TB sensor

[Menuju Akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Download File 

Aplikasi Kontrol Penjernihan dan Pemanasan Wastafel Otomatis

1. Tujuan [kembali]

1. Mempelajari cara kerja sensor yang ada.
2. Mempelajari prinsip kerja Aplikasi Fermentasi Buah untuk Produk Pengolahan menggunakan sensor suhu, sensor ph, sensor gas (co2 dan o2), sensor alkohol, sensor tekanan, sensor kelembapan, sensor massa.
3. Mempelajari simulasi rangkaian Aplikasi Fermentasi Buah untuk Produk Pengolahan menggunakan sensor suhu, sensor ph, sensor gas (co2 dan o2), sensor alkohol, sensor tekanan, sensor kelembapan, sensor massa.

2. Alat dan Bahan [kembali]

•   1. Voltmeter

  

  
  

  DC Voltemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mnegukur tegangan DC. 

  
  

  2. Baterai

  

  
  

       Digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.

    Konfigurasi pin

  

  
  

       Spesifikasi

  

  
  
  2.2 Bahan
  
  1. Resistor
  

  Spesifikasi resistor yang digunakan:

  a. Resistor 10 ohm

  b. Resistor 220 ohm

  c. Resistor 10k ohm

  
  
              Datasheet resistor
  

  
  

   

  
  
  
  2. Logic State
  

  

       

  
  
  3. Transistor NPN
  
  
  
                  Transistor NPN merupakan jenis transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor. Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, dan lain lain. 

      Spesifikasi dan konfigurasi pin:

  
  
  Spesifikasi
  

  
  
  4. Relay
  
  
  
  
  
  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. 
  
  
  

  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
  
  

  Konfigurasi Pin
  

  
  

  

   Datasheet Relay
  

  
  

  
  
  
  5. Dioda
  
  
  
  
  
  
  

  
  
  
  Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).
  
  
  6. LED
                           
   
  
  
  7. 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.
  
  

  
  

   

  
  
  
  
  
  8. Motor DC
  
  
  
  
  
  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. 
  Konfigurasi Pin
  

   Pin 1 : Terminal 1

   Pin 2 : Terminal 2

                  Spesifikasi Motor DC

  
  

  

  
  

    9. 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

   10.  Switch 

  
  

  

  Features 

  • Constant ON resistance for signals ±10V and 100 kHz connection diagram

   • tOFF < tON. break before make action

   • Open switch isolation at 1.0 MHz -50 dB

   • < 1.0 nA leakage in OFF state • TTL. DTL. RTL direct drive compatibility

   • Single disable pin turns all sWitches in package OFF  

  
  

  
  

  11. POWER SUPPLY

3. Dasar Teori [kembali]

• Sensor Gas

  

  • Prinsip Kerja: Menggunakan elemen sensitif yang bereaksi dengan gas tertentu, menghasilkan perubahan resistansi atau tegangan yang dapat diukur.
  • Kategori:
  • Pasif/Aktif: Aktif (memerlukan sumber daya eksternal untuk bekerja).
  • Analog/Digital: Biasanya analog, karena menghasilkan tegangan sebanding dengan konsentrasi gas.
  • Fisika/Kimia/Biologi: Kimia (reaksi dengan molekul gas).
  • Thermal/Mekanis/Optik: Tidak termasuk kategori ini secara langsung.

  Grafik Respon

  

  
  

  Grafik menunjukkan perubahan tegangan (V) yang mengikuti pola osilasi konsentrasi gas, disertai dengan sedikit noise untuk simulasi kondisi nyata.




• Sensor LM35

  

  • Prinsip Kerja: Menggunakan elemen semikonduktor untuk menghasilkan tegangan keluaran yang proporsional dengan suhu.
  • Kategori:
  • Pasif/Aktif: Aktif (memerlukan sumber daya eksternal).
  • Analog/Digital: Analog (menghasilkan tegangan linier terhadap suhu).
  • Fisika/Kimia/Biologi: Fisika (suhu).
  • Thermal/Mekanis/Optik: Thermal.

  Grafik Respon

  

  Grafik menunjukkan tegangan (V) sebagai respon suhu yang berfluktuasi secara sinusoidal terhadap waktu.

