sistem kontrol pengalengan buah pada pabrik produksi makanan kaleng
1. Tujuan [kembali]
- Mempelajari cara kerja sensor yang ada.
- Mempelajari prinsip kerja sistem kontrol pengalengan susu pada pabrik produksi susu cair menggunakan sensor suhu, sensor ph, sensor tekanan, sensor proximity, sensor water level, sensor kelembapan.
- Mempelajari simulasi rangkaian sistem kontrol pengalengan susu pada pabrik produksi susu cair menggunakan sensor suhu, sensor ph, sensor tekanan, sensor proximity, sensor water level, sensor kelembapan.
2. Alat dan Bahan [kembali]
1. Voltmeter
DC Voltemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mnegukur tegangan DC. 1. ResistorSpesifikasi resistor yang digunakan:
a. Resistor 10 ohm
b. Resistor 220 ohm
c. Resistor 10k ohm
Datasheet resistor
2. Logic State
3. Transistor NPN
Transistor NPN merupakan jenis transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor. Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, dan lain lain. Spesifikasi dan konfigurasi pin:
Spesifikasi4. 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.
Spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-CTegangan coil: DC 5VStruktur: Sealed typeSensitivitas coil: 0.36WTahanan coil: 60-70 ohmKapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDCUkuran: 196154155 mmJumlah pin: 5
Konfigurasi Pin
5. Dioda
Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).
6. LED
7. OP-AMP
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.
8. Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Konfigurasi Pin
1. Voltmeter
Spesifikasi resistor yang digunakan:
a. Resistor 10 ohm
b. Resistor 220 ohm
c. Resistor 10k ohm
Spesifikasi dan konfigurasi pin:

Buzzer Features and Specifications
- Rated Voltage: 6V DC
- Operating Voltage: 4-8V DC
- Rated current: <30mA
- Sound Type: Continuous Beep
- Resonant Frequency: ~2300 Hz
- Small and neat sealed package
- Breadboard and Perf board friendly
10. Switch
• Constant ON resistance for signals ±10V and 100 kHz connection diagram • tOFF < tON. break before make action • Open switch isolation at 1.0 MHz -50 dB • < 1.0 nA leakage in OFF state • TTL. DTL. RTL direct drive compatibility • Single disable pin turns all sWitches in package OFF
11. POWER SUPPLY
- Rated Voltage: 6V DC
- Operating Voltage: 4-8V DC
- Rated current: <30mA
- Sound Type: Continuous Beep
- Resonant Frequency: ~2300 Hz
- Small and neat sealed package
- Breadboard and Perf board friendly
3. Dasar Teori [kembali]
Sensor LM35
- Prinsip Kerja: Menggunakan elemen semikonduktor untuk menghasilkan tegangan keluaran yang proporsional dengan suhu.
- Kategori:
- Pasif/Aktif: Aktif (memerlukan sumber daya eksternal).
- Analog/Digital: Analog (menghasilkan tegangan linier terhadap suhu).
- Fisika/Kimia/Biologi: Fisika (suhu).
- Thermal/Mekanis/Optik: Thermal.
LM35 menggunakan dua transistor diferensial yang memiliki area emitter berbeda. Salah satu transistor memiliki area emitter yang lebih besar, sehingga arus yang mengalir melalui masing-masing transistor akan berbeda. Perbedaan densitas arus ini menghasilkan tegangan pada resistor tertentu, yang proporsional terhadap suhu absolut (dalam Kelvin). Tegangan yang dihasilkan oleh transistor ini, meskipun tergantung pada suhu, perlu diperkuat dan disesuaikan agar sesuai dengan skala Celsius.
Untuk itu, rangkaian menggunakan amplifier penguat (A1) yang berfungsi untuk menjaga tegangan pada basis transistor tetap stabil dan proporsional terhadap suhu absolut, serta memperbaiki hubungan antara output dan suhu. Pada tahap berikutnya, sumber arus konstan (I) digunakan untuk memastikan bahwa arus yang mengalir melalui transistor tetap stabil, yang penting untuk menjaga ketepatan pengukuran suhu.
Setelah sinyal suhu diperoleh, amplifier output (A2) mengonversi tegangan yang sebanding dengan suhu absolut menjadi tegangan yang lebih mudah dibaca dan linear terhadap suhu dalam skala Celsius. Dengan penguatan dan kompensasi dari berbagai komponen ini, LM35 menghasilkan tegangan output yang meningkat sebesar 10 mV untuk setiap kenaikan suhu 1°C, memungkinkan pengguna untuk mengukur suhu dengan presisi tinggi dan linearitas yang sangat baik.
Keseluruhan proses ini memungkinkan LM35 untuk memberikan pengukuran suhu yang akurat dan mudah digunakan dalam aplikasi elektronik, dengan ketepatan tinggi tanpa memerlukan kalibrasi eksternal.
LM35 menghasilkan tegangan output yang berbanding lurus dengan suhu yang diukur. Ketika suhu naik, tegangan output meningkat sebesar 10 mV untuk setiap kenaikan 1°C. Sensor ini memberikan pengukuran suhu yang sangat presisi dan linear tanpa memerlukan kalibrasi eksternal. Semua komponen bekerja bersama untuk menghasilkan sinyal yang dapat diproses lebih lanjut, menjadikan LM35 ideal untuk aplikasi pengukuran suhu dalam berbagai perangkat elektronik.
Dengan prinsip ini, LM35 memberikan kemudahan dalam pengukuran suhu dengan ketepatan yang tinggi dan digunakan secara luas dalam aplikasi pengendalian suhu atau monitoring suhu otomatis.
- Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
- Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu25ºC
- Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
- Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
- Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
- Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Grafik respon
Sensor Kelembapan HIH 5030
- Prinsip Kerja: Menggunakan elemen kapasitif untuk mendeteksi kelembapan relatif udara, menghasilkan tegangan proporsional.
- Kategori:
- Pasif/Aktif: Aktif (memerlukan sumber daya eksternal).
- Analog/Digital: Analog (tegangan berubah dengan kelembapan).
- Fisika/Kimia/Biologi: Fisika (kelembapan udara).
- Thermal/Mekanis/Optik: Tidak termasuk kategori ini secara langsung
Grafik ResponGrafik menunjukkan tegangan (V) yang berubah mengikuti variasi kelembapan relatif.
- Sensor PH
Rentang Pengukuran: 0 hingga 14 pH.
Resolusi: 0.01 pH (standar).Akurasi: ±0.1 pH atau lebih baik (tergantung model).Tegangan Operasi: Biasanya 3.3V atau 5V untuk modul sensor berbasis mikrokontroler.Output Sensor: Analog (tegangan proporsional dengan pH). Digital (RS485, Modbus, atau I2C untuk sensor industri).Suhu Operasional: Biasanya 0°C hingga 60°C (untuk sensor standar). Sensor industri dapat bekerja hingga 100°C dengan kompensasi suhu.Material Elektroda: Kaca khusus tahan terhadap larutan korosif. Bodi pelindung berbahan plastik atau stainless steel untuk aplikasi berat
- Resistor
Resistor atau disebut juga dengan hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengukur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan dari resistor adalah ohm. Nilai resistor biasanya diawali dengan kode angka ataupun gelang warna yang tedpat di badan resistor. Hambatan resistor disebut juga dengan resistansi. 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 :
Op-Amp
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 Penjumlahan:
Tegangan Keluaran:
Output umum dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;
Jumlah Tegangan Input Amplifikasi Terbalik:
jika resistor inputnya sama, outputnya adalah jumlah tegangan input yang diskalakan terbalik,
Jika R 1 = R 2 = R 3 = R n = R
Output yang Dijumlahkan:
Ketika semua resistor dalam rangkaian di atas sama, outputnya adalah jumlah terbalik dari tegangan input.
Jika R f = R 1 = R 2 = R 3 = R n = R;
V keluar = – (V 1 + V 2 + V 3 +… + V n )
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;
Perbedaan Penguatan Persatuan:
Jika semua resistor yang digunakan dalam rangkaian adalah sama yaitu R a = R b = R f = R g = R, penguat akan memberikan output yang merupakan selisih tegangan input;
V keluar = V b – V a
Penguat Pembeda
Penguat Operasional jenis ini memberikan tegangan output yang berbanding lurus dengan perubahan tegangan input. Tegangan keluaran diberikan oleh;
Input gelombang segitiga => Output gelombang persegi panjang
Input gelombang sinus => Output gelombang kosinus
Penguat Integrator
Penguat ini memberikan tegangan keluaran yang merupakan bagian integral dari tegangan masukan.
- Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan eletron selama waktu tertentu atau komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik yang terdiri dari dua konduktor dan dipisahkan oleh dua penyekat tiap konduktor disebut keeping
beberapa fungsi kapasitor diantaranya:
- Fungsi kapasitor sebagai kopling penghubung antara rangkaian. Kopling kapasitor akan memblok tegangan DC dan mengalirkan sinyal AC.
- Sebagai penyaring atau filter untuk meredam tegangan ripple pada rangkaian power supply.
- Sebagai peredam noise pada rangkaian.
- Kapasitor sebagai penghemat daya listrik PLN.
- Sebagai pelindung saklar dari loncatan api pada saat terhubung terutama pada tegangan tinggi.
- Ground
Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.
Kegunaan ground
- Titik kembalinya arus atau sinyal listrik
- Pelindung terhadap gelombang elektromagnetik dari udara sekitar
- Pengaman setrum jika ada kerusakan (ground sesungguhnya)
- Titik patokan (referensi) tegangan atau sinyal dari berbagai titik di rangkaian
- Menghilangkan dengung pada penguat audio
- Mengurangi noise pada penguat audio (amplifier)dll
- Baterai
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.
Prinsip operasi
Baterai mengubah energi kimia lansung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit
- Transistor NPN
Istilah PNP dan NPN diambil dari polaritas arus yang bekerja pada transistor. NPN artinya tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negative dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberikan arus positif pada basisnya.
Sebalknya transistor PNP mengalirkan arus dari emitor menuju kolektor. Emitor difungsikan sebagai input dan kolektor sebagai outpurnya jika nasisnya dialiri arus negative.
merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi perubahan jarak pada suatu benda. Proses tersebut terjadi tanpa adanya kontak fisik. Sensor proximity sering disebut juga dengan sensor jarak. Sensor proximity menggunakan pengantar radiasi elektromagnetik dalam prosesnya. Hal ini yang membuat perangkat dapat mendeteksi keberadaan benda atau kondisinya meskipun tanpa ada kontak fisik.
Sensor proximity sering digunakan untuk kepentingan yang sangat beragam, diantaranya ada yang digunakan untuk mendeteksi bahan. Selain itu, ada juga yang digunakan untuk mendeteksi lingkungan yang berbeda. Pengaplikasiannya yaitu seperti digunakan pada smartphone atau pun berbagai perangkat elektronik lainnya. Sensor proximity juga sering digunakan untuk beragam mesin industri. Misalnya seperti mesin plastik, mesin pengolah logam, mesin cetak dan lain sebagainya. Sensor proximity bisa disingkat sebagai P-Sensor.
Cara Kerja Sensor Proximity
• Untuk melakukan deteksi pergerakan objek di sekitarnya, sensor proximity memanfaatkan adanya radiasi elektromagnetik (medan elektromagnetik), dimana sensor jarak tersebut akan mengatur interval nominal supaya dapat melaporkan objek yang terdeteksi.
• Jadi, saat ada benda atau objek yang mendekati sensor maka akan tercipta sebuah sinyal. Benda atau objek tersebut dapat bersifat logam maupun non logam. Kemudian signal tersebut akan dihubungkan dengan berbagai sistem otomatisasi.
• Sensor proximity terdiri dari device elektronik solid state yang tampilannya dalam kondisi terbungkus. Dengan keadaan terbungkus, maka akan melindungi perangkat tersebut dari getaran, korosif, atau pun cairan dan kimiawi yang berlebihan.
• Dalam proses kerjanya, sensor gerak ini bisa diandalkan. Selain memiliki nilai akurat yang tinggi, sensor tersebut juga bisa digunakan untuk mendeteksi benda-benda yang sangat kecil sekalipun.
- Light Emitting Code (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.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.
Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)
Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)
Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.
Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.
- Power Supply
- Voltmeter
- Ground

- Water Level Sensor
Sensor level air/sensor deteksi kebocoran adalah modul 3-pin yang mengeluarkan sinyal analog (umumnya 0 hingga 500) yang menunjukkan perkiraan kedalaman perendaman air. Bila digunakan bersama resistor penarik, sensor ini dapat digunakan sebagai perangkat digital untuk menunjukkan keberadaan air.
Sensor ini memiliki serangkaian sepuluh jejak tembaga yang terbuka, lima di antaranya adalah jejak daya dan lima adalah jejak indra. Jejak-jejak ini saling bertautan sehingga ada satu jejak indra di antara setiap dua jejak daya. Biasanya jejak-jejak ini tidak terhubung tetapi dijembatani oleh air saat terendam.
Rangkaian konduktor paralel yang terbuka, bersama-sama bertindak sebagai resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi sesuai dengan ketinggian air. Perubahan resistansi sesuai dengan jarak dari atas sensor ke permukaan air. Resistansi berbanding terbalik dengan ketinggian air:
Semakin banyak air yang terendam sensor, konduktivitasnya akan semakin baik dan akan menghasilkan resistansi yang lebih rendah.
Semakin sedikit air yang terendam sensor, konduktivitasnya akan semakin buruk dan akan menghasilkan resistansi yang lebih tinggi.
Sensor menghasilkan tegangan keluaran sesuai dengan resistansi, yang dengan pengukuran kita dapat menentukan level air.
Untuk terhubung ke papan Grove:
3 pin dalam modul tersebut adalah:
Pin S (Sinyal) adalah keluaran analog yang akan dihubungkan ke salah satu masukan analog pada Arduino Anda.
Pin + (VCC) memasok daya untuk sensor. Sebaiknya sensor diberi daya dengan tegangan 3,3V – 5V. Harap perhatikan bahwa keluaran analog akan bervariasi tergantung pada tegangan yang diberikan untuk sensor.
– (GND) adalah koneksi ground.
Pertama, Anda perlu menyalurkan daya ke sensor. Untuk itu, Anda dapat menghubungkan pin + (VCC) pada modul ke 5V pada Arduino dan pin – (GND) ke ground.
A. Langkah-langkah
- siapkan semua alat dan bahan yang akan digunakan
- letakkan alat dan bahan sesuai dengan gambar rangkaian
- sambungkan semua rangkaian seperti pada gambar rangkaian
- terakhir jalankan rangkaian
B. Prinsip kerja
Gambar Rangkaian

Aplikasi fermentasi buah bekerja dengan memantau dan mengendalikan parameter kunci secara otomatis untuk memastikan proses fermentasi berjalan optimal. Sensor kelembapan dan suhu lingkungan mengontrol perangkat pendukung seperti pendingin, pemanas, atau pelembap untuk mempertahankan kondisi ideal, sementara sensor pH memastikan tingkat keasaman berada pada rentang yang mendukung aktivitas mikroorganisme. Selama fermentasi aktif, sensor gas memonitor produksi karbon dioksida (CO₂) sebagai indikator fermentasi yang aktif dan mendeteksi kadar oksigen untuk menjaga kondisi anaerob. Sensor tekanan digunakan untuk mengukur akumulasi gas di dalam wadah, dan jika tekanan berlebih terdeteksi, sistem secara otomatis membuka katup pelepas gas. Sensor alkohol memantau kadar etanol untuk menentukan kapan fermentasi selesai. Jika terjadi anomali seperti perubahan suhu atau tekanan yang tidak wajar, sistem melakukan tindakan otomatis, seperti menstabilkan suhu atau melepaskan tekanan.
2 Sensor 1 output
Rangkaian ini berbasis dua sensor, yaitu sensor suhu (LM35) dan sensor kelembapan, untuk mengontrol perangkat pemanas dan pendingin. Sensor suhu LM35 menghasilkan tegangan keluaran yang sebanding dengan suhu yang diukur. Tegangan ini dialirkan ke detektor berbasis op-amp LM741 untuk dibandingkan dengan tegangan referensi. Tegangan referensi disesuaikan menggunakan potensiometer (RV) untuk menentukan ambang batas suhu. Pada detektor non-inverting, jika suhu melebihi 30°C, tegangan keluaran menjadi tinggi (logika "1"). Sebaliknya, pada detektor inverting, jika suhu di bawah 25°C, tegangan keluaran juga menjadi tinggi (logika "1"). Kedua keluaran ini akan digunakan sebagai sinyal kontrol untuk mengaktifkan pemanas atau pendingin.
Sensor kelembapan berfungsi dengan menghasilkan tegangan keluaran yang bergantung pada tingkat kelembapan di lingkungan sekitar. Tegangan ini diteruskan ke dua detektor LM741. Detektor non-inverting dirancang untuk mendeteksi kelembapan di bawah 60%, menghasilkan keluaran tinggi saat kondisi ini terpenuhi. Sebaliknya, detektor inverting mendeteksi kelembapan di atas 80% dan menghasilkan keluaran tinggi saat kondisi tersebut tercapai. Aliran arus dari kedua sensor ke detektor memastikan bahwa kelembapan dan suhu dapat diukur secara bersamaan.
Keluaran dari masing-masing detektor diteruskan ke encoder, yang berfungsi menggabungkan sinyal logika dari detektor suhu dan kelembapan. Encoder akan mengaktifkan motor pendingin jika suhu lebih dari 27°C dan kelembapan kurang dari 60% dengan mengirimkan sinyal logika yang sesuai. Sebaliknya, jika suhu kurang dari 21°C dan kelembapan lebih dari 80%, encoder mengirimkan sinyal untuk mengaktifkan motor pemanas. Aliran arus dari encoder ke motor memastikan perangkat yang sesuai diaktifkan berdasarkan kondisi lingkungan.
Rangkaian ini memanfaatkan suplai daya +5V untuk sensor LM35 dan ±9V untuk op-amp LM741, memastikan stabilitas operasional. Tegangan dari sensor suhu dan kelembapan dialirkan ke input non-inverting atau inverting pada op-amp melalui resistor. Potensiometer digunakan untuk membagi tegangan suplai, menciptakan nilai referensi yang dapat diatur. Jika tegangan keluaran sensor melebihi atau kurang dari nilai referensi, op-amp menghasilkan tegangan keluaran tinggi untuk mengontrol perangkat.
Pada tahap akhir, aliran arus dari detektor diarahkan ke motor yang mengoperasikan perangkat pendingin atau pemanas. Motor pendingin aktif ketika suhu tinggi dan kelembapan rendah, sedangkan motor pemanas aktif ketika suhu rendah dan kelembapan tinggi. Rangkaian ini dilengkapi indikator visual untuk menampilkan status operasi, seperti pendingin aktif atau jendela terbuka. Dengan prinsip kerja tersebut, rangkaian mampu secara otomatis mengatur suhu dan kelembapan guna menjaga kenyamanan ruangan..
1 Sensor 2 output
Rangkaian ini memanfaatkan sensor Load Cell (LC1) untuk mengukur berat suatu benda, seperti durian. Saat beban ditempatkan pada Load Cell, sensor menghasilkan sinyal tegangan kecil yang sebanding dengan berat benda tersebut. Tegangan ini diperkuat oleh amplifier non-inverting berbasis op-amp U13 (UA741). Tegangan keluaran amplifier dihitung menggunakan rumus: Vo = (1 + RF/R1) × Vin, di mana RF dan R1 adalah resistor umpan balik yang menentukan faktor penguatan.
Tegangan keluaran amplifier selanjutnya dialirkan ke input inverting op-amp, yang berfungsi sebagai detektor. Op-amp ini membandingkan tegangan dari Load Cell dengan tegangan referensi yang diatur melalui potensiometer RV. Jika berat benda melebihi ambang batas (misalnya, 30 satuan berat), tegangan pada input inverting akan melampaui tegangan referensi, menghasilkan sinyal keluaran tinggi (logika "1") dari op-amp.
Sinyal dari op-amp diteruskan ke basis transistor (BC547) melalui resistor bias RB. Ketika tegangan basis-emitor (Vbe) transistor mencapai ambang 0,6V, transistor menjadi aktif (saturasi), memungkinkan arus mengalir dari kolektor ke emitor. Aktivasi transistor ini menyalakan relay RL, yang terhubung ke motor penggerak dan lampu indikator (LED hijau, D7). Motor mulai bekerja untuk memindahkan benda (durian), sementara lampu indikator menyala sebagai penanda bahwa proses sedang berlangsung.
Sumber daya untuk motor dan lampu indikator disuplai melalui relay, yang hanya diaktifkan oleh arus dari transistor saat berat benda mencapai atau melebihi ambang batas yang telah ditentukan. Dengan mekanisme ini, rangkaian memastikan motor hanya beroperasi ketika dibutuhkan, menjadikan sistem lebih efisien dan sepenuhnya otomatis.
Pada rangkaian yang terhubung dengan sensor gas, proses aliran arus dimulai dari sensor gas CO2, yang mendeteksi konsentrasi gas CO2 di sekitarnya. Sensor ini mengubah konsentrasi gas menjadi sinyal tegangan analog yang sesuai dengan gas yang terdeteksi. Tegangan keluaran ini diteruskan ke komparator berbasis op-amp, di mana tegangan keluaran sensor dibandingkan dengan tegangan referensi yang disetel melalui potensiometer RV5. Jika tegangan keluaran sensor lebih besar dari tegangan referensi, op-amp menghasilkan logika tinggi pada outputnya, menandakan bahwa konsentrasi gas telah melebihi ambang batas yang ditentukan. Sinyal logika tinggi dari op-amp diteruskan ke basis transistor melalui resistor. Ketika tegangan pada basis transistor mencapai ambang 0,6V, transistor masuk ke mode saturasi, sehingga arus dapat mengalir dari kolektor ke emitor. Hal ini memungkinkan arus mengalir melalui kumparan relay, sehingga relay menghubungkan sumber daya ke motor penggerak dan lampu indikator. Motor penggerak kemudian mulai beroperasi, menjalankan tindakan pemberian bakteri asam asetat. Lampu indikator (D7) menyala untuk memberikan tanda bahwa sistem fermentasi berfungsi. Dengan demikian, rangkaian ini memastikan motor hanya menyala ketika konsentrasi Alkohol tercapai dan gas CO2 telah menurun melebihi ambang batas, memungkinkan pengoperasian yang efisien dan aman dalam kondisi darurat.
Pada rangkaian yang terhubung dengan sensor o2, proses aliran arus dimulai dari sensor O2, yang mendeteksi konsentrasi gas O2 di sekitarnya. Sensor ini mengubah konsentrasi gas menjadi sinyal tegangan analog yang sesuai dengan gas yang terdeteksi. Tegangan keluaran ini diteruskan ke komparator berbasis op-amp, di mana tegangan keluaran sensor dibandingkan dengan tegangan referensi yang disetel melalui potensiometer RV5. Jika tegangan keluaran sensor lebih besar dari tegangan referensi, op-amp menghasilkan logika tinggi pada outputnya, menandakan bahwa konsentrasi gas telah melebihi ambang batas yang ditentukan. Sinyal logika tinggi dari op-amp diteruskan ke basis transistor melalui resistor. Ketika tegangan pada basis transistor mencapai ambang 0,6V, transistor masuk ke mode saturasi, sehingga arus dapat mengalir dari kolektor ke emitor. Hal ini memungkinkan arus mengalir melalui kumparan relay, sehingga relay menghubungka
Pada rangkaian yang dimodifikasi untuk terhubung dengan sensor gas, proses aliran arus dimulai dari sensor gas, seperti MQ-series, yang mendeteksi konsentrasi gas di sekitarnya. Sensor ini mengubah konsentrasi gas menjadi sinyal tegangan analog yang bervariasi sesuai dengan tingkat gas yang terdeteksi. Sinyal tegangan tersebut kemudian diperkuat oleh amplifier non-inverting berbasis op-amp (U13), dengan penguatan yang ditentukan oleh konfigurasi resistor RF dan R1. Tegangan keluaran amplifier ini menjadi lebih besar dan proporsional terhadap konsentrasi gas. Tegangan keluaran dari amplifier selanjutnya diteruskan ke komparator berbasis op-amp (U14), di mana tegangan keluaran sensor dibandingkan dengan tegangan referensi yang disetel melalui potensiometer RV5. Jika tegangan keluaran sensor lebih besar dari tegangan referensi, op-amp menghasilkan logika tinggi pada outputnya, menandakan bahwa konsentrasi gas telah melebihi ambang batas yang ditentukan. Sinyal logika tinggi dari op-amp diteruskan ke basis transistor Q3 (BC547) melalui resistor RB2. Ketika tegangan pada basis transistor mencapai ambang 0,6V, transistor masuk ke mode saturasi, sehingga arus dapat mengalir dari kolektor ke emitor. Hal ini memungkinkan arus mengalir melalui kumparan relay RL3, sehingga relay menghubungkan sumber daya ke motor penggerak dan lampu indikator. Motor penggerak kemudian mulai beroperasi, menjalankan tindakan tertentu seperti mengaktifkan sistem ventilasi atau alat pengaman lainnya. Lampu indikator (D7) menyala untuk memberikan tanda bahwa sistem aktif dan berfungsi. Dengan demikian, rangkaian ini memastikan motor hanya menyala ketika konsentrasi gas melebihi ambang batas, memungkinkan pengoperasian yang efisien dan aman dalam kondisi darurat.
- Video
- Video teori
Komentar
Posting Komentar