Greenhouse atau rumah kaca adalah struktur yang dirancang untuk menciptakan kondisi lingkungan yang optimal bagi pertumbuhan tanaman. Salah satu faktor lingkungan paling penting dalam greenhouse adalah pencahayaan, karena intensitas cahaya yang sesuai sangat mempengaruhi proses fotosintesis dan pertumbuhan tanaman. Pencahayaan yang terlalu kuat dapat menyebabkan suhu berlebih yang merusak tanaman, sedangkan cahaya yang terlalu redup akan menghambat pertumbuhan.
Untuk mengatasi masalah tersebut, diperlukan sistem otomatis yang dapat menyesuaikan intensitas cahaya di dalam greenhouse berdasarkan kondisi lingkungan. Salah satu solusi yang efisien dan ekonomis adalah menggunakan sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistor) sebagai pendeteksi intensitas cahaya, op-amp sebagai komparator untuk pengambilan keputusan logika, serta komponen output seperti motor penggerak tirai dan lampu penerangan untuk mengatur kondisi cahaya secara otomatis.
Sistem ini bekerja dengan prinsip pembanding tegangan. LDR sebagai sensor akan menghasilkan tegangan analog berdasarkan tingkat pencahayaan. Tegangan ini dibandingkan dengan tegangan referensi menggunakan op-amp. Berdasarkan hasil perbandingan tersebut, sistem akan mengaktifkan aktuator, yaitu motor tirai saat cahaya terlalu tinggi, atau lampu penerangan saat cahaya terlalu rendah.
Dengan menggunakan sistem ini, pencahayaan dalam greenhouse dapat dikontrol secara otomatis tanpa campur tangan manusia, menjaga stabilitas lingkungan dan efisiensi energi sepanjang waktu.
Fixed bias pada transistor BJT adalah metode yang sangat sederhana di mana tegangan basis transistor ditetapkan oleh sumber tegangan eksternal melalui sebuah resistor basis (RB). Konfigurasi dasar rangkaian ini melibatkan tegangan suplai (VCC), resistor kolektor (RC), dan resistor basis yang terhubung ke sumber tegangan bias (VBB). Kelebihan dari metode ini adalah kesederhanaannya, namun kelemahannya adalah stabilitas yang rendah. Fixed bias sangat sensitif terhadap variasi parameter transistor seperti β (gain) dan perubahan suhu, sehingga titik kerja transistor dapat mudah bergeser.
Gambar Rangkaian Fixed Bias
Rumus Untuk Rangkaian Fixed Bias
LDR SENSOR
1. Pengertian LDR
LDR (Light Dependent Resistor), atau dalam bahasa Indonesia dikenal sebagai resistor yang bergantung pada cahaya, merupakan jenis sensor cahaya pasif yang resistansinya berubah-ubah tergantung pada intensitas cahaya yang mengenainya. Semakin terang cahaya yang jatuh pada permukaan LDR, maka resistansinya akan semakin kecil. Sebaliknya, semakin gelap, resistansi LDR akan meningkat secara signifikan.
LDR banyak digunakan dalam aplikasi otomasi berbasis cahaya seperti lampu otomatis, pengendali tirai otomatis, sistem lampu taman, dan kontrol cahaya di greenhouse, karena prinsip kerjanya yang sederhana dan tidak memerlukan rangkaian aktif.
2. Karakteristik LDR
Karakteristik utama LDR adalah:
Tipe material: Biasanya terbuat dari material semikonduktor seperti cadmium sulfide (CdS) atau cadmium selenide (CdSe).
Resistansi saat gelap (dark resistance): Bisa mencapai ratusan kilo-ohm hingga mega-ohm.
Resistansi saat terang (light resistance): Dapat turun hingga ratusan ohm tergantung intensitas cahaya.
Perubahan resistansi ini tidak linier terhadap intensitas cahaya, sehingga dalam praktiknya sering digunakan dalam konfigurasi pembagi tegangan untuk menghasilkan sinyal tegangan analog yang dapat dibandingkan dengan tegangan referensi melalui op-amp komparator.
3. Prinsip Kerja LDR
LDR bekerja berdasarkan prinsip fotokonduktivitas. Ketika cahaya (foton) jatuh pada permukaan LDR, energi cahaya tersebut memberikan energi kepada elektron di material semikonduktor untuk berpindah ke pita konduksi, sehingga meningkatkan konduktivitas listrik dan menurunkan resistansi.
