Muhammad Hazel Vinichi Fansya

Pendeteksi Telur Busuk

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan

Mampu memahami tentang penggunaan MQ-2 Gas Sensor, TORCH-LDR, Infrared Sensor, dan Touch Sensor sebagai pendeteksi telur busuk

Mampu mengenali berbagai komponen yang ada pada pendeteksi telur busuk yang disimulasikan di proteus

Mampu menggunakan proteus dan pengaplikasiannya untuk mendeteksi telur busuk

Mampu merancang rangkaian simulasi pendeteksi telur busuk tersebut dan mensimulasikannya pada proteus

2. Alat dan Bahan

MQ-2 Gas Sensor

Fungsi : Untuk mendeteksi kebocoran gas
Spesifikasi : GAS1 MQ-2 GAS SENSOR

TORCH-LDR

Fungsi : Sebagai pendeteksi cahaya
Spesifikasi : LDR1 TORCH_LDR

Infrared Sensor

Fungsi : Untuk mendeteksi adanya benda atau orang ketika cahaya infrared
terhalangi oleh benda atau orang
Spesifikasi : IR1 IR OBSTACLE SENSOR

Touch Sensor

Fungsi : Untuk mendeteksi adanya sentuhan
Spesifikasi : TOUCH1 TOUCH SENSOR

Sensor Loadcell

Sensor Load Cell merupakan sensor yang dirancang untuk mendeteksi tekanan atau berat sebuah beban. Sensor load cell umumnya digunakan sebagai komponen utama pada sistem timbangan digital. Pengukuran yang dilakukan oleh load cell menggunakan prinsip tekanan.

Spesifikasi Sensor

Konfigurasi Pin

Logic State

Fungsi : Sebagai pengolahan input-input yang berupa bilangan biner
Spesifikasi : 1

Generator DC

Fungsi : Untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC

Power

Fungsi : Sebagai sumber tegangan

POT-HG

Fungsi : Sebagai pengatur dan pembagi tegangan
Spesifikasi : RV1 1k

Ground

Fungsi : Sebagai penghantar arus listrik ke tanah

Voltmeter DC

Fungsi : Untuk menunjukkan besar tegangan yang melaluinya
Spesifikasi : Volts

OPAMP

Fungsi : Sebagai penguat sinyal
Spesifikasi : U1 OPAMP

Resistor

Fungsi : Sebagai penghambat arus listrik
Spesifikasi : R1 1k, R2 100, R3 2k

2N2222

Fungsi : Sebagai penguat amplifier
Spesifikasi : Q1 2N2222

2N3819

Fungsi : Sebagai penguat amplifier
Spesifikasi : Q1 2N3819

Capacitor

Fungsi : Sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik
Spesifikasi : C1 1µF

Diode

Fungsi : Sebagai penyearah arus listrik
Spesifikasi : D1 DIODE, D2 DIODE

Relay

Fungsi : Untuk melindungi komponen lainnya dari kelebihan tegangan,
memperkecil terjadinya penurunan tegangan dan mengendalikan
sirkuit tegangan tinggi dengan bantuan dari sinyal tegangan rendah
Spesifikasi : RL1 4V, RL2 5V

Baterai

Fungsi : Sebagai sumber arus listrik dengan menyimpan energi potensial listrik
Spesifikasi : BAT1 12V, BAT2 12V

Fungsi : Untuk melihat adanya arus listrik yang mengalir
Spesifikasi : D3 LED-YELLOW, D2 LED-GREEN, D1 LED-BLUE

Motor

Fungsi : Untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik

Buzzer

Fungsi : Untuk mengubah sinyal listrik menjadi suara getaran
Spesifikasi : BUZ1 BUZZER

Lamp

Fungsi : Sebagai pencahayaan pada arus listrik yang mengalir
Spesifikasi : L1 12V

3. Dasar Teori

Sensor Gas

Sensor Gas merupakan sebuah alat untuk membaca keberadaan bermacam jenis gas dalam suatu tempat, biasanya sensor ini di gunakan dalam sebuah sistem keselamatan. Jenis alat sensor ini di gunakan untuk membaca kebocoran gas dan menghubungkan kepada sebuah sistem pengaturan untuk menutup segala proses yang menyebabkan atau mengalami kebocoran gas tersebut. Sensor gas juga dapat membunyikan alarm agar di ketahui oleh pangawas yang berada di sekitar kebocoran gas tersebut terjadi agar para pekerja yang berada di area tersebut dapat segera mengadakan evakuasi sehingga mencegah sesuatu hal yang lebih buruk. Alat ini

sangat penting untuk menghindari kejadian-kejadian yang dapat mengancam nyawa pekerja maupun hewan atau tumbuhan yang berada di sekitar area tersebut, karena beberapa jenis gas bisa sangat membahayakan.

