Tugas Besar Akuakultur

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

b) Rangkaian simulasi dan Prinsip Kerja

c) Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan [kembali]

Akuakultur merupakan salah satu bidang penting dalam sektor perikanan yang berperan dalam pemenuhan kebutuhan protein hewani masyarakat melalui budidaya ikan. Salah satu aspek utama dalam kegiatan akuakultur adalah pengelolaan kolam ikan yang efektif dan efisien, baik dari segi desain, sistem pemeliharaan, maupun pengontrolan kualitas air. Kolam ikan berfungsi sebagai media utama dalam budidaya yang harus mampu menyediakan lingkungan yang optimal bagi pertumbuhan dan kesehatan ikan. Seiring perkembangan teknologi, pengelolaan kolam kini dapat dikombinasikan dengan sistem monitoring otomatis untuk mengatur suhu, pH, kadar oksigen, dan faktor lainnya secara real-time. Oleh karena itu, pemahaman yang baik tentang sistem kolam ikan, termasuk desain konstruksi, parameter lingkungan, serta manajemen pakan dan kesehatan ikan, sangat penting guna mendukung keberhasilan budidaya yang berkelanjutan dan produktif.

2. Tujuan [kembali]

Merancang sistem otomatis berbasis sensor untuk mengatur suhu air kolam menggunakan kipas dan heater sesuai batas suhu ideal budidaya ikan.
Mendeteksi keberadaan sampah atau daun yang menghalangi sensor di permukaan kolam menggunakan sensor infrared dan mengaktifkan motor pembersih secara otomatis.
Mengatur pencahayaan kolam secara otomatis menggunakan sensor LDR agar lampu menyala saat malam hari dan mati saat siang hari.
Mengintegrasikan rangkaian logika digital (demultiplexer dan half adder) untuk mengelola sinyal dari berbagai sensor dan mengaktifkan aktuator sesuai kondisi.

3. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

Power Supply DC

Voltmeter
Alat ukur untuk mengukur tegangan DC dengan mengukur beda potensial dari tegangan DC antara 2 titik suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Voltmeter DC yaitu alat ukur biasa digunakan untuk mengukur tegangan DC dengan cara mengukur beda potensial dari tegangan DC antara 2 titik suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Penambah sebuah tahanan seri atau pengali (multiplier), mengubah gerakan d’arsonval menjadi sebuah voltmeter arus searah.
- Rentang Pengukuran DC: 200mV-1000V
- Resolusi: 0.1mV pada rentang 200mV
- Akurasi: ±(0.5% + 2 digit) pada rentang 200mV
- Input Impedance: 10MΩ
- Jenis Tampilan: LCD 3 1/2 digit
- Auto-Ranging: Ya
- Kategori Keselamatan: CAT III 600V, CAT II 1000V
- Fitur Tambahan: Penyimpanan data, pengukuran nilai maksimum/minimum, True RMS
Baterai

B. Bahan

Resistor
Transistor BC548C
Diode
LED
Op AMP IC LM324
Gerbang Logika AND
Gerbang Logika OR 7432
JK Flip flop
Decoder
Relay
Motor

4. Dasar Teori [kembali]

1. 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.
Simbol Resistor Sebagai Berikut :

Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.
Kapasitas Daya Resistor

        Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.
Nilai Toleransi Resistor
       Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).
       Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%.
Jenis-Jenis Resistor
       Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film.

Resistor Kawat (Wirewound Resistor)

Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.

Resistor Arang (Carbon Resistor)

Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.

Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)

Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.

Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor)

Resistor Tetap(Fixed Resistor)

Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti :

Metal Film Resistor
Metal Oxide Resistor
Carbon Film Resistor
Ceramic Encased Wirewound
Economy Wirewound
Zero Ohm Jumper Wire
S I P Resistor Network
Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)

Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu :Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis

Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah “Trimer Potensiometer atau VR”
Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain.
LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut.

Menghitung Nilai Resistor

Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable.
Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :

Resistor Dengan 4 Cincin Kode Warna
Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.
Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna
Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.
Resistor Dengan 6 Cincin Warna
Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.
Kode Huruf Resistor
Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor.

Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :R, berarti x1 (Ohm)
K, berarti x1000 (KOhm)
M, berarti x 1000000 (MOhm)

Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :F, untuk toleransi 1%
G, untuk toleransi 2%
J, untuk toleransi 5%
K, untuk toleransi 10%
M, untuk toleransi 20%

Rumus 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
Mencari resistansi total dalam rangkaian dapat menggunakan :

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

2. Dioda
       Dioda atau disebut juga sinyal dioda adalah komponen dasar semikonduktor aktif yang hanya bisa mengalirkan arus satu arah saja (forward bias) yaitu dari arah positip (Anoda) ke arah negatif (Katoda) namun memblok arus untuk arah sebaliknya. Dalam rangkaian elektronika dioda diibaratkan sebagai kran/katup listrik satu arah. Dioda memiliki dua elektroda yaitu elektroda positip (Anoda) dan elektroda negatif (Katoda). Secara umum dioda biasa dipakai untuk merubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) atau disebut sebagai Rectifier.
       Dioda dibuat dari bahan semikonduktor seperti germanium (Ge), Silicon (Si) dan galium arsenide (GaAs), sifat listrik pada jenis material tersebut ialah menengah atau dengan kata lain tidak baik sebagai konduktor dan tidak baik juga sebagai insulator, sifat ini dinamakan semikonduktor.
       Material semikonduktor memiliki sangat sedikit "elektron bebas" karena molekul atomnya terkumpul bersama dalam bentuk pola kristal yang sering disebut "kisi kristal". Untuk meningkatkan daya hantar listrik pada material ini maka perlu dicampurkan "kotoran atom" pada struktur kristalnya sehingga menghasilkan lebih banyak elektron bebas dan lubang atom. Untuk menghasilkan sisi Negatif (katoda) pada dioda maka material semikonduktor biasanya dicampurkan kotoran atom dengan bahan seperti: Arsenik, Antimony atau Fosfor. dan untuk menghasilkan sisi positip (Anoda) dicampur dengan kotoran atom dari bahan Aluminium, Boron atau Galium.

JENIS DAN SIMBOL DIODA
       Seperti penjelasan diatas, Jenis dioda tergantung dari bahan material yang dipakai saat pembuatannya, dibawah ini adalah contoh gambar dan simbol dari jenis-jenis dioda:

Dioda Silicon

Terbuat dari bahan Germanium, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,7V, pada rangkaian elektronika biasa dipakai sebagai penyearah (rectifier). Contoh dioda Germanium adalah: 1N4000 series dan 1N5000 series dll.

Dioda Germanium

Terbuat dari bahan Silicon, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,3V. Biasa diaplikasikan sebagai dioda penyearah. contoh dioda silicon adalah: IN4148 atau 1N914 dll.

Dioda Zener

Terbuat dari bahan silikon, dioda zener atau sering disebut juga "breakdown diode" berfungsi sebagai pembatas tegangan pada rangkaian, atau dengan kata lain dioda zener adalah komponen regulator tegangan sederhana. dioda zener memiliki rating tegangan antara 1 sampai ratusan volt dengan daya mulai dari 1/4w.

Light Emitting Diode atau LED

Adalah jenis dioda yang dapat mengeluarkan cahaya, LED yang banyak dipasaran berbentuk kubah bulat dan juga kotak persegi dengan variasi warna merah, kuning, hijau, biru atau putih. batas arus maksimum LED adalah 20mA. dan memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) antara 1,2v sampai 3,6v tergantung dari jenis warna LED.

Dioda Schottky

disebut juga dioda power memiliki drop tegangan maju (forward bias) yang rendah, namun rating arus dan tegangannya tinggi. Biasa dipakai sebagai penyearah pada frekuensi tinggi, sering dipakai pada rangkaian pengisian battre, AC Rectifier dan Inverter.contoh untuk dioda schotky adalah 5819 atau 58xx dll.