Proses kerja ini dapat diringkas sebagai berikut:
Gelap (rendah cahaya) → Elektron tidak mendapatkan energi cukup → Resistansi tinggi → Tegangan output tinggi.
Terang (banyak cahaya) → Elektron menerima energi → Banyak elektron bebas → Resistansi rendah → Tegangan output rendah.
4. Aplikasi dalam Sistem Greenhouse
Dalam aplikasi kontrol cahaya greenhouse, LDR digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya alami yang masuk ke dalam rumah kaca:
Tegangan hasil pembagi tegangan LDR akan dibandingkan oleh op-amp komparator dengan tegangan referensi.
Jika cahaya rendah (malam atau mendung), output op-amp menjadi HIGH, yang mengaktifkan lampu penerangan.
Jika cahaya terlalu tinggi (siang terik), sistem dapat mengaktifkan motor penggerak tirai untuk menutup sebagian atap atau jendela.
Dengan demikian, LDR berperan penting dalam menjaga keseimbangan pencahayaan tanaman secara otomatis tanpa intervensi manusia.
Resistor
Simbol :
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).
Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.
Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna
Contoh :
Gelang ke 1: Coklat = 1
Gelang ke 2: Hitam = 0
Gelang ke 3: Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Dioda
Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.
Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.
Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.
Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:
1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.
4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.
5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.
Untuk menentukan arus zenner berlaku persamaan:
Keterangan:
Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.
Transistor
Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
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.
konfigurasi transistor yang digunakan
1. Fixed Bias
Fixed bias pada transistor BJT adalah metode yang sangat sederhana di mana tegangan basis transistor ditetapkan oleh sumber tegangan eksternal melalui sebuah resistor basis (RB). Konfigurasi dasar rangkaian ini melibatkan tegangan suplai (VCC), resistor kolektor (RC), dan resistor basis yang terhubung ke sumber tegangan bias (VBB). Kelebihan dari metode ini adalah kesederhanaannya, namun kelemahannya adalah stabilitas yang rendah. Fixed bias sangat sensitif terhadap variasi parameter transistor seperti β (gain) dan perubahan suhu, sehingga titik kerja transistor dapat mudah bergeser.
Gambar Rangkaian Fixed Bias
Rumus Untuk Rangkaian Fixed Bias
2. Self Bias
Self bias meningkatkan stabilitas dengan menambahkan resistor emitor (RE) yang memberikan umpan balik negatif. Dalam konfigurasi self bias, tegangan basis diatur melalui resistor basis (RB) dan tegangan pada emitor yang dikendalikan oleh arus emitor (IE) yang mengalir melalui RE. Ini membantu menstabilkan arus kolektor (IC) karena perubahan dalam arus kolektor akan mempengaruhi tegangan emitor dan, pada gilirannya, menyesuaikan tegangan basis-emitor (VBE). Metode ini menawarkan stabilitas yang lebih baik dibandingkan fixed bias, tetapi masih relatif sederhana.
Gambar Rangkaian Self Bias
Rumus untuk Rangkaian Self Bias
3. Emitter Bias
Emitter bias menggabungkan pembagi tegangan untuk basis dan resistor emitor untuk mencapai stabilitas yang lebih tinggi. Konfigurasi ini melibatkan dua resistor pembagi tegangan (RB1 dan RB2) yang menetapkan tegangan basis, serta resistor emitor (RE) yang menyediakan umpan balik negatif. Pembagi tegangan memastikan tegangan basis tetap stabil meskipun ada perubahan dalam tegangan suplai atau parameter transistor. Sementara itu, resistor emitor menambah stabilitas termal dengan mengurangi efek perubahan suhu pada arus kolektor. Emitter bias adalah metode yang sangat stabil dan cocok untuk aplikasi yang memerlukan titik kerja yang sangat stabil.