• Sensor Loadcell


    

    Sensor Load Cell merupakan sensor yang dirancang untuk mendeteksi tekanan atau berat sebuah beban. Sensor load cell umumnya digunakan sebagai komponen utama pada sistem timbangan digital. Pengukuran yang dilakukan oleh load cell menggunakan prinsip tekanan. Tingkat ke-akurasian suatu timbangan digital tergantung dari jenis dan tipe Load Cell yang dipakai.
    Load cell terdiri dari beberapa tipe, diantaranya adalah Load Cell Double Ended Beam, Load Cell Single Ended Beam, Load Cell S Beam, Load Cell single Point, Load Cell type Canister, dan sebagainya. Load Cell yang paling sederhana adalah load cell yang terdiri dari Bending beam dan strain gauge.



Prinsip Kerja
    Prinsip kerja load cell berdasarkan rangkaian Jembatan Wheatstone. Selama proses penimbangan akan mengakibatkan reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan gaya secara elastis. Gaya yang ditimbulkan oleh regangan ini dikonversi ke dalam sinyal elektrik oleh strain gauge (pengukur regangan) yang terpasang pada load cell.
Strain gauge adalah sebuah konduktor yang diatur sedemikian rupa dengan pola zig-zag dan terdapat di permukaan membrane.     Ketika terjadi peregangan membrane, otomatis resistansinya mengingkat. Strain gauge berfungsi sebagai sensor untuk mengukur berat benda atau barang dalam ukuran besar. Umumnya sensor strain gauge ini terdapat pada jembatan timbang atau timbangan truk (truck scale).
Secara fisik strain gauge berupa grid metal foil cukup tipis yang melekat pada permukaan Load Cell. Akibat adanya beban di load cell maka terjadi strain lalu ditransmisikan ke foil grid. Tahanan dari foil grid ini mengalami perubahan dengan nilai sebanding strain induksi beban.
    Umumnya strain gauge memiliki sensor tipe metal foil dimana proses photoeching kemudian membentuk konfigurasi grid. Prosiesnya sendiri sangat sederhana sehingga bisa dibuat beragam ukuran gauge maupun bentuk grid. Gauge memiliki ukuran terpendek 0.20 mm dan 102 mm untuk ukuran terpanjang. Untuk tahanan standar 350 ohm namun ada juga gauge dengan tahanan 500 ohm - 10.000 ohm untuk kepentingan khusus.



Spesifikasi Kerja

1. Bekerja pada tegangan rendah 5-10 VDC atau 5-10 VAC
2. Ukuran sensor kecil dan praktis
3. Input atau output resistansi rendah
4. Nonlinearitas 0.05%
5. Range temperatur kerja -10^oC sampai +50^oC










• Sensor Kelembapan HIH 5030

  

  • Prinsip Kerja: Menggunakan elemen kapasitif untuk mendeteksi kelembapan relatif udara, menghasilkan tegangan proporsional.
  • Kategori:
  • Pasif/Aktif: Aktif (memerlukan sumber daya eksternal).
  • Analog/Digital: Analog (tegangan berubah dengan kelembapan).
  • Fisika/Kimia/Biologi: Fisika (kelembapan udara).
  • Thermal/Mekanis/Optik: Tidak termasuk kategori ini secara langsung

  Grafik Respon

  
  
  

  Grafik menunjukkan tegangan (V) yang berubah mengikuti variasi kelembapan relatif. 

• 20).  Sensor PH
  

Rentang Pengukuran: 0 hingga 14 pH.

Resolusi: 0.01 pH (standar).

Akurasi: ±0.1 pH atau lebih baik (tergantung model).

Tegangan Operasi: Biasanya 3.3V atau 5V untuk modul sensor berbasis mikrokontroler.

Output Sensor: Analog (tegangan proporsional dengan pH). Digital (RS485, Modbus, atau I2C untuk sensor industri).

Suhu Operasional: Biasanya 0°C hingga 60°C (untuk sensor standar). Sensor industri dapat bekerja hingga 100°C dengan kompensasi suhu.

