SOAL NOMOR 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

   c) Video Simulasi

6. Download File

  1. Pendahuluan[kembali]

   Penetasan telur ular python memerlukan kondisi lingkungan yang sangat stabil, terutama dalam hal suhu dan kelembapan. Perubahan kecil pada parameter tersebut dapat memengaruhi tingkat keberhasilan penetasan. Oleh karena itu, penggunaan sistem kontrol otomatis dalam inkubator menjadi penting untuk menjaga lingkungan tetap ideal sepanjang masa inkubasi.

    Dalam tugas ini, dirancang sebuah rangkaian aplikasi kontrol inkubator untuk telur ular python dengan menggunakan sensor analog dan digital. Sensor analog seperti sensor suhu LM35 digunakan untuk memantau suhu secara akurat, sedangkan sensor digital seperti sensor kelembapan atau sensor pintu digunakan untuk mendeteksi kondisi biner (terbuka/tertutup, basah/kering). Sistem ini dirancang agar mengambil keputusan berdasarkan kombinasi dari dua atau lebih sensor, misalnya pemanas menyala hanya jika suhu turun di bawah ambang batas dan kelembapan terlalu rendah — dan akan mati saat kedua parameter kembali normal.

    Dengan sistem kontrol ini, lingkungan inkubasi dapat dijaga secara otomatis dan optimal, meningkatkan peluang penetasan telur ular python secara sukses dan efisien tanpa pengawasan terus-menerus.

  2. Tujuan[kembali]

1. Merancang sistem kontrol otomatis inkubator untuk menjaga kestabilan suhu dan kelembapan sesuai kebutuhan penetasan telur ular python.
2. Mengintegrasikan sensor analog dan digital untuk memantau kondisi lingkungan secara akurat dan real-time.
3. Menerapkan logika kontrol berbasis kombinasi dua sensor atau lebih, untuk mengatur kerja komponen output seperti pemanas, kipas, atau alarm.
4. Meningkatkan efisiensi dan efektivitas proses inkubasi tanpa memerlukan pengawasan manual secara terus-menerus.
5. Mendukung keberhasilan penetasan telur ular python melalui pengendalian kondisi lingkungan yang konsisten dan presisi.

  3. Alat dan Bahan[kembali]

A. Alat

    Instrument

1. Voltmeter

    Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besara tegangan atau beda potensial listrik antara dua titik pada suatu rangkaian listrik yang dialiri arus listrik. Pada alat ukur voltmeter ini biasanya ditemukan tulisan voltmeter (V), milivoltmeter (mV), mikrovoltmeter, dan kilovolt (kV). Sekarang ini, voltmeter ditemukan dalam dua jenis yaitu voltmeter analog (jarum penunjuk) dan voltmeter digital. Voltmeter memiliki batas ukur tertentu, yakni nilai tegangan maksimum yang dapat diukur oleh voltmeter tersebut.

Spesifikasi :

1. Angka rangkuman masukan biasanya di mulai dari ± 1,000000 V hingga s/d ± 1000, 000 V (Metode pemilihan rangkuman dilakukan dengan cara otomatis dan indikasi beban lebih).
2. Ketelitian mutlak tercatat mencapai ± 0,005 persen dari pembacaan yang sudah dilakukan.
3. Angka stabilitas untuk jangka pendek sebesar 0,002 persen dari pembacaan (periode 24 jam). Sedangkan untuk jangka panjang sebesar 0,008 persen pembacaan (periode 6 bulan).
4. Resolusi untuk 1 bagian dalam 106 yaitu 1 μV bisa dibaca pada rangkuman dari masukan 1 V.
5. Karakteristik masukannya yaitu tahanan masukan khas sebesar 10 MΩ dengan kapasitas masukan 40 pF.
6. Kalibrasi yang standar (internal) tidak tergantung pada rangkaian ukuran yang mana telah diperoleh dari sumber referensi yang sudah stabil.
7. Ada beberapa sinyal keluaran seperti perintah mencetak.

Generator daya

1. Generator dc

    Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah.

Spesifikasi: 

1. Non gearbox
2. Speed : 2750 rpm
3. Output : DC 12V
4. Arus : 35A
5. Built-in regulator
6. Dimensi body : panjang 11,5 cm x diameter 9,75 cm
7. Berat : 2,6 kg
8. Kondisi : second berkualitas

2. Baterai

    Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat mengubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. 