Gambar Rangkaian Emitter Bias
Rumus untuk Rangkaian Emitter Bias
4. Voltage Divider
Voltage-divider Bias adalah arus bias didapatkan dari tegangan di R2 dari hubungan VCC seri dengan R1 dan R2 seperti gambar 61. Untuk mencari arus IB maka dilakukan perubahan rangkaian dengan memakai metoda thevenin sehingga menghasilkan rangkaian pengganti seperti gambar 62. dimana,
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 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;
Respon karakteristik I-O:
Gambar grafik ini memperlihatkan rangkaian op-amp dengan kurva karakteristik Input-Output yaitu hubungan Vi terhadap VO. Dari kurva Karakteristik I-O tersebut amplifier bekerja pada karakteristik yang membentuk hubungan linear artinya semakin besar Vi maka semakin besar juga VO dan sebaliknya. Operasi amplifier menghindari output dalam kondisi saturasi karena akan membuat cacat keluaran outputnya
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 arus 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.
Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay
Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :
Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).
Kapasitas Pengalihan Maksimum:
Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
Baterai dalam sistem PV mengalami berulang kali siklus pengisian dan pengosongan selama umur pakainya. Siklus hidup (cycle life) baterai adalah banyaknya pengisian dan pengosongan hingga kapasitas baterai turun (melemah) dan tersisa 80% dari kapasitas nominalnya. Pabrik baterai biasanya mencantumkan siklus hidup pada spesifikasi teknis baterai. Mencantumkan satu nilai siklus hidup (cycle life) sebenarnya terlalu menyederhanakan informasi, karena siklus hidup baterai juga tergantung pada suhu baterai.
Dari grafik di atas, terlihat pada suhu operasional baterai yang lebih rendah, siklus hidup baterai lebih lama. Siklus hidup baterai juga tergantung dari DoD, artinya baterai yang dikosongkan hanya 50% dari kapasitasnya, berumur lebih lama jika dikosongkan hingga 80%, namun membuat sistem menjadi lebih mahal, karena membutuhkan kapasitas baterai lebih besar untuk mengakomodasi kebutuhan yang sama.
Jika pada suhu operasional lebih rendah, umur baterai lebih lama, namun ada efek negatif berkaitan dengan kapasitas baterai. Pada suhu yang lebih rendah, kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang lebih tinggi, reaksi kimia yang terjadi pada baterai bergerak lebih aktif/cepat, sehingga kapasitas baterai cenderung lebih tinggi.
Terkadang, pada suhu yang lebih tinggi, kapasitas baterai justru dapat lebih besar dari angka nominalnya, meskipun pada suhu tinggi, elemen baterai terlalu aktif, juga berakibat buruk pada kesehatan baterai.
LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah 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.
Tabel warna dan material LED
Motor DC
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu
Motor terdiri atas 2 bagian utama yaitu stator dan motor. Pada stator terdapat lilitan (winding) atau magnet permanen, sedangkan rotor adalah bagian yang dialiri dengan sumber arus DC. Arus yang melalui medan magnet inilah yang menyebabkan rotor dapat berputar. Arah gaya elektromagnet yang ditimbulkan akibat medan magnet yang dilalui oleh arus dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.
Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
Tegangan dinamo : meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan
Arus medan : menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Mekanisme Kerja Motor D
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama
Arus listrik dalam medan magnet akan menimbulkan gaya.
Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapat gaya pada arah yang berlawanan.
Pasangan gaya menghasilkan torsi untuk memutar kumparan.
Motor- motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putar yang lebih seragam dari medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan
Potensiometer
Potensiometer adalah sebuah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur dan mengontrol tegangan listrik dalam suatu rangkaian. Potensiometer sering digunakan sebagai pengatur volume pada perangkat audio, pengatur kecerahan lampu, dan dalam berbagai aplikasi lain yang memerlukan kontrol variabel terhadap tegangan atau arus listrik.
Bagian Utama Potensiometer
Resistor: Bagian utama dari potensiometer adalah resistor yang berbentuk linear atau melingkar.
Kontak Geser (Wiper): Sebuah kontak geser yang dapat bergerak sepanjang resistor. Kontak ini mengubah posisi untuk menghasilkan berbagai nilai resistansi.
Tiga Terminal:
- Terminal pertama terhubung ke salah satu ujung resistor.
- Terminal kedua terhubung ke ujung lain dari resistor. - Terminal ketiga terhubung ke kontak geser (wiper).