3. Transistor
Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. 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.
Transistor Bipolar adalah salah satu jenis transistor yang terbentuk dari 2 dioda sehingga memiliki polaritas atau sisi positif dan sisi negatif. Biasanya transistor Bipolar atau disebut dengan BJT (Basis Junction Transistor) memiliki 2 jenis, diantaranya yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Transistor ini memiliki 3 polaritas yang biasa disebut B (Basis), E (Emiter), C (Collector). Basis berfungsi sebagai base atau tempat berkumpulnya kumpulan aliran arus yang masuk ke transistor, Emiter dan Collector sebagai aliran arus masuk dan keluar.
Lambang Transistor BJT

Sudah jelas seperti gambar di atas bahwa transistor PNP memiliki simbol yang arah panahnya masuk dan sebaliknya untuk NPN arah panah dari emiter mengarah keluar.
Bentuk aliran arus pada sebuah transistor dapat dirumuskan dengan hukum KCL ( Kirchoff Current Law) Atau hukum Kirchoff I, yang dirumuskan sebagai berikut.

Ie = Ic + Ib

Keterangan :
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector
Ib = Arus Basis

Pada Transistor BJT nilai arus Ib relatif sangat kecil terhadap Ic, maka Ib ini dapat diabaikan. Sehingga persamaan diatas bisa berubah menjadi

Ie = Ic

Keterangan :
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector

Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V
Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.
Gelombang input dan output transistor

4. Op-amp LM741
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

Op Amp IC 741 adalah sirkuit terpadu monolitik, yang terdiri dari Penguat Operasional tujuan umum. Ini pertama kali diproduksi oleh semikonduktor Fairchild pada tahun 1963. Angka 741 menunjukkan bahwa IC penguat operasional ini memiliki 7 pin fungsional, 4 pin yang mampu menerima input dan 1 pin output.
Op Amp IC 741 dapat memberikan penguatan tegangan tinggi dan dapat dioperasikan pada rentang tegangan yang luas, yang menjadikannya pilihan terbaik untuk digunakan dalam integrator, penguat penjumlahan, dan aplikasi umpan balik umum. Ini juga dilengkapi perlindungan hubung singkat dan sirkuit kompensasi frekuensi internal yang terpasang di dalamnya.

Konfigurasi PIN

Spesifikasi:

Respons karakteristik kurva I-O:

5. 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. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Simbol di proteus

6. Ground
Suatu komponen listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah.

Simbol di proteus

7. Power Supply
Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika. Power supply atau catu daya adalah suatu alat atau perangkat elektronik yang berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC untuk memberi daya suatu perangkat keras lainnya. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Power supply/unit catu daya secara efektif harus mengisolasi rangkaian internal dari jaringan utama, dan biasanya harus dilengkapi dengan pembatas arus otomatis atau pemutus bila terjadi beban lebih atau hubung singkat. Bila pada saat terjadinya kesalahan catu daya, tegangan keluaran DC meningkat di atas suatu nilai aman maksimum untuk rangkaian internal, maka daya secara otomatis harus diputuskan.

Simbol di proteus

8. LDR Sensor

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

Grafik respon:

9. 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:

10. Sensor Suhu LM35

Grafik Responsi Sensor Suhu LM35

11. Sensor Water Level

Grafik Responsi Touch Sensor

Spesifikasi Touch Sensor

12. Sensor pH Meter Analog

Grafik Responsi ph meter sensor

13. Infrared Sensor

Sensor inframerah adalah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi radiasi inframerah (IR) yang tidak terlihat oleh mata manusia. Sensor ini bekerja dengan mengukur panas atau radiasi yang dipancarkan oleh objek di sekitarnya. Dalam berbagai aplikasi, sensor inframerah digunakan untuk mendeteksi gerakan, mengukur suhu, dan dalam komunikasi data. Misalnya, dalam sistem keamanan, sensor ini dapat mendeteksi pergerakan manusia, sementara dalam perangkat elektronik konsumen seperti remote TV, sensor inframerah digunakan untuk mengirimkan sinyal. Sensor ini juga banyak digunakan dalam industri otomotif untuk mendeteksi kehadiran objek dan menghindari tabrakan.