Material Elektroda: Kaca khusus tahan terhadap larutan korosif. Bodi pelindung berbahan plastik atau stainless steel untuk aplikasi berat

 

• Resistor

Resistor atau disebut juga dengan hambatan adalah komponen  elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengukur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan dari resistor adalah ohm. Nilai resistor biasanya diawali dengan kode angka ataupun gelang warna yang tedpat di badan resistor. Hambatan resistor disebut juga dengan resistansi. 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 :

Op-Amp

Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)
c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

Amplifier Operasional:

Penguat Pembalik:

Istilah berikut digunakan dalam rumus dan persamaan untuk Penguatan Operasional.

·         R f  = Resistor umpan balik

·         R in  = Resistor Masukan

·         V in = Tegangan masukan

·         V keluar  = Tegangan keluaran

·         Av  = Penguatan Tegangan

Penguatan tegangan:

Gain loop dekat dari penguat pembalik diberikan oleh;

Tegangan Keluaran:

Tegangan keluaran tidak sefasa dengan tegangan masukan sehingga dikenal sebagai  penguat pembalik .

Penguat Penjumlahan:

 

Tegangan Keluaran:

Output umum dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;

Jumlah Tegangan Input Amplifikasi Terbalik:

jika resistor inputnya sama, outputnya adalah jumlah tegangan input yang diskalakan terbalik,

Jika R 1  = R 2  = R 3  = R n  = R

Output yang Dijumlahkan:

Ketika semua resistor dalam rangkaian di atas sama, outputnya adalah jumlah terbalik dari tegangan input.

Jika R f  = R 1  = R 2  = R 3  = R n  = R;

V keluar  = – (V 1  + V 2  + V 3  +… + V n )

Penguat Non-Pembalik:

Istilah yang digunakan untuk rumus dan persamaan Penguat Non-Pembalik.

·         R f  = Resistor umpan balik

·         R = Resistor Tanah

·         V masuk = Tegangan masukan

·         V keluar  = Tegangan keluaran

·         Av  = Penguatan Tegangan

Keuntungan Penguat:

Gain total penguat non-pembalik adalah;

Tegangan Keluaran:

Tegangan output penguat non-pembalik sefasa dengan tegangan inputnya dan diberikan oleh;

Unity Gain Amplifier / Buffer / Pengikut Tegangan:

Jika resistor umpan balik dilepas yaitu R f  = 0, penguat non-pembalik akan menjadi pengikut / penyangga tegangan 

Penguat Diferensial:

Istilah yang digunakan untuk rumus Penguat Diferensial.

·         R f  = Resistor umpan balik

·         R a  = Resistor Input Pembalik

·         R b  = Resistor Input Non Pembalik

·         R g  = Resistor Ground Non Pembalik

·         V a = Tegangan input pembalik

·         V b = Tegangan Input Non Pembalik

·         V keluar  = Tegangan keluaran

·         Av  = Penguatan Tegangan

Keluaran Umum:

tegangan keluaran dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;

Keluaran Diferensial Berskala:

Jika resistor R f  = R g   & R a  = R b  , maka output akan diskalakan perbedaan dari tegangan input;

Perbedaan Penguatan Persatuan:

Jika semua resistor yang digunakan dalam rangkaian adalah sama yaitu R a  = R b  = R f  = R g  = R, penguat akan memberikan output yang merupakan selisih tegangan input;

V keluar  = V b  – V a

Penguat Pembeda

 

Penguat Operasional jenis ini memberikan tegangan output yang berbanding lurus dengan perubahan tegangan input. Tegangan keluaran diberikan oleh;

Input gelombang segitiga => Output gelombang persegi panjang

Input gelombang sinus => Output gelombang kosinus

Penguat Integrator

 

Penguat ini memberikan tegangan keluaran yang merupakan bagian integral dari tegangan masukan.

• Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan eletron selama waktu tertentu atau komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik yang terdiri dari dua konduktor dan dipisahkan oleh dua penyekat tiap konduktor disebut keeping  

beberapa fungsi kapasitor diantaranya:

1. Fungsi kapasitor sebagai kopling penghubung antara rangkaian. Kopling kapasitor akan memblok tegangan DC dan mengalirkan sinyal AC.
2. Sebagai penyaring atau filter untuk meredam tegangan ripple pada rangkaian power supply.
3. Sebagai peredam noise pada rangkaian.
4. Kapasitor sebagai penghemat daya listrik PLN.
5. Sebagai pelindung saklar dari loncatan api pada saat terhubung terutama pada tegangan tinggi.

• Ground

Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.

Kegunaan ground

1. Titik kembalinya arus atau sinyal listrik
2. Pelindung terhadap gelombang elektromagnetik dari udara sekitar
3. Pengaman setrum jika ada kerusakan (ground sesungguhnya)
4. Titik patokan (referensi) tegangan atau sinyal dari berbagai titik di rangkaian
5. Menghilangkan dengung pada penguat audio
6. Mengurangi noise pada penguat audio (amplifier)dll

• Baterai 

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.

Prinsip operasi

Baterai mengubah energi kimia lansung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit

• Transistor NPN

Istilah PNP dan NPN diambil dari polaritas arus yang bekerja pada transistor. NPN artinya tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negative dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberikan arus positif pada basisnya.

Sebalknya transistor PNP  mengalirkan arus dari emitor menuju kolektor. Emitor difungsikan sebagai input dan kolektor sebagai outpurnya jika nasisnya dialiri arus negative

• Sensor gas

Sensor Asap MQ2 di gunakan sebagai sensor deteksi Alkohol, H2, LPG, CH4, CO, Asap, dan Propane, Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain. sangat penting untuk menghindari kejadian-kejadian yang dapat mengancam nyawa pekerja maupun hewan atau tumbuhan yang berada di sekitar area tersebut, karena beberapa jenis gas bisa sangat membahayakan.

Sensor gas dapat membaca segala jenis gas yang mematikan, seperti gas yang mudah terbakar, gas beracun, gas yang dapat menimbulkan ledakan, dn jika adanya gejala pengurangan oksigen. Sensor ini dapat kita temui di berbagai jenis perusahaan dan tempat, seperti tambang minyak dan sebagainya, alat ini juga mungkin terdapat di stasiun pemadam kebakaran. Biasanya alat ini menggunakan batere untuk beroperasi. Alat ini mengirimkan sinyal peringatan menggunakan suara atau gambaran, seperti sinar lampu flashlight ataupun alarm yang bersuara nyaring saat terdapat konsentrasi gas yang dapat membahayakan bagi area tersebut. Saat alat ini merasakan konsentrasi gas yang membahayakan melebihi level yang telah di atur pada alat tersebut, alarm atau sinyal akan diaktifkan. Pada awalnya, detektor diproduksi untuk mendeteksi hanya satu jenis gas, tetapi alat sensor modern dapat mendeteksi beberapa gas beracun atau mudah terbakar, atau bahkan kombinasi dari kedua jenis.

Sensor gas dapat di golongkan dari cara pengerjaannya (semikonduktor, oksidasi, katalis, infrared, dan lain sebagainya). Ada dua jenis sensor gas, yaitu sensor gas portable dan sensor gas yang terpasang. Jenis sensor yang pertama merupakan alat sensor yang dapat di gunakan selagi berkeliling, yang biasanya di pasang di saku, sabuk atau topi pegawai. Jenis sensor ke dua yaitu alat sensor yang telah terpasang, biasanya alat sensor ini di pasang di dekat ruang control, dan biasanya dapat membaca lebih dari satu jenis gas yang berbahaya

• LED

LED atau singkatan dari light emmiting diode merupakan alat yang mengeluarkan cahaya, dalam hal ini kita menggunakan sebagai indicator, apakah rangkaiannya berfungsi atau tidak. Pemasangan kutub pada LED tidak boleh terbalik karena apabila kutubnya terbalik maka LED tersebut tidak akan menyala.LED memiliki karakteristik yang berbeda-beda menurut watna yang dihasilkan. Semakain tinggi arus yang mengalir pada LED maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan adalah 10 mA – 20 mA dam pada tegangan 1.6 V – 3.5 V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari tersebut maka LED akan terbakar.