Cara kerja :
Potensiometer bekerja dengan cara mengubah posisi wiper pada resistor untuk mengatur nilai resistansi antara terminal wiper dan kedua terminal lainnya. Berikut adalah dua konfigurasi utama:
Sebagai Pembagi Tegangan: Potensiometer dapat digunakan sebagai pembagi tegangan dengan menghubungkan dua ujung resistor ke sumber tegangan. Tegangan output diambil dari wiper dan salah satu ujung resistor. Dengan menggeser wiper, tegangan output dapat diatur.
Sebagai Variabel Resistor: Dalam konfigurasi ini, salah satu ujung resistor dan wiper dihubungkan dalam rangkaian, sementara ujung resistor yang lain tidak digunakan. Nilai resistansi dapat diubah dengan menggeser wiper.
Jenis Potensiometer :
Linear: Mengubah resistansi secara linear seiring dengan pergerakan wiper.
Logaritmik: Mengubah resistansi dalam skala logaritmik, sering digunakan dalam pengaturan volume audio karena lebih sesuai dengan respons pendengaran manusia.
Sensor MQ2
Sensor MQ2 merupakan sensor penginderaan yang sering digunakan dibandingkan seri sensor MQ2 lainnya. Sensor ini menggunakan prinsip deteksi resistansi gas. Ketika sensor terpapar gas yang spesifik, resistansi internalnya berubah, dan perubahan ini diubah menjadi sinyal listrik yang dapat diukur.
MQ2 merupakan sensor yang berkerja menggunakan panas. Oleh karena itu dilapisi dengan dua bahan jaring bahan tahan karat halus atau disebut ‘jaringan anti ledakan’. Ini dilakukan supaya tidak terjadi ledakan karena sensor sensitif terhadap zat gas yang dapat memicu ledakan.
Fungsi lain sebagai pelindung sensor didalamnya dan menyaring partikel yang teruspensi, sehingga hanya elemen gas yang dapat melewati lubang-lubang halus. Clamp ring sebagai penjepit berlapis tembaga untuk mengamankan jaring.
Sensor MQ2 mempunyai enam kaki dan elemen sensing semikonduktor didalamnya. Dua kaki H berfungsi untuk memanaskan elemen penginderaan serta terhubung bersama oleh kumparan nikel-kromium.
Empat kaki lainya pembawa sinyal yakni A untuk sinyal digital dan B untuk sinyal analog, A dan B dihubungkan dengan kabel platinum. Kabel-kabel ini terhubung ke badan elemen penginderaan dan menyampaikan arus yang mengalir melalui elemen penginderaan.
Tubulat sensing penginderaan terbuat dari keramik berbahan dasar Aluminium Oxide (AL2O3) dengan lapisan Timah dioksida (SnO2). Bahan Timah Diosida yang paling penting karena bahannya yang sensitif terhadap gas yang berbahaya. Substrat keramik, yang akan memastikan area sensor dalam keadaan panas hingga mencapai suhu kerja.
Cara kerja
Sensor MQ2 adalah sensor gas semikonduktor yang mengandalkan perubahaan resistansi untuk mendeteksi keberadaan gas. Ketika diberikan tegangan, pemanas akan memanaskan bahan sensitif gas hingga suhu tertentu, lalu oksigen terangkat ke permukaan.
Sketika sensor berada pada udara yang bersih, hambatan pada elemenn sensititf gas akan relatif rendah. Sedangkan, snsor berada pada gas pereduksi, gas akan diadsorpsi oleh elemen sensitif, menyebabkan resistansi yang proposional terhadap konsentrasi gas tersebut. Perubahaan ini yang akan dikonversi konsentrasi gas menjadi sinyal analog atau sinyal digital yang dapat diolah oleh mikrokontroler.
Prinsip Kerja Rangkaian Pengatur Cahaya pada Greenhouse Berbasis LDR dan Op-Amp
Rangkaian ini bekerja secara otomatis untuk mengatur intensitas pencahayaan di dalam greenhouse (rumah kaca) menggunakan sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistor), op-amp sebagai komparator, dan relay sebagai pengendali aktuator seperti motor tirai dan lampu penerangan. Sistem ini bertujuan untuk memastikan tanaman di dalam greenhouse tetap mendapatkan cahaya yang cukup sepanjang hari, baik dari cahaya matahari maupun dari sumber buatan (lampu), tanpa intervensi manusia.
Prinsip kerja dimulai dari LDR yang berfungsi sebagai sensor cahaya. LDR memiliki karakteristik resistansi yang berubah tergantung pada intensitas cahaya yang mengenainya. Saat kondisi terang (siang hari), resistansi LDR akan turun, menghasilkan tegangan rendah pada konfigurasi pembagi tegangan. Sebaliknya, ketika kondisi gelap (malam hari atau mendung), resistansi LDR meningkat, menyebabkan tegangan output dari pembagi tegangan menjadi tinggi.
Tegangan yang dihasilkan dari rangkaian pembagi tegangan ini masuk ke input non-inverting (+) op-amp, sedangkan input inverting (−) op-amp diberi tegangan referensi tetap. Op-amp dikonfigurasi sebagai komparator, sehingga akan membandingkan kedua tegangan input tersebut:
Jika intensitas cahaya tinggi (terang): Tegangan dari LDR (input +) lebih rendah dari tegangan referensi (input −), maka output op-amp akan LOW (logika rendah). Output LOW menyebabkan transistor tidak aktif, relay tidak bekerja, dan semua output (motor tirai dan lampu) tetap mati. Ini menunjukkan bahwa pencahayaan sudah mencukupi.
Jika intensitas cahaya rendah (gelap): Tegangan dari LDR (input +) lebih tinggi dari tegangan referensi (input −), maka output op-amp akan HIGH (logika tinggi). Output HIGH mengaktifkan transistor, yang kemudian mengalirkan arus ke kumparan relay. Relay aktif dan menghubungkan sumber daya ke beban berupa motor penggerak tirai serta lampu 12V. Tirai akan terbuka untuk memaksimalkan cahaya dari luar, dan lampu menyala untuk memberikan pencahayaan tambahan.
Untuk mencegah kerusakan pada komponen, dioda flyback dipasang secara paralel pada kumparan relay. Dioda ini berfungsi menghambat tegangan induksi balik yang muncul saat relay dimatikan secara tiba-tiba.
Secara keseluruhan, rangkaian ini bekerja secara responsif berdasarkan kondisi pencahayaan sekitar. Pada siang hari yang terang, sistem akan diam (tidak mengaktifkan beban). Pada malam hari atau saat cahaya tidak mencukupi, sistem akan secara otomatis mengaktifkan lampu dan motor tirai untuk memastikan tanaman tetap menerima pencahayaan yang optimal. Dengan sistem ini, pengaturan pencahayaan dalam greenhouse menjadi lebih efisien dan mendukung pertumbuhan tanaman secara berkelanjutan.
Download Tambahan Datasheet Transistor 2N2222 klik disini
Dapatkan link
Facebook
X
Pinterest
Email
Aplikasi Lainnya
Komentar
Postingan populer dari blog ini
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. tujuan 2. Alat dan Bahan 3. Dasar Teori 4. Percobaan 5. Video Penjelasan 6. Download File 1. Tujuan [Kembali] 2. Alat dan Bahan [Kembali] 3. Dasar Teori [Kembali] 4. Percobaan [Kembali] 5. Video Penjelasan [Kembali] 6. Download File [Kembali]
1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.
Keterangan:
Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.
Gambar Rangkaian Fixed Bias
Rumus Untuk Rangkaian Fixed Bias
Gambar Rangkaian Self Bias
Rumus untuk Rangkaian Self Bias
Gambar Rangkaian Emitter Bias
Rumus untuk Rangkaian Emitter Bias
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.
.png)
Jika pada suhu operasional lebih rendah, umur baterai lebih lama, namun ada efek negatif berkaitan dengan kapasitas baterai. Pada suhu yang lebih rendah, kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang lebih tinggi, reaksi kimia yang terjadi pada baterai bergerak lebih aktif/cepat, sehingga kapasitas baterai cenderung lebih tinggi.
Potensiometer adalah sebuah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur dan mengontrol tegangan listrik dalam suatu rangkaian. Potensiometer sering digunakan sebagai pengatur volume pada perangkat audio, pengatur kecerahan lampu, dan dalam berbagai aplikasi lain yang memerlukan kontrol variabel terhadap tegangan atau arus listrik.
.png)
Komentar
Posting Komentar