TB Kontrol pabrik kornet sapi




 

1. Pendahuluan (kembali)

            Industri pengolahan makanan memiliki peran penting dalam memenuhi kebutuhan pangan masyarakat. Salah satu produk olahan yang banyak diproduksi adalah kornet, yaitu produk berbahan dasar daging sapi yang melalui beberapa tahapan proses seperti pencacahan, pencampuran bumbu, pengemasan, pemasakan, dan sterilisasi. Untuk menghasilkan produk yang berkualitas dan aman dikonsumsi, diperlukan sistem kontrol yang mampu mengawasi dan mengendalikan setiap tahapan produksi secara efektif.

Sistem kontrol pada pabrik kornet digunakan untuk mengatur berbagai parameter proses, seperti suhu pemasakan, waktu sterilisasi, tekanan pada proses pengemasan, serta kondisi kebersihan peralatan produksi. Dengan adanya sistem kontrol otomatis, proses produksi dapat berjalan lebih efisien, mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan, serta menjaga kualitas produk tetap konsisten.

Pada tugas besar ini akan dirancang sistem kontrol pabrik kornet yang meliputi identifikasi proses produksi, pemilihan sensor dan aktuator yang sesuai, perancangan rangkaian kontrol, serta simulasi sistem secara keseluruhan. Melalui perancangan ini diharapkan proses produksi kornet dapat berlangsung dengan lebih optimal, produktif, dan sesuai dengan standar industri pangan yang berlaku.


2. Tujuan (kembali)

  • Mempelajari simulasi rangkaian tugas besar Kontrol Pabrik Kornet.
  • Memahami prinsip kerja rangkaian Kontrol Pabrik Kornet.
  • Mengetahui penerapan sistem kontrol pabrik kornet dalam kehidupan sehari-hari dan dunia industri.
  • Mempelajari pengaplikasian rangkaian multiplexer (MUX), demultiplexer (DEMUX), counter, encoder, dan decoder pada sistem kontrol.
  • Memahami prinsip kerja aplikasi Kontrol Pabrik Kornet yang menggunakan infrared sensor, load cell sensor, PIR sensor, touch sensor, magnetic reed switch sensor, dan sensor LM35.
  • Mensimulasikan rangkaian aplikasi Kontrol Pabrik Kornet menggunakan infrared sensor, load cell sensor, PIR sensor, touch sensor, magnetic reed switch sensor, dan sensor LM35 pada software Proteus.

3. Alat dan Bahan (kembali)

1. Transistor 2N222


Spesifikasi:

  • Polaritas transistor: NPN.

  • Tegangan kolektor-emitor maksimum (VCEO): 30 V.

  • Arus kolektor maksimum: 800 mA.

  • Daya disipasi maksimum: 500 mW.

  • Penguatan arus DC (hFE): 100.

  • Tipe kemasan: TO-18.

  • Jumlah pin: 3 pin.

Konfigurasi Pin:

  • Pin 1: Emitter.

  • Pin 2: Base.

  • Pin 3: Collector.

2. LED


Spesifikasi:

  • Tipe LED: 5 mm Round Standard Directivity.

  • Tahan terhadap cuaca dan sinar UV.

  • Arus maju (Forward Current): 30 mA.

  • Tegangan maju (Forward Voltage): 1,8 V – 2,4 V.

  • Tegangan balik maksimum (Reverse Voltage): 5 V.

  • Suhu operasi: -30°C hingga +85°C.

  • Suhu penyimpanan: -40°C hingga +100°C.

  • Intensitas cahaya: 20 mcd.

Konfigurasi Pin:

  • Pin 1: Anoda (terminal positif).

  • Pin 2: Katoda (terminal negatif).


Spesifikasi:

  • Rentang spektrum kerja berada pada kisaran 760 nm hingga 1100 nm.

  • Mampu mendeteksi objek pada sudut antara 0° hingga 60°.