Spesifikasi dan Pinout Baterai

1. Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
2. Output voltage: dc 1~35v
3. Max. Input current: dc 14a
4. Charging current: 0.1~10a
5. Discharging current: 0.1~1.0a
6. Balance current: 1.5a/cell max
7. Max. Discharging power: 15w
8. Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
9. Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
10. Ukuran: 126x115x49mm
11. Berat: 460gr

B. Bahan

1. Resistor

    Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm.

    Spesifikasi dari Resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan ke dalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu.

Spesifikasi

    Resistor adalah komponen elektronika pasif yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Bila kita menginginkan arus yang besar maka kita pasang resistor yang nilai resistansinya kecil, mendekati nol atau sama dengan nol atau tidak dipasang sama sekali dengan demikian arus tidak lagi dibatasi. Resistor berfungsi sebagai  Penghambat arus listrik, Sebagai tahanan arus listrik agar listrik yang melewati resistor di hambat melalui karbon yang berada di dalam tubuh resistor menjadi di perkecil apabila resistansinya besar, Sebagai tahanan arus listrik agar listrik yang melewati resistor di hambat melalui karbon yang berada di dalam tubuh resistor menjadi di perkecil apabila resistansinya besar.

2. Dioda 1N4002

Spesifikasi :

3. Transistor BC547

Spesifikasi

1. Type - NPN
2. Collector-Emitter Voltage: 35 V
3. Collector-Base Voltage: 35 V
4. Emitter-Base Voltage: 5 V
5. Collector Current: 2.5 A
6. Collector Dissipation - 10 W
7. DC Current Gain (hfe) - 100 to 200
8. Transition Frequency - 160 MHz
9. Operating and Storage Junction Temperature Range -55 to +150 °C
10. Package - TO-126

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. Op-Amp LM124

    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. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Konfigurasi LM124

Komponen Input

1. Vibration Sensor

Vibration Sensor

    Sensor getaran adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik. Sensor ini disebut juga cassing measurement. Sensor yang digunakan adalah sensor seismic transduser, yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan percepatan.

Konfigurasi Pin Sensor Vibration :

Spesifikasi sensor

Grafik Respon Sensor

Grafik Sensor

2. Sound Sensor

    Sound sensor adalah sensor yang berfungsi mendeteksi suara. Module ini bekerja berdasarkan prinsip kekuatan gelombang suara yang masuk. Di mana gelombang suara tersebut mengenai membran sensor, yang berefek pada bergetarnya membran sensor. Dan pada membran tersebut terdapat kumparan kecil yang dapat menghasilkan besaran listrik.

Grafik Sensor Suara

Spesifikasi

3. Sensor Suhu (LM 35)

    Sensor suhu LM35 adalah sensor analog yang digunakan untuk mengukur suhu dalam satuan derajat Celsius. LM35 menghasilkan tegangan keluaran yang sebanding (linier) dengan suhu yang terukur, yaitu sebesar 10 mV untuk setiap 1°C. Misalnya, jika suhu 30°C, maka output-nya adalah 300 mV.

    LM35 memiliki keunggulan seperti akurasi tinggi, tidak memerlukan kalibrasi eksternal, dan konsumsi daya rendah. Sensor ini banyak digunakan dalam proyek elektronik, sistem monitoring suhu, dan alat pengatur suhu otomatis, karena mudah dihubungkan ke mikrokontroler atau rangkaian analog seperti op-amp.

Grafik Respon Sensor

Karakteristik

1. Tipe Output: Analog (tegangan)
2. Skala Output: 10 mV/°C (contoh: 25°C → 250 mV)
3. Rentang Pengukuran:
4. LM35: 0°C hingga +100°C
5. LM35C atau LM35D: -40°C hingga +110°C (tergantung tipe)
6. Tegangan Operasi: 4V hingga 30V DC
7. Akurasi: ±0.5°C pada 25°C
8. Respon Linier: Perubahan suhu menghasilkan perubahan tegangan secara linier
9. Konsumsi Arus: Rendah, sekitar 60 μA
10. Kalibrasi: Tidak memerlukan kalibrasi eksternal
11. Keluaran Langsung dalam Celsius: Tidak perlu konversi tambahan
12. Fisik: Dikemas seperti transistor kecil (TO-92), mudah digunakan pada breadboard atau PCB
13. Komponen Output

Pin out 

4. Sensor Berat (Load Cell)

    Sensor berat adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur massa atau beban suatu objek dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat dibaca oleh sistem elektronik. Sensor ini umumnya menggunakan prinsip kerja strain gauge, di mana perubahan tekanan atau gaya pada permukaan sensor menyebabkan perubahan resistansi, lalu diubah menjadi tegangan atau arus listrik.