Grafik Responsi Infrared Sensor

14. Touch Sensor

Touch sensor adalah perangkat elektronik yang mendeteksi sentuhan fisik atau tekanan pada permukaannya. Sensor ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti layar sentuh pada smartphone, tablet, dan perangkat elektronik lainnya, serta tombol-tombol pada peralatan rumah tangga dan industri. Touch sensor bekerja dengan berbagai teknologi, seperti resistif, kapasitif, atau inframerah, yang masing-masing memiliki cara kerja berbeda untuk mendeteksi sentuhan. Misalnya, touch sensor kapasitif merespon perubahan kapasitansi ketika jari pengguna menyentuh permukaannya. Kemampuan sensor sentuh untuk memberikan respons cepat dan akurat membuatnya sangat penting dalam interaksi manusia dengan mesin, meningkatkan kenyamanan dan kemudahan penggunaan berbagai perangkat.

Grafik Responsi Touch Sensor

Spesifikasi Touch Sensor

15. IC 74LS48

17. Gerbang Logika And

Gerbang logika AND adalah gerbang yang menghasilkan output bernilai 1 (HIGH) hanya jika semua input-nya bernilai 1. Jika salah satu atau semua input bernilai 0, maka output-nya adalah 0. Gerbang ini bekerja berdasarkan prinsip logika “dan”, sehingga kondisi harus dipenuhi semua agar hasilnya benar. Secara matematis dituliskan sebagai: Y = A · B. Contoh: jika A = 1 dan B = 1, maka Y = 1.

18. Gerbang Logika Not

Gerbang logika NOT, juga dikenal sebagai inverter, hanya memiliki satu input dan satu output. Gerbang ini membalik nilai logika input-nya: jika input bernilai 1, maka output menjadi 0, dan sebaliknya. NOT digunakan untuk mendapatkan nilai kebalikan dari suatu sinyal logika. Secara matematis dituliskan sebagai: Y = ¬A atau Y = A̅. Contoh: jika A = 0, maka Y = 1.

19. Gerbang Logika Or

Gerbang logika OR menghasilkan output bernilai 1 (HIGH) jika setidaknya satu input bernilai 1. Output hanya bernilai 0 jika semua input bernilai 0. Gerbang ini mewakili prinsip logika “atau”, di mana cukup satu kondisi benar untuk menghasilkan output benar. Secara matematis dituliskan sebagai: Y = A + B. Contoh: jika A = 0 dan B = 1, maka Y = 1.

20. IC 74192

IC 74192 adalah sebuah synchronous up/down BCD decade counter yang mampu menghitung naik maupun turun dalam sistem bilangan desimal (0–9). IC ini memiliki input Count Up dan Count Down untuk menghitung naik atau turun secara sinkron terhadap clock, serta fitur presettable melalui input data paralel (A–D) yang dapat dimuat ke output dengan mengaktifkan pin LOAD. Pin CLR (clear) digunakan untuk mereset output menjadi 0000 secara asinkron. Output BCD-nya (QA–QD) akan berubah sesuai hitungan, dan pin Carry serta Borrow akan aktif saat mencapai nilai maksimum (1001) atau minimum (0000), yang berguna untuk menghubungkan beberapa counter secara cascaded. Dengan fungsi-fungsi ini, IC 74192 sering digunakan dalam aplikasi penghitung digital seperti jam digital, penghitung event, dan alat ukur elektronik.

5. Percobaan [kembali]

a) Prosedur [kembali]

a. Buka aplikasi proteus

b. Siapkan alat dan bahan pada library proteus

c. Pilih komponen yang dibutuhkan komponen dioda, resistor, sensor infrared, ldr sensor, ground, buzzer, logicstate.

d. Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan

e. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

f. Jalankan simulai rangkaian

b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

Prinsip kerja dari tugas besar sistem otomatisasi akuakultur ini bertumpu pada integrasi berbagai sensor untuk mendeteksi kondisi lingkungan kolam ikan, lalu mengaktifkan aktuator (motor, kipas, pompa, pemanas, lampu) secara otomatis sesuai kebutuhan. Sistem ini bertujuan untuk menjaga kualitas lingkungan air agar optimal bagi pertumbuhan ikan, serta mempermudah manajemen kolam secara efisien dan otomatis.
Sensor infrared bekerja dengan cara memancarkan sinyal cahaya inframerah dari komponen pemancar (IR LED) dan mendeteksi pantulannya menggunakan komponen penerima (fotodioda atau fototransistor). Ketika terdapat objek seperti ikan atau tangan mendekat, sinyal pantulan akan terdeteksi dan mengubah keluaran sensor menjadi sinyal digital. Dalam sistem akuakultur, sensor IR biasanya dimanfaatkan untuk mendeteksi keberadaan ikan di permukaan, mengaktifkan pemberian pakan otomatis, atau mendeteksi pergerakan untuk keperluan monitoring tingkah laku ikan. Penggunaan IR juga memungkinkan kontrol tanpa kontak langsung, sehingga lebih tahan terhadap lingkungan lembap.