• Relay

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat  pada batang besi atau solenoid di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi  pada solenoid sehingga kotak saklar akan menutup. Pada saat rus dihentikan, gaya magnet akan dihentikan, gaya magnet akan hilang. Tuas akan kembali ke posisi semuladan kontak saklar kembali terbuka.relay biasanya digunakan untuk menggerakan arus atau tegangan yang besar

Pada dasarnya relay terdiri  dari 4 komponen dasar yaitu:

1. Electromagnet
2. Armature
3. Switch contact point (saklar)
4. Spring

Kontak poin relay terdiri atas dua yaitu :

1.Normally close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan  akan selalu berada di posisi close

2. Normally open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan  akan selalu berada di posisi open

• Logicstate

Adalah suatu ensitas dalam elektronika dan matematika boelan  yang mengubah satu atau beberapa masukan logik  menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Logictate atau gerbang logika terutama diimlementasika secara elektronis menggunakan diode atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-konponen yang memanfaatkan sifat sifat eletromagnetik, cairan, optic, bahkan mekanik.

• Motor

Terdiri atas dua bagian utama yaitu rotor dan stator. Pada tator terdapat lilitan atau magnet permanen , sedangkan rotor adalah bagian yang dialiri dengan sumber arus DC. Arus yang melalui medan magnet inilah yangdapat menyebabkan rotor dapat berputar . arah gaya electromagnet 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.

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, terdiri dari kumparan jangkar. Pada prinsipnya motor 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 sebaliknya. Karena kutub utara dan selatan kumparan bertemu 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.

4. Rangkaian [Kembali]

Berikut adalah versi yang lebih lengkap dan detail dari narasi Anda:

---

A. Langkah-langkah

1. Persiapan Alat dan Bahan:
   Pastikan semua alat dan bahan yang diperlukan telah disiapkan, seperti sensor (Touch Sensor, Water Level Sensor, pH Sensor, Turbidity Sensor, dan Sensor Suhu), rangkaian penguat (op-amp), transistor, relay, motor penggerak, dan sumber daya.

2. Penyusunan Komponen:
   Letakkan semua komponen sesuai dengan diagram rangkaian yang telah dirancang. Pastikan setiap komponen ditempatkan dengan benar untuk memudahkan koneksi antar bagian.

3. Penyambungan Rangkaian:
   Sambungkan semua komponen menggunakan kabel penghubung sesuai dengan diagram.

   • Hubungkan sensor ke input penguat (op-amp).
   • Pastikan koneksi dari sensor ke sistem kontrol (encoder atau mikrokontroler) dilakukan dengan benar.
   • Sambungkan output ke relay dan motor penggerak sesuai kebutuhan.

4. Pemeriksaan Rangkaian:
   Periksa kembali seluruh koneksi untuk memastikan tidak ada jalur yang salah atau longgar. Pastikan juga tidak ada hubungan pendek.

5. Pengujian Sistem:
   Nyalakan sistem untuk memulai pengoperasian. Lakukan uji coba setiap komponen untuk memastikan sensor bekerja sesuai dengan fungsi masing-masing.

---

B. Prinsip Kerja Sistem Penjernihan Air Minum Otomatis

Sistem penjernihan air minum otomatis ini bekerja dengan memantau dan mengendalikan beberapa parameter penting menggunakan sensor utama. Sistem memastikan air yang dihasilkan aman, bersih, dan sesuai dengan standar kualitas air minum. Berikut penjelasan lengkap untuk setiap komponen:

1. Touch Sensor (Sensor Sentuh)

   • Sensor ini digunakan sebagai tombol utama untuk mengaktifkan dan menonaktifkan seluruh sistem.
   • Saat sensor disentuh, rangkaian diaktifkan, dan sistem mulai bekerja secara otomatis. Jika disentuh kembali, sistem akan berhenti beroperasi.

2. Water Level Sensor (Sensor Ketinggian Air)

   • Sensor ini memantau ketinggian air di dalam tangki.
   • Kondisi:
     • Jika air di bawah batas minimum, pompa air akan otomatis aktif untuk mengisi tangki.
     • Jika air mencapai batas maksimum, pompa akan otomatis mati untuk mencegah tumpahan.

3. Temperature Sensor (Sensor Suhu)

   • Sensor ini memantau suhu air di dalam tangki.
   • Kondisi:
     • Jika suhu air terlalu rendah (di bawah 25°C), pemanas akan aktif untuk meningkatkan suhu.
     • Jika suhu terlalu tinggi (di atas 35°C), pendingin akan aktif untuk menurunkan suhu, menjaga suhu air tetap dalam rentang optimal (25–35°C).

4. pH Sensor

   • Sensor ini memantau tingkat keasaman air.
   • Kondisi:
     • Jika pH air di bawah 6,5 (terlalu asam), sistem akan mengaktifkan pompa larutan alkali untuk menyeimbangkan keasaman.
     • Jika pH di atas 8 (terlalu basa), sistem akan mengaktifkan pompa larutan asam untuk menyeimbangkan pH.
     • Sistem memastikan pH air berada di kisaran 6,5–8 sebelum air dialirkan lebih lanjut.

5. Turbidity Sensor (Sensor Kekeruhan)

   • Sensor ini mendeteksi tingkat kekeruhan air.
   • Kondisi:
     • Jika air terlalu keruh (kekeruhan di atas ambang batas), sistem akan mengaktifkan filter tambahan untuk menjernihkan air.
     • Setelah tingkat kekeruhan turun di bawah ambang batas, air baru akan dialirkan ke tangki penampungan.

---

C. Integrasi Sistem

1. Pengolahan Data Sensor:
   Data dari masing-masing sensor diolah menggunakan op-amp atau mikrokontroler untuk menghasilkan sinyal kontrol. Misalnya:

   • Sensor suhu (LM35) menghasilkan tegangan keluaran yang sebanding dengan suhu. Tegangan ini dibandingkan dengan tegangan referensi menggunakan op-amp untuk memutuskan apakah pemanas atau pendingin perlu diaktifkan.
   • Sensor pH menghasilkan sinyal tegangan yang dibandingkan dengan nilai referensi untuk menentukan apakah air terlalu asam atau terlalu basa.

2. Aktivasi Komponen Pendukung:
   Output dari setiap sensor diteruskan ke transistor dan relay untuk mengontrol perangkat seperti pompa, pemanas, pendingin, atau filter.

   • Transistor bertindak sebagai saklar elektronik untuk mengaktifkan atau menonaktifkan relay.
   • Relay menghubungkan perangkat ke sumber daya hanya ketika kondisi yang sesuai terpenuhi.

3. Efisiensi dan Keamanan:
   Sistem dilengkapi dengan indikator LED untuk menunjukkan status operasi (misalnya, LED hijau untuk filter aktif, LED merah untuk kondisi abnormal). Jika terjadi anomali seperti suhu ekstrem atau ketinggian air yang tidak sesuai, sistem akan otomatis mengambil tindakan seperti menghentikan operasi atau mengeluarkan peringatan.

---

D. Skema Logika Operasi

1. Suhu dan Kelembapan (2 Sensor, 1 Output):

• Jika 6,5 > ph >8,5  dan turbidity < 5 NTU, sistem mengaktifkan pompa air.
• Jika tidak memenuhi keadaan diatas sistem tidak mengaktifkan pompa.

1. suhu(1 Sensor, 2 Output):

   • Jika suhu < 30 derajat, sistem mengaktifkan penghangat air.
   • Jika suhu > 50, sistem mengaktifkan pendingin air.

2. water flow sensor (lebih dari 1 kondisi):

   • Jika air terlalu keruh, filter tambahan diaktifkan.
   • Jika air terlalu sedikit, pompa pengisi diaktifkan.
   • Jika air terlalu banyak, pompa otomatis berhenti.

---

E. Kesimpulan

Rangkaian penjernihan air minum otomatis ini dirancang untuk bekerja secara mandiri tanpa intervensi manusia. Dengan memanfaatkan kombinasi sensor, op-amp, transistor, dan relay, sistem ini dapat:

1. Memantau dan menyesuaikan parameter penting seperti pH, suhu, kekeruhan, dan ketinggian air.
2. Mengaktifkan perangkat pendukung hanya jika diperlukan, meningkatkan efisiensi energi.
3. Menyediakan air minum yang aman, bersih, dan sesuai standar kualitas air.

5. Video [Kembali]

6. Download File [Kembali]

File Rangkaian Klik Disini

DataSheet Sensor LDR Klik Disini 

DataSheet Resistor 10k  Klik disini 

DataSheet Dioda Klik disini

DataSheet Motor DC Klik disini 

DataSheet Switch Klik Disini

DataSheet 7 segment Klik Disini 

DataSheet Potensiometer Klik Disini

DataSheet Baterai Klik Disini

DataSheet OpAmp Klik Disini 

Terima Kasih Telah membaca

[Kembali ke atas]