Sensor gas dapat membaca segala jenis gas yang mematikan, seperti gas yang mudah terbakar, gas beracun, gas yang dapat menimbulkan ledakan, dn jika adanya gejala pengurangan oksigen. Sensor ini dapat kita temui di berbagai jenis perusahaan dan tempat, seperti tambang minyak dan sebagainya, alat ini juga mungkin terdapat di stasiun pemadam kebakaran. Biasanya alat ini menggunakan batere untuk beroperasi. Alat ini mengirimkan sinyal peringatan menggunakan suara atau gambaran, seperti sinar lampu flashlight ataupun alarm yang bersuara nyaring saat terdapat konsentrasi gas yang dapat membahayakan bagi area tersebut. Saat alat ini merasakan konsentrasi gas yang membahayakan melebihi level yang telah di atur pada alat tersebut, alarm atau sinyal akan diaktifkan. Pada awalnya, detektor diproduksi untuk mendeteksi hanya satu jenis gas, tetapi alat sensor modern dapat mendeteksi beberapa gas beracun atau mudah terbakar, atau bahkan kombinasi dari kedua jenis.

Sensor gas dapat di golongkan dari cara pengerjaannya (semikonduktor, oksidasi, katalis, infrared, dan lain sebagainya). Ada dua jenis sensor gas, yaitu sensor gas portable dan sensor gas yang terpasang. Jenis sensor yang pertama merupakan alat sensor yang dapat di gunakan selagi berkeliling, yang biasanya di pasang di saku, sabuk atau topi pegawai. Jenis sensor ke dua yaitu alat sensor yang telah terpasang, biasanya alat sensor ini di pasang di dekat ruang control, dan biasanya dapat membaca lebih dari satu jenis gas yang berbahaya.

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/
Copyright © Elektronika Dasar
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/
Copyright © Elektronika Dasar

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa. Simbol LDR dapat dilihat seperti pada gambar berikut.

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/
Copyright © Elektronika Dasar

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Simbol dan Fisik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Aplikasi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai :

Sensor pada rangkaian saklar cahaya

Sensor pada lampu otomatis

Sensor pada alarm brankas

Sensor pada tracker cahaya matahari

Sensor pada kontrol arah solar cell

Sensor pada robot line follower

Dan masih banyak lagi aplikasi rangkaian elektronika yang menggunakan LDR (Light Dependent Resistor) sebagai sensor cahaya.

Karakteristik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral sebagai berikut :

Laju Recovery Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Bila sebuah “Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)” dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Na-mun LDR tersebut hanya akan bisa menca-pai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery meru-pakan suatu ukuran praktis dan suatu ke-naikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.

Respon Spektral Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantaryang baik (TEDC,1998)

Prinsip Kerja Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Resistansi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) akan berubah seiring den-gan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR seki-tar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebe-sar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari ba-han semikonduktor seperti kadmium sul-fida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak mua-tan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.

Infra Red (IR) Detektor (Sensor Infra Merah)

Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yagn dibuat khusus dalam satu module dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier). IR Detector Photomodules yang digunakan dalam perancangan robot ini adalah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules). TSOP ini mempunyai berbagai macam tipe sesuai dengan frekuensi carrier-nya, yaitu antara 30 kHz sampai dengan 56 kHz. Tipe-tipe TSOP beserta frekuensi carrier-nya dapat dilihat pada lampiran data sheet.

Bentuk Dan Konfigurasi Pin IR Detector Photomodules TSOP

Konfigurasi pin infra red (IR) receiver atau penerima infra merah tipe TSOP adalah.

Output (Out)

Vs (VCC +5 volt DC)

Ground (GND)

Sensor penerima inframerah TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) memiliki fitur-fitur utama, seperti berikut.

Fotodiode dan penguat dalam satu chip.

Keluaran aktif rendah.

Konsumsi daya rendah.

Mendukung logika TTL dan CMOS.

Detektor infra merah atau sensor inframerah jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules) adalah penerima inframerah yang telah dilengkapi filter frekuensi 30-56 kHz, sehingga penerima langsung mengubah frekuensi tersebut menjadi logika 0 dan 1. Jika detektor inframerah (TSOP) menerima frekuensi carrier tersebut, maka pin keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika tidak menerima frekuensi carrier tersebut, maka keluaran detektor inframerah (TSOP) akan berlogika 1.

Sensor Sentuh (Touch Sensor)

Pengertian Sensor Sentuh (Touch Sensor) dan Jenis-jenisnya

Tubuh manusia memiliki Panca Indera yang berfungsi untuk berinteraksi dengan lingkungan di sekitarnya. Konsep yang sama juga diterapkan pada mesin atau perangkat elektronik/listrik agar dapat melakukan interaksi dengan lingkungan disekitarnya. Oleh karena itu, berbagai jenis sensor pun diciptakan untuk melakukan tugas tersebut. Salah satu sensor tersebut adalah Sensor Sentuh atau Touch Sensor.

Seperti namanya, Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.

Jenis-jenis Sensor Sentuh

Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Capacitive Sensor bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.

Pengertian SENSOR SENTUH dan jenis-jenisnya (KAPASITIF DAN RESISTIF)

Sensor Kapasitif

Sensor sentuh Kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer pada saat ini, hal ini dikarenakan Sensor Kapasitif lebih kuat, tahan lama dan mudah digunakan serta harga yang relatif lebih murah dari sensor resistif. Ponsel-ponsel pintar saat ini telah banyak yang menggunakan teknologi ini karena juga menghasilkan respon yang lebih akurat.

Berbeda dengan Sensor Resistif yang menggunakan tekanan tertentu untuk merasakan perubahan pada permukaan layar, Sensor Kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Layar sentuh sensor kapasitif ini terbuat dari bahan konduktif (biasanya Indium Tin Oxide atau disingkat dengan ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus ataupun sarung khusus yang memiliki sifat konduktif.

Pada saat jari menyentuh layar, akan terjadi perubahaan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh processor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Jadi perlu diperhatikan bahwa sentuhan kita tidak akan di respon oleh layar sensor kapasitif ini apabila kita menggunakan bahan-bahan non-konduktif sebagai perantara jari tangan dan layar sentuh tersebut.

Sensor Resistif

Tidak seperti sensor sentuh kapasitif, sensor sentuh resistif ini tidak tergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas pelat logam. Sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif ini dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan.

Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau celah yang sangat kecil. Dua lapisan konduktif (lapisan atas dan lapisan bawah) ini pada dasarnya terbuat dari sebuah film. Film-film umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga transparan (bening).

Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah sakelar, pada saat film lapisan atas mendapatkan tekanan tertentu baik dengan jari maupun stylus, maka film lapisan atas akan bersentuhan dengan film lapisan bawah sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu layar tersebut dan memberikan signal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.

Sensor Loadcell

Load cell terdiri dari beberapa tipe, diantaranya adalah Load Cell Double Ended Beam, Load Cell Single Ended Beam, Load Cell S Beam, Load Cell single Point, Load Cell type Canister, dan sebagainya. Load Cell yang paling sederhana adalah load cell yang terdiri dari Bending beam dan strain gauge.

Prinsip Kerja

Prinsip kerja load cell berdasarkan rangkaian Jembatan Wheatstone. Selama proses penimbangan akan mengakibatkan reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan gaya secara elastis. Gaya yang ditimbulkan oleh regangan ini dikonversi ke dalam sinyal elektrik oleh strain gauge (pengukur regangan) yang terpasang pada load cell.

Strain gauge adalah sebuah konduktor yang diatur sedemikian rupa dengan pola zig-zag dan terdapat di permukaan membrane. Ketika terjadi peregangan membrane, otomatis resistansinya mengingkat. Strain gauge berfungsi sebagai sensor untuk mengukur berat benda atau barang dalam ukuran besar. Umumnya sensor strain gauge ini terdapat pada jembatan timbang atau timbangan truk (truck scale).

Secara fisik strain gauge berupa grid metal foil cukup tipis yang melekat pada permukaan Load Cell. Akibat adanya beban di load cell maka terjadi strain lalu ditransmisikan ke foil grid. Tahanan dari foil grid ini mengalami perubahan dengan nilai sebanding strain induksi beban.

Umumnya strain gauge memiliki sensor tipe metal foil dimana proses photoeching kemudian membentuk konfigurasi grid. Prosiesnya sendiri sangat sederhana sehingga bisa dibuat beragam ukuran gauge maupun bentuk grid. Gauge memiliki ukuran terpendek 0.20 mm dan 102 mm untuk ukuran terpanjang. Untuk tahanan standar 350 ohm namun ada juga gauge dengan tahanan 500 ohm - 10.000 ohm untuk kepentingan khusus.

Spesifikasi Kerja

Kapasitas 2 Kg
Bekerja pada tegangan rendah 5-10 VDC atau 5-10 VAC
Ukuran sensor kecil dan praktis
Input atau output resistansi rendah
Nonlinearitas 0.05%
Range temperatur kerja -10^oC sampai +50^oC

Grafik Respon

4. Prinsip Kerja

Cara kerja rangkaian pendeteksi telur busuk. Pertama, MQ-2 Gas Sensor akan mendeteksi adanya kebocoran gas pada telur dengan ditandai dengan tespin berlogika 1. Setelah itu, arus dengan tegangan output sensor sebesar 5V akan mengalir menuju ke kaki non inverting dari OPAMP yang mana terjadi penguatan tegangan sebesar 2,1 kali, sehingga tegangannya berubah menjadi 10,5V. Selanjutnya, arus melewati resistor yang mana menghambat arus listrik dan terjadi penurunan tegangan menjadi 0,84V yang dapat membuat transistornya menjadi aktif. Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari kaki kolektor ke kaki emitor base transistor dan menuju Ground yang mana dapat mengaktifkan Relaynya yang ditandai dengan berpindahnya switch Relay dari kanan ke kiri.

Kemudian, apabila cahaya tidak masuk ke dalam telur, maka TORCH-LDR akan mendeteksinya dengan adanya tegangan input. Setelah itu, arus dengan tegangan output sensor sebesar 5V akan mengalir menuju POT-HG yang mana dapat diatur hambatannya dengan menggeser potensiometernya sehingga menghasilkan tegangan yang dibutuhkan. Selanjutnya, arus melewati resistor yang mana menghambat arus listrik dan terjadi penurunan tegangan menjadi sebesar 1,02V. Tegangan di kaki emitor dan basis juga mencapai 0,87V yang dapat membuat transistornya menjadi aktif. Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari kaki kolektor ke kaki emitor base transistor dan menuju Ground yang mana dapat mengaktifkan Relaynya yang ditandai dengan berpindahnya switch Relay dari kiri ke kanan. Terakhir, arus akan mengalir dari Battery sehingga dapat menghidupkan LED-YELLOW dan mengaktifkan Motor dan Buzzer untuk membuka keranjang sebagai tempat pemisahan telur yang busuk tadi.

Lalu, jika telur tadi sudah terdeteksi busuk maka telur dipindahkan ke bagian yang terdapat Loadcell sensor. jika berat telur > 14% maka sensor akan aktif. lalu tegangan output dari rangkaian detektor inverting diumpankan ke resistor 10k ohm sehingga terjadi penurunan tegangan menjadi 1,03V. Tegangan pada kaki emitor dan base trasistor mencapai 0,91V sehingga menyebabkan trasistor menjadi aktif. Dengan aktifnya transistor menyebabkan timbulnya arus dari Vcc menuju ke relay, akibatnya switch Relay berpindah. akhirnya motor akan aktif untuk menggerakkan treadmil (sebagai tempat jalannya telur busuk ke keranjang).

Selanjutnya, saat keranjang tersebut penuh, maka Infrared Sensor akan mendeteksinya yang ditandai dengan tespin berlogika 1. Setelah itu, tegangan output sensor sebesar 5V. yang akan dikuatkan oleh rangkaian non-inverting amplifier dengan penguatan 5. Lalu, arus dan tegangan diterusnkan ketransistor dimana tegangan di kaki emitor dan base mencapai 0,77V sehingga transistor menjadi aktif. Dengan aktifnya transistor maka arus dapat mengalir dari Vcc dan diteruskan menuju Relay. Relaynya menjadi aktif yang ditandai dengan switch Relay berpindah dari kanan ke kiri. Selanjutnya, tegangan dari Battery akan mengalir yang dapat menghidupkan LED-Green dan Lamp sebagai tanda bahwa keranjang sudah penuh.

Terakhir, untuk menutup keranjang, maka diperlukan sentuhan pada Touch Sensor yang ditandai dengan tespin berlogika 1. Setelah itu, arus dengan tegangan output sensor sebesar 5V akan mengalir menuju ke kaki non inverting dengan rangkaian voltage buffer sehingga tegangan keluarannya 5V. Selanjutnya, arus melewati resistor yang mana menghambat arus listrik dan terjadi penurunan tegangan menjadi sebesar 0,8V yang dapat membuat transistornya menjadi aktif. Dengan aktifnya transistor, maka ada tegangan dari kaki kolektor ke kaki emitor base transistor dan menuju Ground yang mana dapat mengaktifkan Relaynya yang ditandai dengan berpindahnya switch Relay dari kiri ke kanan. Terakhir, arus akan mengalir dari Battery sehingga dapat menghidupkan LED-BLUE dan mengaktifkan Motor untuk menutup keranjang.