    Sensor berat sering digunakan dalam timbangan digital, sistem deteksi beban, dan berbagai aplikasi industri maupun otomatisasi, termasuk pemantauan berat telur atau hewan dalam inkubator atau sistem pemeliharaan.

Grafik Sensor Berat

Karakteristik 

1. Output: Analog (mV), perlu modul seperti HX711.
2. Rentang: Tersedia dalam berbagai kapasitas (misal 1–10 kg).
3. Akurasi: Tinggi, mampu deteksi perubahan berat kecil.
4. Prinsip Kerja: Menggunakan strain gauge.
5. Tegangan: Umumnya 5V (dengan modul penguat).

5. Sensor Kelembaban (HIH-5030)

    Sensor HIH-5030 adalah sensor kelembapan udara (humidity) tipe analog buatan Honeywell, yang digunakan untuk mengukur kelembapan relatif (RH – Relative Humidity) di lingkungan sekitar. Sensor ini menghasilkan sinyal tegangan analog yang proporsional terhadap tingkat kelembapan, sehingga mudah dibaca oleh mikrokontroler seperti Arduino.

    HIH-5030 memiliki keunggulan dalam hal akurasi, stabilitas, dan konsumsi daya rendah, sehingga cocok digunakan dalam aplikasi seperti sistem kontrol inkubator, alat pemantau cuaca, dan perangkat elektronik lingkungan lainnya.

Grafik Sensor 

Karakteristik 

1. Output: Analog (tegangan proporsional terhadap kelembapan).
2. Rentang Pengukuran: 0% – 100% RH.
3. Tegangan Operasi: 2.7V – 5.5V.
4. Akurasi: ±3,5% RH (tipikal).
5. Respon Cepat dan konsumsi daya rendah.
6. Kompak dan mudah digunakan dengan mikrokontroler.

Komponen Output

1. LED   

           

       Komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Konfigurasi pin

-Pin 1 : Positive Terminal Of Led

-Pin 2 : Negative Terminal Of Led

Spesifikasi 

1. Superior Weather Resistance
2. 5mm Round Standard Directivity
3. Uv Resistant Eproxy
4. Forward Current (If): 30ma
5. Forward Voltage (Vf): 1.8v To 2.4v
6. Reverse Voltage: 5v
7. Operating Temperature: -30℃ To +85℃
8. Storage Temperature: -40℃ To +100℃
9. Luminous Intensity: 20mcd

Tegangan LED menurut warna:

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

2. Relay

    Relay adalah komponen elektronika berupa sakelar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas sakelar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak sakelar akan menutup. Pada saat arus hentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak sakelar kembali terbuka. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus / tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 A / AC 220 V) dengan memakai arus / tegangan yang kecil (misalnya 0.1 A / 12 Volt DC). 

Gambar Bentuk dan Simbol Relay

Gambar bentuk dan Simbol relay

Spesifikasi 

Konfigurasi pin

3. Motor DC

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa 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.

Konfigurasi pin

Spesifikasi

4. Buzzer

    Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm. Juga bisa digunakan sebagai indikasi suara. Buzzer adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser. Sederhananya buzzer mempunyai 2 buah kaki yaitu positif dan negatif. Untuk menggunakannya secara sederhana kita bisa memberi tegangan positif dan negatif 3 - 12V.

Buzzer

  4. Dasar Teori[kembali]

OP-AMP

1. Op Amp Sebagai Penguat Non Inverting

    Penguat Non Inverting adalah suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkaan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa dengan sinyal inputannya, hasil dari sinyal input dan output rangkaian non inverting dapat dilihat pada Gambar 1. Pada dasarnya penguat non inverting digunakan sebagai pengkondisi sinyal inputan sensor yang terlalu kecil sehingga dibutuhkan penguatan untuk diproses. intinya penguat non inverting ke balikkan dari penguat inverting.

