Struktur dasar Relay

Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay

Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :

    1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
    2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
    3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
    4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).

  • Motor DC

Motor terdiri atas 2 bagian utama yaitu stator dan motor. Pada stator terdapat lilitan (winding) atau magnet permanen, sedangkan rotor adalah bagian yang dialiri dengan sumber arus DC. Arus yang melalui medan magnet inilah yang menyebabkan rotor dapat berputar. Arah gaya elektromagnet yang ditimbulkan akibat medan magnet yang dilalui oleh arus dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.



          


Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo : meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan
• Arus medan : menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Mekanisme Kerja Motor D

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama
  • Arus listrik dalam medan magnet akan menimbulkan gaya.
  • Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapat gaya pada arah yang berlawanan.
  • Pasangan gaya menghasilkan torsi untuk memutar kumparan.
  • Motor- motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putar yang lebih seragam dari medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan


  • Dioda

   

Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsimenyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.Dioda memiliki simbol sebagai berikut :

 



Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).

A. Kondisi tanpa tegangan
Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.

B. Kondisi tegangan positif (Forward-bias)
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.

C. Kondisi tegangan negatif (Reverse-bias)
Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.

  • Buzzer


Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Perangkat elektronika ini terbuat dari elemen piezoceramics yang diletakkan pada suatu diafragma yang mengubah getaran/vibrasi menjadi gelombang suara. Buzzer menggunakan resonansi untuk memperkuat intensitas suara.


Cara kerja buzzer sebenarnya mirip dengan prinsip kerja dari loud speaker, komponen buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian saat kumparan tersebut dialiri arus dan tercipta medan elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya. Karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

  • Transistor NPN 

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. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:

Simbol Transistor NPN BC547



Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

Rumus dari Transitor adalah :

hFE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor 

iB = perubahan arus basis 

hFE = arus yang dicapai


Rumus dari Transitor adalah :

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.


Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.


 Pemberian bias 

        Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu: 

 1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.

 



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



Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.


Gelombang I/O Transistor

                    


Fungsi-fungsi Transistor diantaranya adalah :
    • sebagai Penyearah,
    • sebagai Penguat tegangan dan daya,
    • sebagai Stabilisasi tegangan,
    • sebagai Mixer,
    • sebagai Osilator
    • sebagai Switch (Pemutus dan Penyambung Sirkuit)

  • Op AMP Detektor Non Inverting  Vref=0

Op amap Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.

 

 

Karakteristik IC OpAmp
  • 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
Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref = 0 Volt
Rumus

 

Dengan Vi>0 maka Vo=+Vsat dan sebaliknya jika Vi<0 maka Vo=-Vsat

  • Seven Segment Common Anoda

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f .

 

Common Cathode merupakan bergabung menjadi satu Pin, sedangkan penujang Anoda bisa menjadi Input untuk masing-masing Segmen LED.  Kaki Katoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini merupakan Terminal Negatif (-) atau Ground sedangkan Signal Kendali (Control Signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Anoda Segmen LED.LED Seven Segment Display Tipe Common Katoda.
  • Infrared Sensor MLX90614 


Infrared (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier).

 

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.

 

MLX90614 menghasilkan dua pengukuran suhu: suhu objek dan suhu sekitar. Suhu objek adalah pengukuran non-kontak yang 'diamati' dari sensor, sedangkan suhu sekitar mengukur suhu pada cetakan sensor. Temperatur sekitar dapat digunakan untuk mengkalibrasi data, tetapi yang benar-benar kita butuhkan berasal dari pengukuran temperatur objek. Karena tidak harus menyentuh objek yang sedang diukur, ia dapat merasakan kisaran suhu yang lebih luas daripada kebanyakan sensor digital: pengukuran suhu objek berkisar antara -70 hingga 382,2°C, sedangkan pengukuran suhu sekitar berkisar antara -40 hingga 125°C. Suhu sekitar dan suhu objek memiliki resolusi 0,02°C dengan akurasi standar 0,5°C di sekitar suhu ruangan.


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.




Prinsip kerja rangkaian sensor infrared berdasarkan pada gambar. 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 dibawah:






Skematik Sensor:


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.


  • Load Cell Sensor 


Sensor load cell adalah jenis sensor beban yang banyak digunakan untuk mengubah beban atau gaya menjadi perubahan tegangan listrik. Perubahan tegangan listrik tergantung dari tekanan yang berasal dari pembebanan. Pada sensor load cell terdapat strain gauge yaitu komponen elektronika yang digunakan untuk mengukur tekanan. Strain gauge dikonfigurasikan menjadi rangkaian jembatan wheatstone. Jembatan wheatstone terdiri dari empat buah resistor yang dirangkai seri dan paralel.


Prinsip Kerja Load Cell

Sensor load cell membutuhkan sumber tegangan V (+) dan V (-) untuk bekerja. Sumber tegangan load cell sebesar 5 – 12 VDC.




Pada gambar diatas jika sensor load cell tidak diberi beban maka tegangan luaran (Vout) 0 V.

Sedangkan, jika sensor load cell diberi beban maka tegangan luaran (Vout) akan bertambah seperti gambar diatas.

Grafik Respon Sensor Infrared

 

  • Vibration Sensor


 

Vibration sensor / Sensor getaran ini memegang peranan penting dalam kegiatan pemantauan sinyal getaran karena terletak di sisi depan (front end) dari suatu proses pemantauan getaran mesin. Secara konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya berbentuk tegangan listrik. Pemakaian sensor getaran ini memungkinkan sinyal getaran tersebut diolah secara elektrik sehingga memudahkan dalam proses manipulasi sinyal, diantaranya:

   - Pembesaran sinyal getaran

   - Penyaringan sinyal getaran dari sinyal pengganggu.

   - Penguraian sinyal, dan lainnya.


Sensor getaran dipilih sesuai dengan jenis sinyal getaran yang akan dipantau. Karena itu, sensor getaran dapat dibedakan menjadi:

  - Sensor penyimpangan getaran (displacement transducer)

  - Sensor kecepatan getaran (velocity tranducer)

  - Sensor percepatam getaran (accelerometer).


Pemilihan sensor getaran untuk keperluan pemantauan sinyal getaran didasarkan atas pertimbangan berikut:

  - Jenis sinyal getaran

  -  Rentang frekuensi pengukuran

  -  Ukuran dan berat objek getaran.

  -  Sensitivitas sensor


Berdasarkan cara kerjanya sensor dapat dibedakan menjadi:

  • Sensor aktif, yakni sensor yang langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa perlu catu daya (power supply) dari luar, misalnya Velocity Transducer.
  • Sensor pasif yakni sensor yang memerlukan catu daya dari luar agar dapat berkerja.


Grafik perbandingan frekuensi dengan sensitivitas sensor getaran :


  • Sound Sensor


Sound sensor adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.


Prinsip kerja sound sensor

Sensor suara bekerja berdasarkan prinsip mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik. Jenis sensor suara paling umum adalah Mikrofon Elektret Kondensator (ECM), yang terdiri dari membran, plat belakang, dan bahan elektret. Ketika gelombang suara mengenai membran, membran bergetar, menyebabkan perubahan jarak antara membran dan plat belakang. Variasi jarak ini menyebabkan perubahan kapasitansi, menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan amplitudo gelombang suara.


Grafik respon sound sensor 
  • Demuxtiplexer (IC 4555)
Demultiplexer adalah suatu perangkat yang dapat menerima hanya satu input data dan melewatkan ke salah satu diantara beberapa output.
 