  • Dapat beroperasi dengan catu daya sebesar 3,3 V sampai 5,3 V.

  • Memiliki rentang suhu kerja yang cukup luas, yaitu dari -25°C hingga 85°C.

  • Dimensi fisik komponen sekitar 27,3 mm × 15,4 mm sehingga mudah diintegrasikan ke dalam rangkaian elektronika.


3. Resistor

Spesifikasi:

  • Nilai resistansi: 220 Ω.

  • Daya maksimum: 0,25 W (¼ W).

  • Toleransi: ±5%.

  • Jenis kemasan: Bulk.

  • Material: Carbon Film.

  • Koefisien temperatur: 350 ppm/°C.

  • Bebas timbal (Lead Free).

  • Memenuhi standar RoHS Compliance.


4. Relay
Spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-C
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5

Konfigurasi Pin :
 

Nomor PIN

Nama Pin

Deskripsi

1

Coil End 1

Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground

2

Coil End 2

Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground

3

Common (COM)

Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol

4

Normally Close (NC)

Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu

5

Normally Open (NO)

Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu


5. Sensor Touch

Spesifikasi:

  • Tegangan kerja: DC 3,3 V – 5 V.

  • Sensitivitas dapat diatur sesuai kebutuhan.

  • Dimensi modul: 32 mm × 17 mm.

  • Dilengkapi indikator keluaran sinyal.

  • Memiliki satu kanal output sinyal.

  • Tersedia lubang baut untuk memudahkan pemasangan.

  • Menghasilkan sinyal logika rendah saat suara terdeteksi.

  • Output berupa sinyal digital dengan logika HIGH dan LOW.

Grafik Touch Sensor


6. Infrared Sensor


Spesifikasi :

  • Tegangan kerja 3-5 V DC
  • Konsumsi arus pada 3,3V = 23 mA dan pada 5V = 43mA
  • Ukuran board 3.2 x 1,4cm
  • Lubang sekrup 3mm
Konfigurasi PIN :

 

 Grafik Infrared Sensor

 
Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.

7. PIR Sensor

Spesifikasi:

  • Tegangan masukan: DC 4,5–20 V.

  • Arus diam: sekitar 50 µA.

  • Output akan berlogika tinggi saat gerakan terdeteksi.

  • Sudut deteksi: 110°.

  • Jarak deteksi maksimum: 6–7 meter.

  • Pengaturan trigger: H (aktif) dan L (nonaktif).

 
 Konfigurasi Pin:
Grafik :

 Grafik diatas merupakan perbandingan frekuensi dengan sensitivitas pir sensor


8. Decoder 74LS47
 


       Pada decoder ini, dia memiliki 4 buah input yaitu A, B, C, D dan akan dikonversikan menjadi output sebanyak 7 buah.
 
Konfigurasi PIN :

4. Dasar Teori (kembali)

  • Resistor

    • Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom.

    Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.

    Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor.

    Namun meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan berarti tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor pasti memiliki nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam perhitungan matematis, biasanya kita abaikan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita anggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah nol.

    Simbol dari resistor merupakan sebagai berikut :


    Cara Menghitung Nilai Resistor

    Berdasarkan bentuknya dan proses pemasangannya pada PCB, Resistor terdiri 2 bentuk yaitu bentuk Komponen Axial/Radial dan Komponen Chip. Untuk bentuk Komponen Axial/Radial, nilai resistor diwakili oleh kode warna sehingga kita harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang terkandung dalam warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya diwakili oleh Kode tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya.

     - Berdasarkan Kode Warna

    Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

    Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

    Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :


    4 Gelang Warna


    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
    Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
    Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

    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 4 : Perak = Toleransi 10%
    Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

     5 Gelang Warna



    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
    Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
    Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

    Contoh :

    Gelang ke 1 : Coklat = 1
    Gelang ke 2 : Hitam = 0
    Gelang ke 3 : Hijau = 5
    Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
    Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
    Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.

     

    Contoh-contoh perhitungan lainnya :

    Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
    Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

    Cara menghitung Toleransi :
    2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
    2200 – 5% = 2.090
    2200 + 5% = 2.310
    ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm

    Untuk mempermudah menghafalkan warna di Resistor, kami memakai singkatan seperti berikut :

    HI CO ME O KU JAU BI UNG A PU
    (HItam, COklat, MErah, Orange, KUning. HiJAU, BIru, UNGu, Abu-abu, PUtih)

      - Berdasarkan Kode Angka

    Membaca nilai Resistor yang berbentuk komponen Chip lebih mudah dari Komponen Axial, karena tidak menggunakan kode warna sebagai pengganti nilainya. Kode yang digunakan oleh Resistor yang berbentuk Komponen Chip menggunakan Kode Angka langsung jadi sangat mudah dibaca atau disebut dengan Body Code Resistor (Kode Tubuh Resistor)


    Contoh :

    Kode Angka yang tertulis di badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3;

    Contoh cara pembacaan dan cara menghitung nilai resistor berdasarkan kode angka adalah sebagai berikut :

    Masukkan Angka ke-1 langsung = 4
    Masukkan Angka ke-2 langsung = 7
    Masukkan Jumlah nol dari Angka ke 3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan 10³
    Maka nilainya adalah 47.000 Ohm atau 47 kilo Ohm (47 kOhm)

     

    Contoh-contoh perhitungan lainnya :

    222 → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm

    103 → 10 * 10³ = 10.000 Ohm atau 10 Kilo Ohm

    334 → 33 * 104 = 330.000 Ohm atau 330 Kilo Ohm

     

    Ada juga yang memakai kode angka seperti dibawah ini :
    (Tulisan R menandakan letaknya koma decimal)
    4R7 = 4,7 Ohm
    0R22 = 0,22 Ohm

    Keterangan :

    Ohm = Ω
    Kilo Ohm = KΩ
    Mega Ohm = MΩ
    1.000 Ohm = 1 kilo Ohm (1 KΩ )
    1.000.000 Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
    1.000 kilo Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)

     

    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


    Ground

    Ground atau pertanahan adalah bagian dari Peralatan Listrik rumah. Namun kebanyakan dari masyatrakat Indonesia sudah terbiasa menyebut pertanahan atau gruonding ini dengan kata arde.
    Ground atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos akibat terjadi kegagalan isolasi. Ground dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.Grounding Memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

     


    •   Power Supply
     

        Power supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Power supply memiliki simbol sebagai berikut :

    • Transistor NPN

     Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. 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. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:


    Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:
    V = (Vbat - Vled)
    Rled = V / Ile
    IB = (VBB - VBE) / RB
     
                                                                    VCE = VCC - ICRC 
                                                                            PD = VCE.IC
     
    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.

    Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar 12.

      
     
    Gambar 12 Rangkaian Emitter-Stabilized Bias

    sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.

    Decoder
     
    Decoder adalah suatu perangkat yang dapat mengubah suatu sistem bilangan biner yang terdapat pada bagian input, menjadi sistem bilangan yang lain pada outputnya seperti gambar 1. Berdasarkan simbol gambar 1 bisa juga diartikan bahwa decoder adalah salah satu kombinasi output akan aktif apabila salah satu kombinasi inputnya aktif. Gambar 2 menunjukkan decoder biner ke decimal(0 ÷ 7). 
     
    Gambar 1 Simbol Decoder

    Gambar 1 Decoder biner ke decimal(0 ÷ 7) (a) simbol, (b) rangkaian ekivalennya dan (c) tabel kebenaran


    - Sensor Strain Gauge (LoadCell)

    Dalam sistim pengukuran, transduser merupakan elemen masukan yang fungsi kritisnya adalah mengubah sebuah besaran fisis menjadi sinyal listrik yang sebanding. Srtain Gage adalah sebuah transduser pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Alat ini ditemukan pertama kali oleh Edward E.Simmons pada tahun 1938. Strain gage merupakan sebuah alat seperti biskuit tipis (wafer), yang dapat disatukan (bonded) ke berbagai bagian guna mengukur regangan yang diberikan padanya. Strain Gage terbuat dari foil atau kawat tahanan berdiameter kecil. Tahanan dari foil / kawat berubah terhadap panjang jika pada gage yang disatukan mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang di berikan dan diukur dengan jembatan Wheatstone yang dipakai secara khusus. Sensitivitas sebuah Strain Gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut dengan faktor gage (gage factor).  

    Nilai faktor gage bahan berbeda beda contohnya

    Nilai factor gage

        Idealnya resistansi dari strain gage akan berubah hanya merespon adanya perubahan strain. Akan tetapi material strain gage, seperti halnya jenis material yang dipilih sebagai pembentuknya akan dapat merspon perbuhan temperatur. Perusahan pembuat strain gage  berusaha meminimalis sensitivitas terhadap suhu (temperatur).


     Bentuk dari Transduser daya Strain Gage (a) Kawat; (b) Foil; (c) Load Cell.

    B.  Karakteristik strain gage:

    1. Konstanta kalibrasi untuk gage stabil. Tidak bervariasi dengan waktu, temperature atau factor-faktor lingkungan lainnya.

    2. Gage mampu mengukur stain dengan ketelitian ± 1µm/m. dalam range strain besar ±10%.

    3. Ukuran gage kecil sehingga strain diperirakan dengan kesalahan kecil.

    4. Respon gage, sebagian besar dikontrol oleh inersia, memungkinkan untuk merekam strain dinamik dengan komponen-komponen melebihi 100 kHz.

    5. Sistem gage mudah penempatan dan pembacaannya.

    6. Keluaran gage selama periode pembacaan tidak bergantung kepada temperature dan parameter lingkungan lainnya.

    7. Gage dan peralatan pendukungnya rendah biaya dan dapat dipakai secara luas.

    8. System gage mudah diinstal dan dioperasikan

    9. Gage menunjukkan respon linier terhadap strain pada range lebar.

    10. Gage cocok dipakai dalam elemen pengindera di dalam system transduser lainnya dimana sebuah kuantitas tidak diketahui seperti tekanan diukur dalam bentuk strain

    Pemilihan Strain Gage yang tepat

         Beberapa perameter teknis perlu diperhatikan pada saat memilih dan menentukan strain gauge mana yang sesuai untuk pengukuran yang akan dilakukan, diantaranya:

    1. Panjang Gage

        Pemilihan panjang gauge bergantung pada objek / specimen. Gauge yang pendek, dapat digunakan untuk lokalisasi pengukuran regangan, sedangkan gauge yang panjang lebih banyak dipilih dan digunakan untuk mengukur regangan rata-rata yang mewakili seluruh permukaan. Sebagai contoh pada pengukuran regangan rata-rata pada beton pondasi (concrete), dibutuhkan panjang gauge yang lebih panjang karena strukturnya yang terdiri atas semen dan campuran pasir dan krikil.

    Berikut adalah acuan panjang gauge merk Showa Instruments dan aplikasi-aplikasinya:

    • ≤ 1 mm Untuk pengukuran terpusat

    • 2 ~ 6 mm Untuk logam dan penggunaan umum

    • 10 ~ 20 mm Untuk mortar (semen campuran), kayu, FRP, dll

    • ≥ 30 mm Untuk beton pondasi (concrete) dan material campuran kasar

    2. Resistansi Gage

        Menunjukkan nilai resistansi dalam besaran “Ω” [ohm], yang diukur pada keadaan tanpa beban dan pada temperatur suhu ruang oleh pabrikan.

    3. Mampu Ukur Regangan (Measurable Strain)

       Menunjukkan besarnya regangan yang mampu diukur. Umumnya berkisar 2 sampai 4% maksimum. Namun dengan strain gauge foil-yielding dapat mencapai 10%.

    4. Rentang Suhu (Temperature Range)

        Menunjukkan batasan suhu lingkungan yang disanggupi oleh strain gauge, dengan kata lain strain gauge masih dapat menghasilkan nilai pengukuran yang akurat. Umumnya berkisar antara -30ºC ~ +80ºC. Untuk jenis high-temperature strain gauge, dapat mencapai +180ºC

    5. Faktor Gage (K)

       Nilai keluaran dari strain gauge adalah dalam besaran elektrik – resistansi. Sedangkan besarnya yang menjadi tujuan pengukuran adalah nilai regangan. Dengan demikian diperlukan suatu nilai konversi yang disebut factor gauge (K).

    6. Sensitifitas Transfers (Kt)

       Pada kenyataanya nilai resisitansi strain gauge dapat juga berubah akibat pengaruh adanya regangan yang arahnya tegak lurus terhadap aksis gauge – regangan transfersal (εt). karena keduanya memiliki relasi kesebandingan, maka ditetapkanlah suatu konstanta yang disebut dengan sensitifitas transfers (Kt). Nilai ini biasanya ditulis dalam persen (%)

    7. Termal Output

      Didefinisikan sebagai adanya pergeseran / penyimpangan nilai regangan akibat perbedaan temperatur suhu. Umumnya bernilai pada kisaran ±2µε/ºC. Pada jenis strain gauge temperature tinggi diatas suhu 160 ºC, nilainya mencapai ±5µε/ºC. 

    Kurva hubungan antara nilai thermal output terhadap suhu


    Gambar 8. Thermal output fungsi dari temperatur

    Selain regangan, suhu temperature juga mempengaruhi nilai faktor gauge. 

    Kurva hubungan antara perubahan faktor gauge terhadap perbedaan temperatur.

     Gambar 9. Faktor Gauge (K) fungsi dari temperatur


    5. Prinsip Kerja [kembali]

    Ketika barang melewati sensor infrared, sensor tersebut akan mengaktifkan treadmill sehingga barang dapat bergerak menuju area penghitung. Setelah barang memasuki area tersebut, sensor PIR akan mendeteksi keberadaan barang. Saat kedua sensor bekerja, rangkaian counter akan melakukan proses pencacahan (counter up) dan hasilnya ditampilkan pada seven segment. Apabila hitungan telah mencapai angka 9, sensor touch digunakan untuk mereset tampilan seven segment kembali ke angka 0 sehingga proses perhitungan dapat dimulai dari awal.

    Saat sensor PIR aktif, tegangan keluaran sensor sekitar 4,99 V akan mengalir melalui resistor R2 sebesar 10 kΩ. Dengan konfigurasi pembagi tegangan (voltage divider), diperoleh tegangan VBE sekitar 0,79 V yang cukup untuk mengaktifkan transistor. Ketika transistor aktif, arus dari power supply mengalir dari kolektor ke emitor menuju ground. Akibatnya relay bekerja dan kontak relay berpindah posisi sehingga treadmill dapat beroperasi untuk membawa barang masuk ke dalam pabrik.

    Selanjutnya, ketika sensor infrared dan sensor PIR aktif, tegangan keluaran sensor akan mengalir melalui resistor R3 dan mengaktifkan transistor Q2. Arus dari power supply kemudian mengalir dari kolektor ke emitor menuju ground sehingga relay aktif. Sinyal selanjutnya diteruskan ke rangkaian asynchronous counter. Pada rangkaian ini, sinyal clock hanya diberikan pada flip-flop pertama, sedangkan flip-flop berikutnya menerima clock dari keluaran flip-flop sebelumnya. Keluaran counter kemudian diteruskan ke rangkaian decoder yang berfungsi mengubah data biner menjadi tampilan desimal pada seven segment.

    Sensor touch digunakan untuk mereset tampilan seven segment. Ketika sensor mendeteksi sentuhan dari operator, tegangan keluaran sensor mengalir melalui resistor R5 sebesar 10 kΩ dan menghasilkan tegangan yang cukup untuk mengaktifkan transistor. Setelah transistor aktif, relay bekerja dan sinyal diteruskan ke rangkaian encoder dan decoder sehingga tampilan pada seven segment kembali ke kondisi awal atau angka yang diinginkan untuk proses reset.

    6. Problem [kembali]

                              Dalam suatu ruangan, kondisi berbahaya seperti terjadinya getaran atau gempa bumi dan munculnya percikan api dapat menimbulkan risiko terhadap keselamatan manusia maupun peralatan yang berada di dalam ruangan. Apabila kondisi tersebut tidak terdeteksi dengan cepat, dampak yang ditimbulkan dapat menjadi semakin besar. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem otomatis yang mampu mendeteksi kondisi bahaya dan memberikan respons secara langsung.

    Permasalahan utama pada rangkaian ini adalah bagaimana menggabungkan beberapa jenis sensor untuk mendeteksi kondisi lingkungan yang berbeda. Sensor vibration digunakan untuk mendeteksi adanya getaran atau gempa bumi, sedangkan flame sensor digunakan untuk mendeteksi adanya percikan atau nyala api. Selain itu, sensor PIR digunakan untuk mendeteksi keberadaan atau pergerakan manusia di dalam ruangan.

    Sinyal yang dihasilkan oleh masing-masing sensor kemudian diproses oleh rangkaian elektronika dan sistem logika digital. Transistor digunakan sebagai sakelar elektronik untuk mengendalikan relay, sedangkan relay berfungsi untuk mengaktifkan berbagai aktuator seperti buzzer, motor, dan indikator lainnya. Dengan demikian, sistem dapat memberikan respons secara otomatis sesuai dengan kondisi yang terdeteksi.

    Rangkaian ini juga menggunakan encoder, decoder, dan seven segment untuk memberikan informasi visual mengenai kondisi sensor. Kombinasi sinyal dari sensor diproses sehingga dapat menghasilkan suatu kode tertentu, kemudian decoder mengubah kode tersebut menjadi sinyal yang dapat ditampilkan pada seven segment. Dengan adanya tampilan tersebut, pengguna dapat mengetahui kondisi sistem secara lebih mudah.

    Dengan demikian, permasalahan yang harus diselesaikan dalam perancangan rangkaian ini adalah bagaimana mengintegrasikan sensor vibration, flame sensor, sensor PIR, rangkaian pengondisi sinyal, transistor, relay, encoder, decoder, seven segment, dan berbagai aktuator sehingga mampu membentuk sebuah sistem pendeteksi bahaya otomatis yang dapat mendeteksi getaran, percikan api, dan keberadaan manusia serta memberikan respons yang sesuai terhadap setiap kondisi. 

    7. Soal Latihan dan Jawaban

    1. Jelaskan fungsi sensor vibration dan flame sensor pada rangkaian pendeteksi bahaya serta respons yang dihasilkan ketika masing-masing sensor aktif!

    Jawaban:

    Sensor vibration berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran yang dapat digunakan sebagai representasi terjadinya gempa bumi. Ketika getaran terdeteksi, sensor menghasilkan perubahan sinyal keluaran yang kemudian diteruskan menuju rangkaian kontrol. Sinyal tersebut dapat mengaktifkan transistor dan relay sehingga indikator peringatan gempa bekerja.

    Sementara itu, flame sensor berfungsi untuk mendeteksi adanya percikan atau nyala api berdasarkan pancaran cahaya inframerah yang dihasilkan oleh api. Ketika api terdeteksi, keluaran sensor berubah menjadi kondisi aktif dan diteruskan menuju rangkaian kontrol untuk mengaktifkan sistem peringatan, seperti buzzer, serta aktuator lain seperti pompa air apabila digunakan dalam sistem pemadaman otomatis.

    2. Jika sensor vibration dan flame sensor digunakan untuk menentukan jumlah kondisi bahaya yang aktif, tentukan tampilan seven segment untuk setiap kemungkinan kondisi kedua sensor tersebut!

    Jawaban:

    Sensor VibrationFlame SensorJumlah Sensor AktifTampilan Seven Segment
    0000
    0111
    1011
    1122

    Apabila kedua sensor tidak aktif, maka tidak terdapat kondisi bahaya yang terdeteksi sehingga seven segment menampilkan angka 0.

    Apabila hanya flame sensor yang aktif, maka terdapat satu kondisi bahaya yang terdeteksi sehingga seven segment menampilkan angka 1.

    Apabila hanya sensor vibration yang aktif, maka juga terdapat satu kondisi bahaya yang terdeteksi sehingga seven segment menampilkan angka 1.

    Apabila sensor vibration dan flame sensor aktif secara bersamaan, maka terdapat dua kondisi bahaya yang terdeteksi sehingga seven segment menampilkan angka 2.

    3. Jelaskan fungsi encoder, decoder, dan seven segment dalam rangkaian pendeteksi getaran dan percikan api!

    Jawaban:

    Encoder berfungsi untuk mengubah beberapa kondisi masukan menjadi suatu kode biner tertentu. Dalam rangkaian ini, sinyal yang berasal dari sensor diproses sehingga menghasilkan kode biner yang mewakili kondisi sensor yang sedang aktif.

    Selanjutnya, kode biner tersebut diteruskan menuju decoder. Decoder berfungsi untuk menerjemahkan kode biner menjadi kombinasi keluaran yang sesuai agar dapat mengendalikan segmen-segmen pada seven segment.

    Seven segment kemudian berfungsi sebagai indikator visual yang menampilkan angka berdasarkan hasil pengolahan kondisi sensor. Dengan demikian, pengguna dapat mengetahui jumlah atau kondisi bahaya yang sedang terdeteksi melalui angka yang ditampilkan pada seven segment.

    Secara keseluruhan, encoder bertugas mengubah kondisi input menjadi kode biner, decoder bertugas menerjemahkan kode biner menjadi sinyal keluaran, sedangkan seven segment bertugas menampilkan hasil tersebut dalam bentuk angka yang mudah dibaca oleh pengguna.                                                                  

    8. Percobaan [kembali]

    • Prosedur
      1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus, seperti sensor vibration, sensor pir, flame sensor, gerbang AND, buzzer, logic state, decoder, seven segment, resistor, transistor, opamp, dan lain-lain.
      2. Susunlah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini
      3. Resistor  yang digunakan ada diberi hambatan 10k dan 220.
      4. Baterai yang digunakan diberi tegangan yaitu 12V.
      5. Power yang digunakan diberi tegangan yaitu 5V dan 7V.
      6. Buzzer yang digunakan diberi tegangan 12V
      7. Relay yang digunakan diberi tegangan 5V.
      8. Setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.
      9. Jalankan sensor Flame , Pir, Vibration  dengan menekan logicstate yaitu mengubah dari angka nol menjadi satu.
      10. Jika rangkaian benar, maka sensor flame, sensor mq-2 dan sensor Pir akan bekerja  sehingga led menyala, buzzer berbunyi dan motor pun bergerak.
      11. Jika logicstatenya tidak dijalankan atau berlogika 0 maka motor tidak akan bergerak, led tidak menyala, dan buzzer tidak berbunyi.
      12. Jika sensor vibration diaktifkan, maka pada seven segment akan muncul angka 1.
      13. Jika flame sensor diaktifkan, maka seven segment akan menghasilkan angka 2.
      14. Jika sensor vibration dan flame sensor diaktifan, maka akan memberikan angka 3 pada seven segmentnya.

          Rangkaian Percobaan

      Vidio Percobaan

      Prinsip Kerja

      ⇉Apabila vibrasion sensor, flame sensor tidak mendeteksi getaran dan percikan api yaitu kedua sensor berlogika 0, maka output pada sensor sebesar 0-0.5 V akan diteruskan ke pin A dan pin B 74247 sehingga seven segmen akan menampilkan angka 0 sebagai tanda bahwa kedua sensor tidak ada menedeteksi apapun.
      ⇉Apabila sensor vibrasion mendeteksi adanya getaran yaitu sensor berlogika 1 maka output sensor sebesar 5 V diteruskan ke pin A 74247 sehinnga seven segmen akan menampilkan angka 1 yang menandakan sensor vibrasi aktif. Kemudian output sensor sebesar 5V juga diteruskan ke gerbang AND maka input pada gerbang AND yaitu 1:1 sehingga output pada gerbang AND yaitu 1 lalu diteruskan ke resistor kemudian tegangan sebesar 0.87 V diteruskan ke transistor sehingga transistor aktif. Karena Q1 on maka ada arus dari batterai menuju relay sehingga relay aktif sehingga switch relay berpindah ke kiri dan relay on. dari relay arus mengalir ke kaki kolektor Q1 menuju ke emitor dan ke ground. Karena relay on dan switchnya berpindah ke kiri, arus mengalir ke battray dan dari batrai masuk ke motor sehingga led akan aktif (menyala).⇉Apabila flame sensor mendeteksi adanya percikan api yaitu sensor berlogika 1 maka output sensor sebesar 5V diteruskan ke pin B 74247 sehinnga seven segment akan menampilkan angka 2 yang menandakan sensor flame aktif. Kemudian output sensor sebesar 5V juga diteruskan ke gerbang AND maka input pada gerbang AND yaitu 1:1 sehingga output pada gerbang AND yaitu 1 lalu diteruskan ke resistor kemudian tegangan sebesar 0.87 V diteruskan ke transistor sehingga transistor aktif. Karena Q2 on maka ada arus dari batterai menuju relay sehingga relay aktif sehingga switch relay berpindah ke kiri, dari relay arus mengalir ke kaki kolektor Q2 menuju ke emitor dan ke ground. Karena relay on maka arus mengalir ke battray dan dari baterai masuk ke buzer sehingga buzer aktif.
      ⇉Apabila sensor vibrasi dan senso flame aktif maka output dari sensor vibrasi dan sensor flame akan diteruskan ke pin A dan pin B 74247 sehingga seven segment akan menampilkan angka 3 yang menandakan kedua sensor aktif sehingga output dari kedua sensor sebesar 5V diteruskan ke gerbang AND U2 dan U3 lalu diteruskan ke transistor karena transistor on maka ada ada arus dari batterai masuk ke relay sehingga relay aktif dan switch pada relay berpindah ke kiri dari relay arus mengalir kek kaki kolektor Q1 dan Q2 menuju ke emitor dan ke ground . Karena relay on maka arus mengalir ke motor dan buzer sehingga led dan buzer aktif.
      ⇉Apabila sensor pir mendeteksi adanya pergerakan orang yang akan keluar dari ruangan, maka sensor pir akan berlogika 1, sehingga ada arus yang mengalir dari power supply menuju vcc, kemudian dikeluarkan menuju kaki out, sehingga adanya tegangan yang masuk menuju resistor, kemudian diumpankan pada sebuah opamp, dimana disana terjadi penguatan sebanyak 2 kali. Tegangan tersebut ditersukan ke resistor, sehingga tegangannya menjadi 0.87. Tegangan ini mampu mengaktifkan kaki base transistor, sehingga ada arus mengalir dari power supply ke relay, yang menyebabkan relay aktif sehingga rangkaian lop pada relay menjadi tertutup yang menyebebkan adanya tegangan dari baterai yang mempu mengaktifkan motor sehingga motor bergeraknyang menandakan bahwa pintu terbuka. Selian itu arus pada relay juga diteruskan pada kaki colector terus ke emiter terus ke ground.

    9. Download File [kembali]






    Komentar

    Posting Komentar

    Postingan populer dari blog ini