Gambar 1 Rangkaian Penguat Non Inverting

Keterangan Gambar

    Vin : Tegangan Masukan

    Vout : Tegangan Keluaran

    Rg : Resistansi ground 

    Rf : Resistansi feedback

Gambar 2 Sinyal Input dan Output Penguat Non Inverting

Fungsi Penguat Non Inverting

    Fungsi dari penguat non inverting kurang lebih sama dengan penguat inverting hanya saja polaritas output yang dihasilkan sama dengan sinyal inputnya. Keluaran sensor dan tranduser pada umumnya mempunyai tegangan yang sangat kecil hingga mikro volt, sehingga diperlukan penguat dengan impedansi masukan rendah.  Rangkaian penguat non inverting akan menerima arus atau tegangan dari tranduser sangat kecil dan akan membangkitkan arus atau tegangan yang lebih besar

Rumus Op Amp Non Inverting

Gambar 3 Penjabaran Rangkaian Penguat Non Inverting untuk mempermudah penurunan rumus

Rumus mencari tegangan output yaitu:

Rumus mencari besar penguatannya yaitu sebagai berikut:

 

Op-amp sebagai voltage follower

    Op-Amp Voltage Follower (atau dikenal juga sebagai Unity-gain Amplifier atau Buffer Amplifier) adalah rangkaian Op-Amp yang memiliki penguatan atau gain (A) tegangan sebesar 1x. Dengan kata lain, Op-Amp tidak memberikan amplifikasi ataupun atenuasi terhadap sinyal inputnya. Yang artinya keluaran dari Op-Amp sama dengan masukannya.

Rangkaian Op-Amp Voltage Follower.

Cara Kerja Rangkaian Op-Amp Voltage Follower.

b. Resistor

    Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=I R).

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:

1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama

2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua

3. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10(10^n)

Resistor di pasaran

c.  Dioda 1N4002

    Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.

Dalam ilmu fisika dioda digunakan untuk penyeimbang arah rangkaian elektronika. Elektronika memiliki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor. Sehingga anode dapat menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tetapi tika sebaliknya katoda ke anoda.

Dioda digambarkan seperti sebuah switch/saklar dimana saklar tersebut hanya akan bekerja di beri tegangan atau arah arus sesuai dengan polaritas kaki ioda itu sendiri. Pada arah bias maju, bias kaki anoda diberikan tegangan (+) dan tegangan (-) pada katoda maka dioda akan dapat mengalirkan arus pada satu arah. Sedangkan pada arah arus mundur bias dimana kaki anoda diberi tegangan (-) dan tegangan (+) pada katoda maka saklar menjadi terbuka atau saklar OFF.

d. Transistor BC547

    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.

Jenis-jenis Transistor Bipolar

Transistor Bipolar terdiri dari dua jenis yaitu Transistor NPN dan Transistor PNP. • 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.

• Transistor PNP adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan negatif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Emitor ke Kolektor.

Rumus

3 konfigurasi transistor bipolar

Cara mengukur transistor bipolar

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.

Karakteristik output

    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

e. Op-Amp LM124

    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, di antaranya:

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)

Rangkaian dasar Op-Amp

Konfigurasi PIN

Spesifikasi:

Respons karakteristik kurva I-O:

f. Vibration Sensor

    Sensor getaran adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik. Sensor ini disebut juga cassing measurement. Sensor yang digunakan adalah sensor seismic transduser, yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan percepatan.

Grafik Respon Sensor

Grafik Sensor

g. Sound Sensor

    Sound sensor adalah sensor yang berfungsi mendeteksi suara. Module ini bekerja berdasarkan prinsip kekuatan gelombang suara yang masuk. Di mana gelombang suara tersebut mengenai membran sensor, yang berefek pada bergetarnya membran sensor. Dan pada membran tersebut terdapat kumparan kecil yang dapat menghasilkan besaran listrik.

Grafik Sensor Suara

  5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

    b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

        

1. Sensor Kelembaban (HIH-5030)

Prinsip Kerja :

Sensor kelembaban pertama, ketika kelembaban turun dan arus keluar dari Vout sensor sebesar 3,5 V, sinyal ini masuk ke resistor R1 lalu ke input non-inverting dari op-amp, yang berfungsi sebagai komparator. Op-amp membandingkan sinyal dari sensor dengan tegangan referensi yang diatur menggunakan potensiometer. Karena tegangan sensor lebih rendah dari Vref, maka output op-amp menjadi tinggi, yaitu sekitar 5 V, dan sinyal ini masuk ke kaki basis transistor pada rangkaian fixed bias.

Tegangan ini cukup untuk mengaktifkan transistor, sehingga arus dari power supply mengalir melalui relay dan masuk ke kaki kolektor transistor, kemudian mengalir ke kaki emitor dan diteruskan ke ground. Karena arus melewati relay, maka saklar pada relay berpindah posisi ke kiri, sehingga arus dari baterai masuk ke motor dan LED indikator.