    Rangkaian dalam IC 4555

Truth Table



  • Decoder ( IC74247)
Decoder adalah suatu perangkat yang dapat mengubah suatu sistem bilangan biner yang terdapat pada bagian input, menjadi sistem bilangan yang lain pada outputnya. Decoder adalah salah satu kombinasi output akan aktif apabila salah satu kombinasi inputnya aktif.

Truth Table

  • D Flip Flop ( IC4013)
D Flip-flop merupakan salah satu jenis flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop R-S. Perbedaan dengan R-S flip-flop terletak pada inputan R, dan D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT.
 

  • Gerbang NAND (CD4011)
Gerbang NAND sebenarnya adalah sebuah gerbang hasil dari gabungan dua buah gerbang yaitu gerbang AND dan NOTGerbang NAND adalah gerbang AND yang keluarannya disambungkan ke inverter. Dan nilai dari tabel kebenarannya merupakan kebalikan dari tabel kebenaran dari gerbang AND.

 




  • Gerbang AND (CD4081)

Gerbang logika "AND" dapat diartikan sebagai operasi perkalian antara dua variabel atau ekspresi Boolean.


  • Gerbang OR (CD4071)
Gerbang logika "OR" dapat diartikan sebagai operasi penjumlahan antara dua variabel atau ekspresi Boolean.
 
  • Gerbang XNOR (CD4077)
X-OR merupakan gerbang OR yang bersifat exlusif, di mana keluarannya akan nol jika masukannya bernilai sama, dan jika salah satu masukannya berbeda maka keluarannya akan bernilai 1

 

  • Gerbang NOT (DM7404)
Gerbang NOT merupakan gerbang di mana keluarannya akan selalu berlawanan dengan masukannya. Bila pada masukan diberikan tegangan ,maka transistor akan jenuh dan keluaran akan bertegangan nol. Sedangkan bila pada masukannya diberi tegangan tertentu, maka transistor akan cut off, sehingga keluaran akan bertegangan tidak nol. 

 



4. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur Percobaan

  • Siapkan segala komponen yang di butuhkan
  • Susun rangkaian sesuai panduan
  • Sambungkan rangkaian dengan baterai untuk sumber tenaga
  • Hidupkan rangkaian
  • Apabila tidak terjadi eror, maka rangkaian selesai dibuat.

b. Hardwar

c. Rangkaian Simulasi

  • Gambar Rangkaian
sistem pembasmi serangga, ulat potong dan pengusir hewan besar serta burung pada ladang jagung






5. Prinsip Kerja [Kembali]

1) IR Sensor


Ketika IR sensor mendeteksi adanya serangga lewat pada tanaman jagung maka sensor IR akan berlogika 1 dan mengeluarkan tegangan sebesar 5 V. Tegangan ini kemudian diteruskan secara parallel ke kaki A pada IC 4555 (Demuxtiplexer) dan ke kaki A IC 74247 (Decoder). Ketika kaki A pada IC 4555 aktif maka output kaki Q1 akan aktif dan Q3 tidak aktif. Kaki Q1 dan Q3 terhubung ke gerbang logika OR, maka Q1+Q3=1+0=1 sehingga tegangan dapat diteruskan resistor, agar arus yang masuk pada motor tidak berlebih. Kemudian arus melewati transistor self bias dan ditransistor terukur tegangan Vbe = 0,86 Volt. Hal ini dapat menjadi indikator on atau offnya sebuah transistor. Oleh karena nilai Vbe melebihi 0,6 maka disini transistor berstatus on. Dengan adanya tegangan diVbe atau tegangan masuk kekaki base sebesar 0,89 Volt (transistor on) maka ada tegangan dari Vcc melewati relay terus melewati kolektor terus ke emitor. Dikarenakan ada arus yang melewati kumparan relay maka switch relay akan bergerak dari kanan kekiri. Dengan sendirinya ada terjadinya loop yang menghidupi motor. Dari batre B2 memberikan suply ke motor dan keindikator lap sehingga motornya hidup, motor akan menyiram pestisida kepada tanaman jagung. Sedangkan ketika output sensor diteruskan pada kaki A IC 74247 maka IC akan BCD menjadi seven segment, dikarenakan inputnya 0001 maka sevensegment akan menampilkan angka 1 yang menandakan ada serangga pada tanaman.

2) Vibration Sensor



Ketika Vibration Sensor mendeteksi adanya getaran pada ranting tanaman jagung maka sensor akan berlogika 1 dan mengeluarkan tegangan sebesar 5 V, output pada sensor Vibration terhubung secara parallel ke kaki B IC 4555 dan B IC 74247. pada kaki B pada IC 4555 berlogika 1 maka Q2 akan berlogika 1 yang terhubung secara parallel ke kaki relay dan LED sebagai indikator tikus telah terdeteksi oleh Vibration Sensor. relay akan terhubung secara seri pada battery sebagai supply dan output pada rangkaian ini berupa buzzer yang menandakan adanya ulat pemotong dan motor DC yang akan menyiram pestisida pada tanaman. Sedangkan, pada IC 74247 pada kaki B berlogika 1 maka seven segmen akan membuat angka 2 yang menandakan adanya ulat pemotong. Sedangkan, ketika kaki A dan B berlogika 1 maka seven segment akan membuat angka 3 yang menandakan adanya serangga dan ulat pemotong pada ladang jagung.

3) Load Cell


Pada Load Cell Sensor terhubung ke kaki Op amp detektor non inverting kemudian terhubung ke kaki relay dan apabila load cell mendeteksi berat <30 maka lampu LED akan menyala yang menandakan adanya hama yang mendekati ladang jagung. sedangkan, apabila load cell sensor mendeteksi >=30 maka buzzer akan menyala yang menandakan adanya hewan besar yang mendekati ladang.

4) Sound Sensor




Ketika sound sensor mendeteksi adanya suara kepakan sayap atau suara burung, maka sound sensor akan berlogika 1 dan mengeluarkan output seesar 5 V. Output sensor diterkan kesalah satu kaki pada dua gerbang NAND dan AND. Kaki lainnya dihubungkan kepada power supply. Sehingga output pada gerbang NAND = (1*1)'=(1)'=0 dan output pada gerbang AND = (1*1)=1. Output gerbang NAND diteruskan kepada kaki S pada D Flip-flop dan output gerbang AND diteruskan kepada kaki R. Dikarenakan kaki R aktif, hal ini membuat kaki D tidak mempengaruhi output ada flip-flop dan hanya rangkaian RS yang mempengaruhi output. Dikarenakan R aktif, maka flip flop akan mereset output sehingga Q=0 dan Q'=1. Output Q' diteruskan ketransistor sehingga arus melewati transistor self bias dan ditransistor terukur tegangan Vbe = 0,79 Volt. Hal ini dapat menjadi indikator on atau offnya sebuah transistor. Oleh karena nilai Vbe melebihi 0,6 maka disini transistor berstatus on. Dengan adanya tegangan diVbe atau tegangan masuk kekaki base sebesar 0,79 Volt (transistor on) maka ada tegangan dari Vcc melewati relay terus melewati kolektor terus ke emitor. Dikarenakan ada arus yang melewati kumparan relay maka switch relay akan bergerak dari kanan kekiri. Dengan sendirinya ada terjadinya loop yang menghidupi motor. Dari batre B2 memberikan suply ke motor dan keindikator lap sehingga motornya hidup, motor akan menggerakkan orang sawah. Sedangkan kaki Q diteruskan kesalah satu kaki gerbang XNOR dan kaki lainnya dihubungkan dengan output gerbang AND yang diNOTkan. Maka output gerbang XNOR = (0 xor 0)'=(0)'=1, output pada gerbang XNOR akan diteruskan kekaki 1 pada IC 74147 (Decoder)

6. Video [Kembali]



7. Download [Kembali]














Aina Malyona -

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)