TB UP&UC


Kontrol Pertanian Padi


REFERENSI

  • Candra, Adi. "Prototype Sistem Kontrol Air Sawah Otomatis Berdasarkan Level Air Berbasis Mikrokontroler Atmega8535 Pada Desa Bontoraja Kabupaten Bulukumba." Journal of Electrical Engineering and Computer (JEECOM) 2.1 (2020): 22-33.
  • Daru, April Firman, Whisnumurti Adhiwibowo, and Alauddin Maulana Hirzan. "Model Pemantau Kelembaban dan Irigasi Sawah Otomatis Berbasiskan Internet of Things." Komputika: Jurnal Sistem Komputer 10.2 (2021): 119-127.
  • Briliant, Yulianty, Muhammad Iqbal Bily Wahid, and Jusuf Bintoro. "Prototipe Sistem Kontrol Irigasi Sawah." AUTOCRACY: Jurnal Otomasi, Kendali, Dan Aplikasi Industri 3.02 (2016): 95-108.
  • Alel, Chomy Dwi, and Aswardi Aswardi. "Rancang Bangun Buka Tutup Pintu Air Otomatis Pada Irigasi Sawah Berbasis Arduino Dan Monitoring Menggunakan Android." JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) 6.1 (2020): 167-178
  • Siregar, Devinta Ayu, and Hambali Hambali. "Alat Pembasmi Hama Tanaman Padi Otomatis Berbasis Mikrokontroler Menggunakan Tegangan Kejut Listrik." JTEIN: Jurnal Teknik Elektro Indonesia 1.2 (2020): 55-62.
    TIPS & TRICK
                https://paktanidigital.com/artikel/teknologi-sensor-sawah/
                https://www.ugm.ac.id/id/berita/11792-interion-smarture-alat-buka-tutup-irigasi-sawah
                https://te.umtas.ac.id/2021/06/10/alat-ukur-kelembaban-tanah-sawah-berbasis-iot/
    • https://www.kompasiana.com/novetu003/62ed2f26a51c6f3d896af0c2/penerapan-sistem- mina-padi-dengan-sistem-smart-irrigation-control-dan-drainase-berbasis-iot-sebagai-penunjang-kesuksesan-pertanian-era-4-0?page=all&page_images=1

    1.Abstrak [Kembali]

    Perkembangan teknologi masa kini memiliki dampak yang sangat penting dalam kemajuan kehidupan
    manusia. Selain membantu banyak sektor kehidupan manusia, teknologi juga dapat membantu bidang pertanian, Pertanian memiliki persyaratan yang ketat agar tanaman bisa tumbuh sempurna. Tingkat kelembaban yang sangat mempengaruhi hasil panen dan juga hama yang ada pada pertanian, sehingga kelembaban sawah harus dijaga kestabilannya dan juga pada hama padi harus ada juga cara untuk mengatasinya. Kelembaban yang tidak sesuai menghambat pertumbuhan tanaman dan hama padi juga bisa mempengaruhi hasil panen. Tantangan utama dari pengairan sawah adalah proses pengairan yang dilakukan secara manual, sehingga memerlukan tenaga serta waktu yang banya. Oleh karena itu, alat ini memiliki tujuan untuk mendesain sebuah model pemantau kelembaban dan pengairan otomatis serta perlindungan untuk hama padi menggunakan mikrokontroler Arduino uno untuk meringankan beban petani untuk mengairi sawahnya. Model ini dilengkapi dengan sensor kelembaban untuk memonitor kelembaban serta water level sensor pengontrol kelembaban tanah dan juga sensor LDR untuk memberantas hama padi.


    Faktor kelembaban tanah di persawahan merupakan salah satu faktor yang sangat penting di dalam memaksimalkan hasil panen. Tanaman padi yang ada dipersawahan membutuhkan kelembaban tanah yang cukup untuk memaksimalkan pertumbuhannya. Kelembaban tanah yang stabil memberikan hasil panen yang berkualitas. Sebaliknya, apabila kelembaban tanah di sawah kurang dapat menghambat pertumbuhan tanaman untuk tumbuh secara optimal. Kurangnya kandugan air dalam tanah menghambat proses fotosintesis yang diperlukan oleh tanaman untuk memproduksi nutrisi tumbuh kembangnya. Nilai pertumbuhan dari tanaman di sawah menurun sesuai dengan jumlah air yang tersedia. Selain dari sisi pertumbuhan, nilai protein larut air yang terkandung di dalamnya ikut terpengaruh Ketatnya persyaratan tanaman yang tumbuh di sawah inilah yang menjadi masalah utama yang sering dialami petani. Selama ini, para petani masih menggunakan cara manual untuk menjaga kelembaban sawahnya dengan cara mengaktifkan pompa air yang tersedia. Proses pengairan yang dilakukan oleh para petani inilah yang menjadi tantangan utama pemeliharaan sawah agar bisa dilakukan secara otomatis untuk mengurangi beban para petani dalam bercocok tanam. Dengan meningkatnya produktivitas para petani, dapat meningkatkan pula produksi pangan dalam negeri sehingga dapat mengurangi frekuensi impor beras yang masih dilakukan untuk memenuhi kebutuhan pangan

    3.Tinjauan Pustaka[Kembali]

    Sistem Pengairan

    Pengairan irigasi pertanian merupakan upaya yang dilakukan petani untuk menjaga konsistensi ketersediaan air pada lahan pertanian. Namun pemakaian air terutama pada musim kemarau tidak dapat diatur dengan baik sehingga penggunaan air sawah sering tidak sesuai dengan kebutuhan. Pengaturan air dibuat dengan tujuan dapat mencukupi kebutuhan air secara merata disetiap lahan

    Konsep pengairan merupakan suatu cara pengairan pada sawah yang hanya memberi air irigasi sesuai dengan jumlah dan waktu yang dibutuhkan oleh tanaman. Pengairan yang dilakukan petani padi sawah, dengan menerapkan prinsip intensifikasi yang bersifat efektif, efisien, alamiah dan ramah lingkungan. Sistem pemberian air dilakukan hampir sepanjang masa tanam, yaitu 3 bulan sebelum padi tersebut menguning. Pemberian air dilakukan dengan cara menggenangi sawah dengan ketinggian tertentu antara 1 cm sampai dengan 15 cm. hal ini terus dilakukan sampai padi hampir menguning atau butir padi sudah terisi
    • Alat yang digunakan

    a.Battery (Power Supply)

    Spesifikasi:

    Sistem Kimia: Zinc-Manganese Dioxide (Zn / MnO2)

    Penunjukan: ANSI 1604A, IEC-6LF22 atau 6LR61

    Tegangan Nominal: 12 volt

    Suhu Operasi: -18 ° C hingga 55 ° C

    Berat Khas: 45 gram

    Shelf Life: 5 tahun pada 21 ° C

    Terminal: Jepretan Miniatur

    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

    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 Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)

    Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.

    Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang/Rechargeable)

    Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang atau Rechargeable Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif. Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi ulang (rechargeable Battery) yang sering kita temukan antara lain seperti Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) dan Li-Ion (Lithium-Ion).

    Struktur Battery

    elemen baterai

    b.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.

    Dalam Elektronika, ground yang dimaksud adalah ground semu (boleh juga nanti dihubungkan dengan ground sesungguh nya untuk pengamanan terhadap setrum).

    Yang dimaksud titik "ground semu" adalah titik tersebut dihubungkan dengan body alat elektronik yang terbuat dari logam sehingga semua komponen di dalamnya tertutupi oleh ground semu itu.

    Dengan cara ini jika ada (dan pasti ada) gelombang elektromagnetik dari udara sekitarnya tidak masuk ke alat elektronik kita.

    Ground pada elektronik berfungsi sebagai:

    1.Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.

    2.Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
    Simbol Grounding Listrik

    Sama seperti kebanyakan istilah dalam dunia kelistrikan sering terdapat simbol yang berbeda beda di tiap negara begitupun juga dengan simbol grounding listrik yang terdapat beberapa yang umum digunakan. Pada peralatan kelistrikan tentunya kita tidak jarang melihat ikon simbol dibawah ini bukan.


    Simbol grounding

    Kesemuanya adalah sama yaitu sebagai simbol grounding listrik. Fungsi dari simbol ini tentu saja banyak sekali misalnya saat proses gambar teknik instalasi listrik, proses pembangunan gedung, troubleshooting pada saat terjadi kegagalan ataupun maintenance instalasi listrik.

    c)VCC

    Spesifikasi:5V

    VCC menunjukkan pin yang harus disambung ke tegangan positip (biasanya 5V atau 3.3V)

    Pada awalnya VCC muncul ketika berbicara tentang rangkaian yang melibatkan transistor, khsusunya Bipolar Junction Transistor. Komponen-komponen elektronik aktif hampir selalu memiliki transistor di dalamnya. Sebuah IC (Integrated Circuit) bisa terdiri dari jutaan atau bahkan milyaran transistor di dalamnya.

    Sebuah transistor memiliki 3 kaki yaitu Collector, Base dan Emiter. VCC menyatakan tegangan (Voltage) pada kaki Collector. Jadi istilah VCC pada awalnya merujuk kepada tegangan di Collector ini. Sedangkan tegangan pada Emiter disebut VEE. Dan di kaki Base adalah ground.

    Istilah VCC dan VEE ini terus terbawa sampai sekarang bahkan kepada komponen yang tidak mengandung transistor sekalipun. VCC menyatakan power supply positif sedangkan VEE menyatakan power supply negatif. Sedangkan ground adalah netral (0 V). Kebanyakan kasus kita hanya menemukan VCC dan Ground.

    Berapakah nilai VCC? tergantung spesifikasinya bisa +3.3V, +5V, +9V atau +12V dan VEE bisa -3.3V, -5V, -9V atau -12V.

    Oleh karena itu SANGAT PENTING untuk membaca spesifikasi VCC ini, jika salah bisa berisiko rusaknya komponen arduino kita.

    Sebetulnya selain VCC dan VEE ada juga VDD dan VSS. Kalau VCC dan VEE ditemui pada transitor jenis bipolar (BJT), VDD dan VSS ada di transistor jenis FET (Field Effect Transistor). VDD (Drain) sama seperti VCC menyatakan power positif sedangkan VSS (Source) menyatakan power negatif.

    d)Generator DC


    Spesifikasi:
    • Speed : 2750 rpm
    • Output : DC 12V
    • Arus : 35A
    • Built-in regulator

    Generator ialah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik. 

    Tenaga mekanis : memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar

    Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), hal ini tergantung dari susunan atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari sistem pengambil arusnya.

    Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday :


    Dimana:
    N = Jumlah Lilitan
    0  = Fluksi Magnet
    e  = Tegangan Imbas, GGL (Gaya Gerak Listrik)
     

    a.Motor DC



    Motor yang beroperasi pada arus DC disebut sebagai Motor DC dan motor yang menggunakan arus AC disebut sebagai motor AC. Umumnya kamu tidak akan terlalu banyak menjumpai motor AC tetapi motor DC hampir digunakan dimana saja, yang mana di bidang listrik dinamai DC motor.

    Motor DC adalah motor listrik yang merupakan perangkat elektromekanis yang menggunakan interaksi medan magnet dan konduktor untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik putar, dimana motor DC dirancang untuk dijalankan dari sumber daya arus searah (DC). Sudah lebih dari 100 tahun motor DC brush (disikat) digunakan dalam industri serta aplikasi domestik.

    Prinsip Kerja Motor DC

    Komponen utama dari Motor DC adalah Winding/liltan, Magnet, Rotors, Brushes, Stator dan sumber arus searah (Arus DC). Ketika armature ditempatkan dalam medan magnet yang dihasilkan oleh magnet maka armature diputar dengan menggunakan arus searah, hal ini menghasilkan gaya mekanik. Dengan memanfaatkan putaran motor DC banyak jenis pekerjaan yang dapat dikerjakan.

    Gambar-Komponen-Bagian-Motor-DC

    Gambar-prinsip-kerja-motor-listrk


    b. Resistor(Analog Resistor Primitive)
    Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai teminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya.

    (V = I.R)

    Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.

    Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

    Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

    Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

    1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

    Berikut adalah macam-macam resistor dan simbolnya

     

    c.Relay

    Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
    Prinsip Kerja Relay

    Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
    1.Electromagnet (Coil)
    2.Armature
    3.Switch Contact Point (Saklar)
    4.Spring

    Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :

    Struktur dasar Relay

    Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

    -Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
    -Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

    Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

    Arti Pole dan Throw pada Relay

    Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw:
    • Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
    • Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)
    Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :
    • Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
    • Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
    • Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
    • Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.
    Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya.

    Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :
    Jenis relay berdasarkan Pole dan Throw
    Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay

    Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :
    1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
    2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
    3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
    4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).
    d. Diode

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

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

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


    e.Lampu 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.

    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.

    LIGHT EMITTING DIODE (LED), PRINCIPLE OF OPERATION ~ SCC Education

    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.

    f.Transitor bipolar

    Transistor Bipolar atau nama lainnya adalah transistor dwikutub adalah jenis transistor paling umum di gunakan dalam dunia elektronik. Di dalam transistor ini terdapat 3 lapisan material semikonduktor yang terdiri dari dua lapisan inti, yaitu lapisan P-N-P dan lapisan N-P-N.Transistor tipe NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke emitor.

    Transistor bipolar juga memiliki 3 kaki yang masing masing di beri nama Basis (B), Kolektor (K) dan Emiter (E). Perbedaan antara fungsi dan jenis-jenis transisor ini terlihat pada polaritas pemberian tegangan bias dan arah arus listrik yang berlawanan.

    Cara kerja transistor bipolar dapat di lihat dari dua dioda yang terminal positif dan negatif selalu berdempet, itu sebabnya pada saat ini terdapat 3 kaki terminal. Perubahan arus listrik dari jumlah kecil dapat menimbulkan efek perubahan arus listrik dalam jumlah besar khususnya pada terminal kolektor. Prinsip kerja ini lah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik.

    Prinsip kerja transistor PNP adalah arus mengalir dari emitor menuju kolektor. Dibandingkan NPN, pada PNP terjadi hal sebaliknya ketika arus mengalir pada kaki basis, maka transistor tidak bekerja. Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke kolektor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari emitor ke kolektor.

    Prinsip kerja transistor NPN adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor.


    g.Potensiometer
    Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.Struktur Potensiometer beserta Bentuk dan Simbolnya

    Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :1.Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
    2.Element Resistif
    3.Terminal

    Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer

    Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

    Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).

    Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).Fungsi-fungsi Potensiometer

    Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :

    1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
    2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
    3. Sebagai Pembagi Tegangan
    4. Aplikasi Switch TRIAC
    5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
    6. Sebagai Pengendali Level Sinyal
    h.Water sensor

    Water level merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air dengan output analog kemudian diolah menggunakan mikrokontroler. Cara kerja sensor ini adalah pembacaan resistansi yang dihasilkan air yang mengenai garis lempengan pada sensor. Semakin banyak air yang mengenai lempengan tersebut, maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan sebaliknya.

    Pin definition:
    "S" stand for signal input
    "+" stand for power supply
    "-" stand for GND
    Applications:
    1、 Mendeteksi curah hujan Rainfall detecting
    2
    、 Kebocoran cairan
    3.    Kepenuhan tank air 
    water level sensor working.gif

    i.Kapasitor pompa air

    Kapasitor pada motor listrik 1 fasa hanya berfungsi sebagai starter atau membantu motor untuk bisa memulai berputar. Didalam motor listrik 1 fasa kapasitor terdapat 2 koil/kumparan, yaitu koil utama dan koil bantu. Ketika steker listrik di tancapkan dan arus listrik masuk, maka ke 2 koil tersebut mendapatkan aliran listrik. Koil utama akan secara langsung dialiri listrik;  sementara pada koil bantu arus listrik akan melewati kapasitor lebih dahulu sebelum mengalirinya. Pada saat ini terjadi tarik menarik medan magnit yang menyebabkan rotor mulai berputar, setelah motor berputar kapasitor akan memutuskan aliran listrik sehingga koil bantu saat ini sudah tidak menerima pasokan listrik lagi.

    Pada intinya kapasitor hanya berfungsi untuk start atau memutar rotor untuk pertamakali. Jadi ketika kapasitor rusak maka arus tak bisa melewati koil bantu sehingga motor listrik pompa air tidak berputar.

    a. Fungsi Kapasitor Pompa Air sebagai Kapasitor Start

    Jika sobat hanya melihat satu kapasitor saja pada pompa air maka fungsi kapasitor pada pompa air ini adalah sebagai kapasitor start (capacitor start) untuk membantu putaran awal saat pompa pertama kali dinyalakan.

    Perlunya kapasitor ini karena torsi putaran awal dinamo dengan supply listrik arus AC yang cukup besar sehingga tenaga dari jala listrik PLN saja tidak cukup. Oleh karena itu kapasitor pada pompa air dipasang pada bagian coil start gulungan dinamo pompa air.

    Kurang lebih berikut ini secara umum adalah gambar rangkaian listrik pada pompa air, perlu diketahui mungkin pada beberapa model terdapat perbedaan :

    rangkaian listrik pompa air
    Rangkaian Pompa Air dengan Kapasitor Start

    Jika tidak ada kapasitor start atau kondisi kapasitor sudah dalam keadaan rusak pada pompa air maka dinamo hanya akan berdengung saja karena tidak cukup tenaga untuk memutar motor listrik. Untuk itulah fungsi kapasitor pada pompa air digunakan.

    b. Fungsi Kapasitor Pompa Air sebagai Kapasitor Run

    Selain sebagai kapasitor start, pada beberapa pompa air juga terdapat kapasitor running (capacitor running), fungsi kapasitor running pada pompa air adalah supaya putaran dinamo menjadi lebih halus sekaligus lebih bertenaga.

    Kapasitor Run biasanya memiliki nilai kapasitas yang lebih rendah dari kapasitor start dan biasanya bukan dari jenis kapasitor elektrolit. Jika terdapat kerusakan pada run kapasitor maka harus diganti dengan nilai yang sesuai karena jika kapasitansi terlalu tinggi akan menyebabkan pergeseran fasa tidak sempurna. Berikut ini contoh diagram pompa air dengan kapasitor start dan running :

    rangkaian pompa air kapasitor run

    Jika kapasitor Run terlalu tinggi, maka akan menyebabkan pergeseran fasa kurang dari seharusnya, arus yang mengalir ke dinamo akan terlalu besar dan menyebabkan dinamo overheat.

    Sebaliknya jika kapasitor Run terlalu rendah akan menyebabkan pergeseran fasa menjadi lebih besar, arus ke dinamo menjadi kurang yang menyebabkan performa dinamo pompa air menurun dan suara pompa menjadi kasar.

    j.Inductor

    Induktor juga merupakan komponen Elektronika Pasif yang sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika, terutama pada rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi Radio. Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang membentuk sebuah Kumparan. Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik. Medan Magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Dasar dari sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.

    Kemampuan Induktor atau Coil dalam menyimpan Energi Magnet disebut dengan Induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H). Satuan Henry pada umumnya terlalu besar untuk Komponen Induktor yang terdapat di Rangkaian Elektronika. Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang merupakan turunan dari Henry digunakan untuk menyatakan kemampuan induktansi sebuah Induktor atau Coil. Satuan-satuan turunan dari Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan microhenry (µH). Simbol yang digunakan untuk melambangkan Induktor dalam Rangkaian Elektronika adalah huruf “L”.

    Simbol Induktor

    Berikut ini adalah Simbol-simbol Induktor :

    Simbol-simbol Induktor (Coil)

    Nilai Induktansi sebuah Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya adalah :

    • Jumlah Lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi Induktasinya
    • Diameter Induktor, Semakin besar diameternya semakin tinggi pula induktansinya
    • Permeabilitas Inti, yaitu bahan Inti yang digunakan seperti Udara, Besi ataupun Ferit.
    • Ukuran Panjang Induktor, semakin pendek inductor (Koil) tersebut semakin tinggi induktansinya.

    Jenis-jenis Induktor (Coil)

    Berdasarkan bentuk dan bahan inti-nya, Induktor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah :

    • Air Core Inductor – Menggunakan Udara sebagai Intinya
    • Iron Core Inductor – Menggunakan bahan Besi sebagai Intinya
    • Ferrite Core Inductor – Menggunakan bahan Ferit sebagai Intinya
    • Torroidal Core Inductor – Menggunakan Inti yang berbentuk O Ring (bentuk Donat)
    • Laminated Core Induction – Menggunakan Inti yang terdiri dari beberapa lapis lempengan logam yang ditempelkan secara paralel. Masing-masing lempengan logam diberikan Isolator.
    • Variable Inductor – Induktor yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan keinginan. Inti dari Variable Inductor pada umumnya terbuat dari bahan Ferit yang dapat diputar-putar.

    Fungsi Induktor (Coil) dan Aplikasinya

    Fungsi-fungsi Induktor atau Coil diantaranya adalah dapat menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (Filter) Frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan.

    Berdasarkan Fungsi diatas, Induktor atau Coil ini pada umumnya diaplikasikan :

    • Sebagai Filter dalam Rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi
    • Transformator (Transformer)
    • Motor Listrik
    • Solenoid
    • Relay
    • Speaker
    • Microphone

    Induktor sering disebut juga dengan Coil (Koil), Choke ataupun Reaktor.

    k. LCD


     
    LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.

    Teknologi Display LCD ini memungkinkan produk-produk elektronik dibuat menjadi jauh lebih tipis jika dibanding dengan teknologi Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube atau CRT). Jika dibandingkan dengan teknologi CRT, LCD juga jauh lebih hemat dalam mengkonsumsi daya karena LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya sedangkan CRT berdasarkan prinsip pemancaran cahaya. Namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya. Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah backlight CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes).

    LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif. 

    Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah:

    · Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)

    · Elektroda Positif (Positive Electrode)

    · Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)

    · Elektroda Negatif (Negative Electrode)

    · Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)

    · Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)

    Dibawah ini adalah gambar struktur dasar sebuah LCD:

    LCD yang digunakan pada Kalkulator dan Jam Tangan digital pada umumnya menggunakan Cermin untuk memantulkan cahaya alami agar dapat menghasilkan digit yang terlihat di layar. Sedangkan LCD yang lebih modern dan berkekuatan tinggi seperti TV, Laptop dan Ponsel Pintar menggunakan lampu Backlight (Lampu Latar Belakang) untuk menerangi piksel kristal cair. Lampu Backlight tersebut pada umumnya berbentuk persegi panjang atau strip lampu Flourescent atau Light Emitting Diode (LED). Cahaya putih adalah cahaya terdiri dari ratusan cahaya warna yang berbeda. Ratusan warna cahaya tersebut akan terlihat apabila cahaya putih mengalami refleksi atau perubahan arah sinar. Artinya, jika beda sudut refleksi maka berbeda pula warna cahaya yang dihasilkan.

    Backlight LCD yang berwarna putih akan memberikan pencahayaan pada Kristal Cair atau Liquid Crystal. Kristal cair tersebut akan menyaring backlight yang diterimanya dan merefleksikannya sesuai dengan sudut yang diinginkan sehingga menghasilkan warna yang dibutuhkan. Sudut Kristal Cair akan berubah apabila diberikan tegangan dengan nilai tertentu. Karena dengan perubahan sudut dan penyaringan cahaya backlight pada kristal cair tersebut, cahaya backlight yang sebelumnya adalah berwarna putih dapat berubah menjadi berbagai warna.

    Jika ingin menghasilkan warna putih, maka kristal cair akan dibuka selebar-lebarnya sehingga cahaya backlight yang berwarna putih dapat ditampilkan sepenuhnya. Sebaliknya, apabila ingin menampilkan warna hitam, maka kristal cair harus ditutup serapat-rapatnya sehingga tidak adalah cahaya backlight yang dapat menembus. Dan apabila menginginkan warna lainnya, maka diperlukan pengaturan sudut refleksi kristal cair yang bersangkutan.

    L. LDR

    4. Metode Penelitian [Kembali]


    4.Hasil dan Pembahasan [Kembali]

    • Pengujian Sensor LDR
    Pengujian pada sensor LDR dilakukan untuk mengetahui apakah sensor bekerja dengan baik atau tidak.Sensor LDR pada tugas akhir ini digunakan sebagai pensakelaran lampu di malam hari.Pada tabel2.dapat dikatakan bahwa sensor LDR telah bekerja dengan baik. Hasil pengukuran tegangan ketika sensor LDR aktif sebesar 4,8volt, tidak beda jauh dari tegangan yang seharusnya 5 volt..

    Pengujian alat di lakukan pada lokasi persawahan guna mengetahui aktivitas serangga pada malam hari yang dapat mempengaruhi tanaman padi.Alat ini di uji mulai dari pukul 19.00 WIB sampai
    dengan pukul 21.00 WIB. Adapun yang akan diamati dan dihitung dari pengujian ini adalah jumlah dan jenis serangga yang terbasmi.


    Berdasarkan hasil pengujian yang didapatkan, alat pembasmi hama tanaman padi otomatis dapat berfungsi dengan baik. Lampu DC dapat bekerja dengan baik ketika sensor LDR dapat membaca intensitas cahaya pada dua kondisi waktu (siang hari dan malam hari), Hama padi yang beraktifitas di malam hari mendekati lampu yang terang, tegangan menengah dapat membuat hama padi tersengat, dan sistem pengaman alat juga bekerja dengan baik.

    • Pengujian Sensor Soil Moisture


    • Pengujian Sensor Ultrasonic
    Sensor Ultrasonik HC-SR04 merupakan sensor yang dapat mengukur jarang atau tinggi dari 2 cm sampai 400 cm. Sensor ini menerima inputan mulai dari 1 v sampai 5 volt.

    Rangkaian simulasi[Kembali]

    Rangkaian Simulasi


    Flow Chart


    Kesimpulan [Kembali]

    Dari rangkaian yang telah dibuat saat dijalankan rangkaian tersebut berjalan dengan baik dimana 3 sensor yang ada dapat berjalan sesuai dengan fungsinya yaitu:

    • Sistem dapat mendeteksi ketinggian air yang ada pada embung / penampungan air
    • Sistem dapat mendeteksi kelembapan tanah pertanian ketika air mengalir ke lahan pertanian
    • Sistem dapat membunuh hama pertanian ketika malam hari dengan menarik hama pertanian tersebut menggunakan lampu
    Jadi untuk rangkaian diatas ketika sensor soil moisture mendeteksi tanah pertanian dalam kondisi kering dimana kondisi ini akan terlihat pada layar LCD maka sensor soil moisture ini akan mengaktifkan motor utk membuka palang air dari empung ke lahan pertanian. Jika nantinya kondisi tanah sudah basah (tampil dalam LCD) maka secara otomatis pintu palang air dari embung ke sawah akan tertutup.

    Sedangkan untuk sensor Ultrasonic ketika sensor mendeteksi ketinggian air pada embung dibawah 20 cm maka sensor akan aktif sehingga mengaktifkan motor untuk membuka palang air dari saluran irigasi ke embung. Saat sensor ultrasonic mendeteksi ketinggian air diatas 50 cm maka sensor akan menutup kembali palang air dari saluran irigasi ke embung.

    Untuk sensor LDR saat hari malam maka sensor akan aktif untuk mengaktifkan LED dan motor yg berfungsi sebagai pagar listrik untuk membasmi hama pertanian disekitar lampu LED. dan Saat siang ketika sensor LDR mendeteksi cahaya maka sensor tidak aktif 

    Daftar Pustaka [Kembali]

    • Candra, Adi. "Prototype Sistem Kontrol Air Sawah Otomatis Berdasarkan Level Air Berbasis Mikrokontroler Atmega8535 Pada Desa Bontoraja Kabupaten Bulukumba." Journal of Electrical Engineering and Computer (JEECOM) 2.1 (2020): 22-33.
    • Daru, April Firman, Whisnumurti Adhiwibowo, and Alauddin Maulana Hirzan. "Model Pemantau Kelembaban dan Irigasi Sawah Otomatis Berbasiskan Internet of Things." Komputika: Jurnal Sistem Komputer 10.2 (2021): 119-127.
    • Briliant, Yulianty, Muhammad Iqbal Bily Wahid, and Jusuf Bintoro. "Prototipe Sistem Kontrol Irigasi Sawah." AUTOCRACY: Jurnal Otomasi, Kendali, Dan Aplikasi Industri 3.02 (2016): 95-108.
    • Alel, Chomy Dwi, and Aswardi Aswardi. "Rancang Bangun Buka Tutup Pintu Air Otomatis Pada Irigasi Sawah Berbasis Arduino Dan Monitoring Menggunakan Android." JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) 6.1 (2020): 167-178
    • Siregar, Devinta Ayu, and Hambali Hambali. "Alat Pembasmi Hama Tanaman Padi Otomatis Berbasis Mikrokontroler Menggunakan Tegangan Kejut Listrik." JTEIN: Jurnal Teknik Elektro Indonesia 1.2 (2020): 55-62.

    Video Simulasi[Kembali]

    Video kontrol pertanian

    Download File[Kembali]

    File Rangkaian KLIK DISINI
    File html KLIK DISINI
    File Video Simulasi KLIK DISINI
    Download Datasheet LDR KLIK DISINI
    File Datasheet Water Sensor KLIK DISINI
    File Datasheet Soil Moisture KLIK DISINI
    File Datasheet LCD KLIK DISINI
    File Datasheet Battery KLIK DISINI
    File Datasheet Resistor KLIK DISINI
    File Datasheet Transitor Bipolar KLIK DISINI
    File Datasheet Motor DC KLIK DISINI
    File Datasheet Relay KLIK DISINI
    File Datasheet Diode KLIK DISINI
    File Datasheet Kapasitor KLIK DISINI
    File Datasheet Inductor KLIK DISINI
    File Libray Soil Moisture KLIK DLISINI
    File Libray Water Sensor KLIK DLISINI

    [Menuju Awal]







    Tidak ada komentar:

    Posting Komentar

      BAHAN PRESENTASI MATAKULIAh Elektronika 2021  OLEH: Muhammad Ilhamdi Akbar 2010953001 Dosen Pengampu: Dr.Darwison,M.T Jurusan Teknik Elek...