2. Sensor Berat (Load Cell)

Prinsip Kerja :

Sensor berat pertama, ketika berat telur lebih dari 2 kg, sinyal dari strain gauge yang terhubung ke rangkaian Wheatstone Bridge akan menghasilkan tegangan output sekitar 0,5 V. Tegangan ini masuk ke rangkaian penguat diferensial (komparator non-inverting Vref+) melalui resistor R9 dan dibandingkan dengan tegangan referensi Vref sebesar 0,4 V yang diatur menggunakan potensiometer.Karena V1 > V2, maka output op-amp U2 akan naik menjadi sekitar 5 V. Tegangan ini diteruskan ke kaki basis transistor Q2 pada konfigurasi fixed bias NPN melalui resistor R12. Karena tegangan sudah cukup untuk mengaktifkan transistor, arus dari power supply akan mengalir melewati relay RL4, masuk ke kaki kolektor dan keluar melalui kaki emitor menuju ground. Dengan arus yang melewati relay, maka saklar relay akan berpindah posisi ke kiri. Hal ini menyebabkan arus dari baterai B4 mengalir ke lampu indikator D3, sehingga lampu menyala. Nyala lampu hijau menandakan bahwa berat telur telah melebihi 2 kg.

3. Sensor Suhu (LM 35)

Prinsip Kerja :

Sensor suhu pertama, yaitu LM35, ketika suhu ruangan melebihi 30°C, maka tegangan keluarannya meningkat dan masuk ke input non-inverting op-amp U1 melalui R1. Tegangan referensi disetel melalui potensiometer (Vref), dan jika tegangan dari LM35 lebih besar dari Vref, maka output op-amp akan naik sekitar 5V. Tegangan ini diteruskan ke basis transistor Q1 (konfigurasi fixed bias), sehingga transistor aktif. Ketika transistor aktif, arus dari power supply akan mengalir melewati relay RL1, masuk ke kolektor transistor, dan keluar ke emitor menuju ground. Karena arus mengalir melalui relay, maka posisi saklar relay berpindah ke kiri. Saklar ini akan menghubungkan baterai ke kipas, sehingga kipas menyala untuk mendinginkan suhu di dalam ruangan. Nyala LED biru menunjukkan kipas sedang aktif.

Sensor suhu kedua berfungsi saat suhu turun di bawah 25°C. Sensor LM35 akan menghasilkan tegangan yang lebih rendah. Tegangan ini masuk ke op-amp U2 yang dikonfigurasi sebagai komparator. Bila tegangan dari sensor lebih rendah dari tegangan referensi (Vref) yang ditentukan, maka output op-amp akan tinggi (5V), dan mengaktifkan transistor Q2. Transistor aktif membuat arus dari catu daya mengalir melalui relay RL2 dan menyalakan lampu pemanas untuk menaikkan suhu di dalam ruangan. LED merah menyala sebagai indikator bahwa pemanas aktif bekerja.

4. Sensor Vibration dan Sensor Sound 

Prinsip Kerja :

Sensor gerakan pertama (vibration sensor) mendeteksi getaran di bawah atau sekitar telur. Ketika terjadi getaran, sensor mengeluarkan tegangan sebesar 5V pada pin Vout. Tegangan ini masuk ke rangkaian komparator non-inverting (U1), di mana V+ lebih besar dari Vref, maka output komparator menjadi tinggi (sekitar 5V). Tegangan output dari op-amp masuk ke basis transistor NPN (Q1) melalui resistor, mengaktifkan transistor. Saat transistor aktif, arus dari power supply mengalir melalui relay RL1 menuju kolektor, melewati emitor, dan diteruskan ke ground. Karena ada arus yang mengalir melewati relay, maka kontak relay berpindah ke kiri, sehingga mengaktifkan alarm buzzer (indikator suara getaran telur terdeteksi). LED merah menyala sebagai indikator sistem aktif.

Sensor suara kedua (microphone sensor) dipasang di dinding inkubator. Ketika sensor mendeteksi suara (misalnya suara gerakan atau retakan telur), Vout sensor menghasilkan tegangan sekitar 5V. Tegangan ini masuk ke input non-inverting op-amp (U2), jika lebih besar dari tegangan referensi, maka output op-amp naik ke 5V dan diteruskan ke basis transistor Q2. Transistor aktif dan arus mengalir dari power supply ke relay RL2, ke kolektor dan keluar ke emitor menuju ground. Dengan aktifnya relay, saklar berpindah ke kiri, dan menghubungkan alarm buzzer dengan catu daya, menyebabkan alarm menyala sebagai peringatan bahwa suara telah terdeteksi.

   c) Video Simulasi [kembali]

 6. Download File[kembali] 

- Rangkaian 2.28 [Download]

- Vidio rangkaian 2.38 [Download]