LDR atau resistor yang peka terhadap cahaya memiliki resistansi yang berubah tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Semakin terang cahaya di sekitarnya, maka resistansi LDR akan menurun, dan sebaliknya. Dalam aplikasi akuakultur, LDR digunakan untuk mendeteksi kondisi pencahayaan di sekitar kolam, seperti membedakan antara siang dan malam. Informasi ini kemudian dapat digunakan untuk mengatur waktu pemberian pakan yang disesuaikan dengan aktivitas ikan atau untuk menyalakan dan mematikan lampu secara otomatis, sehingga mendukung siklus hidup ikan yang sehat.

Sensor water level berfungsi untuk memantau ketinggian air dalam kolam budidaya. Terdapat berbagai jenis sensor level air, seperti pelampung (float switch) dan konduktivitas logika. Ketika air mencapai titik tertentu, sensor akan memberikan sinyal logika (tinggi atau rendah) ke sistem kontrol. Pada sistem akuakultur otomatis, sensor ini sangat penting untuk memastikan bahwa air kolam tetap berada dalam batas aman. Bila air terlalu rendah, sistem akan mengaktifkan pompa untuk mengisi kembali air kolam, dan bila terlalu tinggi, sistem dapat menghentikan aliran masuk atau menguras sebagian air agar ikan tidak stres.

Sensor suhu seperti LM35 digunakan untuk mengukur suhu air di kolam ikan secara real-time. LM35 menghasilkan tegangan analog yang sebanding dengan suhu dalam derajat Celsius, biasanya sebesar 10 mV/°C. Nilai ini akan dibaca oleh mikrokontroler dan dikonversi menjadi angka suhu. Suhu air yang stabil sangat penting bagi pertumbuhan dan kesehatan ikan, sehingga sensor suhu ini dapat digunakan untuk mengontrol sistem pemanas atau pendingin otomatis. Jika suhu air keluar dari batas ideal, maka sistem akan merespons dengan menyalakan pemanas atau mengalirkan air baru yang lebih sejuk untuk menyesuaikan kondisi.

Sensor pH bekerja dengan mengukur konsentrasi ion hidrogen (H⁺) dalam air dan mengubahnya menjadi sinyal tegangan analog. Tegangan ini kemudian dikonversi oleh mikrokontroler menjadi nilai pH dalam skala 0 hingga 14. Dalam sistem akuakultur, sensor pH berfungsi untuk menjaga kualitas air tetap dalam kisaran ideal bagi ikan, biasanya antara pH 6,5 hingga 8,5 tergantung jenis ikan yang dibudidayakan. Jika sensor mendeteksi nilai pH yang terlalu asam atau basa, sistem dapat mengaktifkan peringatan atau secara otomatis menambahkan zat penyeimbang (seperti larutan kapur) agar kondisi air kembali normal.

Touch sensor merupakan jenis sensor sentuh kapasitif yang bekerja berdasarkan perubahan medan elektrostatik saat disentuh oleh kulit manusia. Ketika jari menyentuh permukaan sensor, kapasitansi berubah dan terdeteksi sebagai sinyal input digital oleh mikrokontroler. Dalam sistem akuakultur, touch sensor digunakan sebagai tombol sentuh pengganti saklar manual untuk memicu aksi tertentu, seperti memberikan pakan secara manual, menyalakan pompa, atau mereset sistem monitoring. Karena tidak memiliki bagian mekanik, touch sensor lebih awet dan lebih aman digunakan di lingkungan basah atau lembap seperti sekitar kolam budidaya.

Cari Blog Ini

Najwa Sabila Khairani

Tugas Besar Akuakultur

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini