FATIH MUBAROK 2010952029: Tugas 8.2 (UAS Pribadi): Kontrol Kopi Mager(Malas)

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan [kembali]

a. Mempelajari rangkain Kontrol Kopi Mager(Malas)

b. Mempelajari simulasi Kontrol Kopi Mager(Malas)

c. Mempelajari prinsip kerja Kontrol Kopi Mager(Malas)

2. Alat dan Bahan [kembali]

a. Logic Toggle

[Logic State Source (Momentary Action)]

Spesifikasi dari Toggle adalah :

· Jumlah pin : 6

· Konfigurasi : SPST

· Tipe : Toggle

· Logika : 0-1

b. Sound Sensor

Spesifikasi dari Sound Sensor:

· Tegangan kerja: DC 3.3-5V

· Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan

· Dimensi: 32 x 17 mm

· Indikasi keluaran sinyal

· Output sinyal saluran tunggal

· Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah

· Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara

· Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)

Konfigurasi Sound Sensor :

c. NPN

(Bipolar Transistor Primitive)

Spesifikasi dari NPN :

Konfigurasi NPN :

d. Relay

Spesifikasi Relay:

Konfigurasi relay:

e. Battery

Spesifikasi Battery:

Klasifikasi: Alkaline

Sistem Kimia: Zinc-Manganese Dioxide (Zn / MnO2)

Penunjukan: ANSI 1604A, IEC-6LF22 atau 6LR61

Tegangan Nominal: 9.0 volt

Suhu Operasi: -18 ° C hingga 55 ° C

Berat Khas: 45 gram

Volume Umum: 21 sentimeter kubik

Shelf Life: 5 tahun pada 21 ° C

Terminal: Jepretan Miniatur

Konfigurasi Battery:

f. Resistor

Spesifikasi Resistor:

Konfigurasi Resistor:

g. LED

Spesifikasi LED:

Konfigurasi LED:

h. Ground

i. Sensor Infrared

Spesifikasi dari Sensor Infrared :

· 5VDC Tegangan operasi

· Pin I / O memenuhi standar 5V dan 3.3V

· Rentang: Hingga 20cm

· Rentang penginderaan yang dapat disesuaikan

· Sensor Cahaya Sekitar bawaan

· Arus suplai 20mA

· Lubang pemasangan

Konfigurasi Sensor Infrared :

j. Speaker LS1

(Loudspeaker model [analog])

Spesifikasi dari Speaker adalah :

·         Ukuran Nominal: 20 mm
·         Impedansi: 8 Ohm ± 15% pada 1 KHz 1V
·         Frekuensi resonansi: 750 Hz ± 150 Hz pada 1V
·         Tingkat tekanan suara: 86 dB / w ± 3 dB
·         Respon: 10 dB (maks)
·         Daya input: 0,5W
·         Kapasitas penanganan: 1W
·         Operasi harus normal pada sumber program 0,5W
·         Buzz, derik, dll. Harus normal pada gelombang sinus 2 V
·         Ukuran Magnet: 8 x 1 mm
·         Uji panas: 60 ± 2 ° C
·         Uji kelembaban: 40 ± 2 ° C

k. Motor DC

Spesifikasi Motor DC

Konfigurasi motor DC:

l. Load Cell

Spesifikasi

(Jenis standar poliester yang didukung)

Rentang suhu -300C hingga + 800C

Panjang alat ukur 8 mm

Lebar alat ukur 2 mm

Faktor pengukur 2.1

Panjang alas (tipe tunggal) 13,0 mm

Lebar alas (tipe tunggal) 4,0 mm

Diameter dasar (mawar) 21,0 mm

Spesifikasi

(Miniatur jenis yang didukung poliimida)

Kisaran suhu -30 ° C hingga + 180 ° C

Panjang pengukur 2mm_______ 5mm

Lebar pengukur 1,6 mm_____ 1,8 mm

Faktor pengukur 2.0 _________ 2.1

Panjang dasar (tipe tunggal) 6,0 mm_____ 9,0 mm

Lebar alas (tipe tunggal) 2,5 mm_____ 3,5 mm

Diameter dasar (mawar) 7,5 x 7,5 mm _12 x 12 mm

m. Water Sensor

Spesifikasi Water Sensor

1. Tegangan kerja: 5V

1. Bekerja Saat Ini: <20ma

2. Antarmuka: Analog

3. Lebar deteksi: 40mm × 16mm

4. Suhu Kerja: 10 ℃ ~ 30 ℃

5. Berat: 3g

6. Ukuran: 65mm × 20mm × 8mm

7. Antarmuka yang kompatibel dengan Arduino

8. Konsumsi daya rendah

9. Sensitivitas tinggi

10. Sinyal tegangan keluaran: 0 ~ 4.2V

n. Opamp

Spesifikasi Opamp

1.      Beragam tegangan suplai
2.      Dapat bekerja dari catu daya tunggal
3.      Dua penguat operasional yang dioperasikan secara individual
4.      Gangguan kebisingan rendah di antara op-amp
5.      Lebar Bandwidth (Penguatan Persatuan): 1 MHz
6.      Penguatan Tegangan DC Besar: 100 dB
7.      Tegangan Offset Input Rendah: 2 mV
8.      Rentang tegangan mode umum masukan termasuk arde
9.      Rentang tegangan input diferensial sama dengan tegangan catu daya
10. Kompensasi Frekuensi Internal
11. Operasi Pasokan Tunggal: +3,0 V hingga +32 V.
12. Operasi Pasokan Ganda: + 16V dan -16V
13. Pembuangan Arus Pasokan Sangat Rendah (500µA)
14. Suhu pengoperasian: -25ºC hingga 85ºC
15. Total disipasi daya: 830mW

3. Dasar Teori [kembali]

a. Logic Toggle

berfungsi sebagai untuk memutuskan alur energi yg menyambung ke IC, atau untuk menghubungkannya. Jadi logic toggle pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus alur.

Simbol Logic Toggle di proteus :

b. Sound Sensor

Modul sensor suara memberikan cara mudah untuk mendeteksi suara dan umumnya digunakan untuk mendeteksi intensitas suara. Modul ini dapat digunakan untuk keamanan, sakelar, dan pemantauan aplikasi. Akurasinya dapat dengan mudah disesuaikan untuk kenyamanan penggunaan. Ini menggunakan mikrofon yang memasok input ke amplifier, detektor puncak dan penyangga.

Logo Sound Sensor di proteus:

c. NPN

Transistor NPN adalah 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.

Rumus dari Transitor adalah :

h_FE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor

iB = perubahan arus basis

h_FE = arus yang dicapai

Simbol NPN di proteus :

d. Relay

Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

Kapasitas Pengalihan Maksimum:

Simbol Relay di Proteus:

e. Battery

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).

Simbol battery di proteus:

f. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.

Rumus Resistor:

Seri : R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

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

Paralel: 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n

Dimana :
R_total = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

Simbol Resistor:

g. LED

LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronik yang tidak asing lagi di kehidupan manusia saat ini. LED saat ini sudah banyak dipakai, seperti untuk penggunaan lampu permainan anak-anak, untuk rambu-rambu lalu lintas, lampu indikator peralatan elektronik hingga ke industri, untuk lampu emergency, untuk televisi, komputer, pengeras suara (speaker), hard disk eksternal, proyektor, LCD, dan berbagai perangkat elektronik lainnya sebagai indikator bahwa sistem sedang berada dalam proses kerja, dan biasanya berwarna merah atau kuning. LED ini banyak digunakan karena komsumsi daya yang dibutuhkan tidak terlalu besar dan beragam warna yang ada dapat memperjelas bentuk atau huruf yang akan ditampilkan. dan banyak lagi

Pada dasarnya LED itu merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Rumus mencari resistor pada LED:

R = (V_S – V_L) / I

Dimana :
R = Nilai Resistor yang diperlukan (dalam Ohm (Ω))
V_S = Tegangan Input (dalam Volt (V))
V_L = Tegangan LED (dalam Volt (V))
I = Arus Maju LED (dalam Ampere (A))

Simbol LED di Proteus:

h. Ground

adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde.

Simbol ground di proteus :

i. 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:

Logo Sensor Infrared di proteus:

j. Speaker

Tujuan dari speaker adalah untuk menghasilkan keluaran audio yang dapat didengar oleh pendengarnya. Speaker adalah transduser yang digunakan untuk mengubah gelombang elektromagnetik menjadi gelombang suara. Ini menerima input audio dari komputer atau penerima audio. Input yang diumpankan ke speaker dalam bentuk analog atau digital. Speaker analog hanya memperkuat gelombang elektromagnetik menjadi gelombang suara sedangkan digital pertama-tama mengubah sinyal menjadi analog dan kemudian memperkuatnya.
Suara yang dihasilkan oleh speaker ditentukan oleh frekuensi dan amplitudo, di mana frekuensi menentukan seberapa tinggi atau rendah nada suara tersebut. Amplitudo atau kenyaringan speaker ditentukan oleh perubahan tekanan udara yang dibuat oleh gelombang suara speaker.
Kita semua tahu bahwa, speaker memiliki beberapa parameter berbeda seperti impedansi, penanganan daya, ukuran, respons frekuensi. Di sini, impedansi memberi tahu Anda bahwa berapa banyak arus yang akan mengalir melalui speaker pada tegangan tertentu. Seperti speaker ini memiliki impedansi 8 ohm dan dilengkapi dengan power handling berkapasitas 1W.

Simbol spaker di proteus :

k. Motor DC

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/directunidirectional.

Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

Simbol motor DC di proteus:

l. Load cell

Load Cell adalah alat electromekanik yang biasa disebut Transducer, yaitu gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja, kemudian merubah gaya mekanik menjadi sinyal listrik.

Simbol load cell di proteus:

m. Water Sensor

Water level merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air dengan output analog kemudian diolah menggunakan mikrokontroler. Cara kerja sensor ini adalah pembacaan resistansi yang dihasilkan air yang mengenai garis lempengan pada sensor. Semakin banyak air yang mengenai lempengan tersebut, maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan sebaliknya.

Simbol water sensor di proteus:

n. Opamp

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.

Untuk memulai analisis rangkaian penguat inverting, terapkan hukum Kirchoff arus pada titik cabang A dan asumsi I+ = I- = 0, sehingga gambar rangkaian penguat inverting menjadi seperti Gambar dibawah

Gambar 3 Analisis Rangkaian Penguat Inverting

Dari Gambar . didapatkan persamaan arus yang mengalir pada titik cabang A, sebagai berikut:

Persamaan 1 :

𝐼1 = 𝐼f

Dengan menggunakan teori tegangan titik simpul, persamaan (1) dapat dijabarkan menjadi:

Persamaan 2 :

Karena V+ = 0 dan V- = VA , serta asumsi nilai V+ = V- maka dapat dituliskan nilai VA = 0. Sehingga persamaan (2) menjadi:

Persamaan 3 :

Dengan menyederhanakan persamaan (3), dapat diperoleh persamaan tegangan keluaran dari penguat inverting:

Persamaan 4 :

Jika penguatan merupakan perbandingan antara tegangan keluaran dan tegangan masukan, maka dari persamaan (4) dapat diperoleh penguatan dari penguat inverting yaitu:

Persamaan 5 :

Keterangan:

AV = penguatan tegangan

Vin = tegangan masukan

Vout = Tegangan Keluaran

Simbol opamp di proteus:

4. Langkah-langkah [kembali]

Sound sensor

· Lalu sambungkan logic ke test pin pada sensor

· Lalu sambungkan ground ke GND pada sensor

· Lalu sambungkan positif batrey ke Vcc pada sensor

· Lalu sambungkan resistor ke out pada sensor

· Lalu sambungkan NPN ke resistor

· Lalu sambungkan kaki bawah relay ke kolektor NPN

· Lalu sambungkan emitor NPN ke ground

· Lalu sambungkan positif batrai ke kaki atas relay

· Lalu sambungkan kaki COM relay ke positif battery

· Lalu sambungkan normally open ke motor

· Lalu sambungkan motor ke negatif batrai

· Masukkan program file sound sensor dari library

Infra sensor

· Lalu sambungkan logic ke test pin pada sensor

· Lalu sambungkan ground ke GND pada sensor

· Lalu sambungkan positif batrey ke Vcc pada sensor

· Lalu sambungkan resistor ke out pada sensor

· Lalu sambungkan NPN ke resistor

· Lalu sambungkan kaki bawah relay ke kolektor NPN

· Lalu sambungkan emitor NPN ke ground

· Lalu sambungkan positif batrai ke kaki atas relay

· Lalu sambungkan kaki COM relay (1) ke positif battery

· Lalu sambungkan normally open ke motor

· Lalu sambungkan motor ke ground

· Lalu sambungkan ground ke negatif batrai

· Lalu sambungkan relay (2) ke loop relay sound

· Masukkan program file infra sensor dari library

Water sensor

· Lalu sambungkan power ke pot-hg ke ground.

· Lalu sambungkan pot-hg ke test pin pada sensor

· Lalu sambungkan ground ke GND pada sensor

· Lalu sambungkan positif batrey ke Vcc pada sensor

· Lalu sambungkan resistor ke out pada sensor

· Lalu sambungkan NPN ke resistor

· Lalu sambungkan kaki bawah relay ke kolektor NPN

· Lalu sambungkan emitor NPN ke ground

· Lalu sambungkan positif batrai ke kaki atas relay

· Lalu sambungkan relay wire sumber infrared

· Masukkan program file water sensor dari library

Load Cell

· Lalu sambungkan positif negative batrai ke supply +- pada loadcell

· Lalu sambungkan output ke positif opamp

· Lalu sambungkan output opamp ke resistor

· Lalu sambungkan resistor ke npn

· Lalu sambungkan npn ke coil bawah relay

· Lalu sambungkan sumber ke coil atas relay

· Lalu sambungkan negative opamp ke resistor lalu ke ground

· Lalu sambungkan bawah pothg ke kiri loadcell

· Lalu sambungkan atas dan tengah pot-hg ke negative opamp

· Lalu sambungkan relay wire sumber infrared

5. Rangkaian Simulasi [kembali]

6. Prinsip Kerja Rangkaian [kembali]

Untuk semua sensor, jika berlogic 1 ato terdeteksi oleh sensor, maka dari output akan menuju resistor dan ke basis. Tegangan di basis 0,86 yang menyatakan transistor aktif. Lalu dari sumber dialiri arus menuju relay. Lalu dari relay ke kolektor, lalu dari emitter ke ground. Akibatnya, relay aktif dan membuat switch tertarik.
Rangkaian ini memanfaatkan suara untuk mengaktifkan sound sensor dan membuat motor bergerak. Yang mana motor sebagai escalator. Lalu ketika terdeteksi oleh infrared pertama, akan memberhentikan escalator dan menuangkan kopi bubuk. Lalu loadcell akan mendeteksi berat sesuai yang sudah ditentukan. Maka escalator bergerak lagi. Ketika terdeteksi infrared lagi, maka escalator berhenti dan menuangkan gula. Ketika beratnya sudah tercapai, maka escalator bergerak lagi. Lalu terdeteksi infrared lagi, membuat escalator berhenti dan menuangkan air panas. Water sensor mendetaksi ketinggian air dan membuat air berhenti. Lalu escalator berjalan lagi hingga terdeteksi infrared sebagai titik akhir. Dimana speaker akan berbunyi dan led menyala.

FATIH MUBAROK 2010952029

Tugas 8.2 (UAS Pribadi): Kontrol Kopi Mager(Malas)

No comments:

Post a Comment