DAFTAR ISI

3. Komponen

4. Dasar Teori

5. Example

6. Problem

7. Soal Pilihan Ganda

8. Rangkaian Proteus

9. Video

10. Download File

1. Pendahuluan [Kembali]

Industri pengolahan makanan merupakan salah satu sektor penting dalam mendukung ketahanan pangan dan pemenuhan kebutuhan gizi masyarakat. Salah satu produk pangan olahan yang memiliki nilai gizi tinggi serta permintaan pasar yang stabil adalah kornet. Kornet atau daging sapi kornet merupakan produk olahan daging yang melalui proses pemotongan, penggilingan, pencampuran bumbu, pengisian ke dalam kemasan, hingga proses pemasakan dan sterilisasi. Untuk menghasilkan produk kornet yang berkualitas, higienis, dan memenuhi standar keamanan pangan, diperlukan sistem kontrol pabrik yang terintegrasi dan andal.
Kontrol pabrik kornet mencakup pengendalian berbagai variabel proses produksi secara otomatis, mulai dari pengaturan suhu pemasakan, waktu proses sterilisasi, tekanan pengemasan, hingga pemantauan kadar air dan kebersihan peralatan. Dengan penerapan sistem kontrol yang tepat, proses produksi dapat berjalan lebih efisien, risiko kontaminasi dapat diminimalkan, dan konsistensi kualitas produk dapat terjaga.

Pada tugas besar ini, akan dibahas rancangan dan implementasi sistem kontrol pabrik kornet yang meliputi identifikasi tahapan proses produksi, pemilihan sensor dan aktuator, perancangan diagram kontrol, serta simulasi pengendalian proses secara keseluruhan. Diharapkan melalui perancangan sistem kontrol ini, pabrik kornet dapat meningkatkan produktivitas dan mutu produk, sekaligus memenuhi standar industri pengolahan pangan yang berlaku.

2. Tujuan [Kembali]

Mempelajari simulasi rangkaian tugas Besar
Mempelajari prinsip kerja rangkaian Tugas Besar (Kontrol Pabrik Kornet)
Mampu mengaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari
Mempelajari rangkaian aplikasi mux -demux, counter, encoder dan decoder
Mempelajari prinsip kerja aplikasi kontrol pabrik sarden menggunakan infrared sensor, loadcell sensor, pir sensor, touch sensor, magnetic reed switch sensor, dan LM35.
Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi kontrol pabrik sarden menggunakan infrared sensor, loadcell sensor, pir sensor, touch sensor, magnetic reed switch sensor, dan LM35 sensor.

3. Komponen [Kembali]

Transistor 2N222

Spesifikasi :

Transistor Polarity	NPN
Collector Emitter Voltage V(br)ceo	30V
Transition Frequency Typ ft	-
DC Collector Current	800mA
Power Dissipation Pd	500mW
DC Current Gain hFE	100
Operating Temperature Range	-
Transistor Case Style	TO-18
No. of Pins	3
MSL	-

Konfigurasi PIN :

1. Emitter

2. Base

3. Collector

- LED

A. Spesifikasi :

* Superior weather resistance

* 5mm Round Standard Directivity

* UV Resistant Eproxy

* Forward Current (IF): 30mA

* Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V

* Reverse Voltage: 5V

* Operating Temperature: -30℃ to +85℃

* Storage Temperature: -40℃ to +100℃

* Luminous Intensity: 20mcd

B. Konfigurasi Pin :

* Pin 1 : Positive terminal of LED

* Pin 2 : Negative terminal of LED

- Resistor 220 ohm

Spesifikasi :

Resistance (Ohms) : 220 V

Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W

Tolerance : ± 5%

Packaging : Bulk

Composition : Carbon Film

Temperature Coefficient : 350ppm/°C

Lead Free Status : Lead Free

RoHS Status : RoHs Complient

- Relay

A. Spesifikasi :

Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
Trigger Current (Nominal current) : 70mA
Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
Compact 5-pin configuration with plastic moulding
Operating time: 10msec Release time: 5msec
Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)

B. Konfigurasi Pin :

Nomor PIN	Nama Pin	Deskripsi
1	Coil End 1	Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground
2	Coil End 2	Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground
3	Common (COM)	Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol
4	Normally Close (NC)	Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu
5	Normally Open (NO)	Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu

- Touch Sensor

Spesifikasi dari Touch Sensor:

· Tegangan kerja: DC 3.3-5V

· Sensitivitas yang Dapat Disesuaikan

· Dimensi: 32 x 17 mm

· Indikasi keluaran sinyal

· Output sinyal saluran tunggal

· Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah

· Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara

· Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)

Grafik Touch Sensor

- Infrared Sensor

Spesifikasi :

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

Konfigurasi PIN :

Grafik Infrared Sensor

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

- PIR Sensor

Spesifikasi :

Vsuplai : DC 3.3V-5V.
Arus : 15mA.
Sensor : SW-420 Normally Closed.
Output : digital.
Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm.
Berat : 10 gr.

Konfigurasi Pin:

Grafik :

Grafik diatas merupakan perbandingan frekuensi dengan sensitivitas pir sensor

- Decoder 74LS47

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

Konfigurasi PIN :

4. Dasar Teori [Kembali]

Resistor

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

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

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

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

Simbol dari resistor merupakan sebagai berikut :

Cara Menghitung Nilai Resistor

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

- Berdasarkan Kode Warna

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

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

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

4 Gelang Warna

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

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

5 Gelang Warna

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

Contoh :

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

Contoh-contoh perhitungan lainnya :

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

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

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

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

- Berdasarkan Kode Angka

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

Contoh :

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

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

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

Contoh-contoh perhitungan lainnya :

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

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

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

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

Keterangan :

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

Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

Dimana V adalah tegangan, I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan

Ground

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

Power Supply

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

Transistor NPN

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:

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

VCE = VCC - ICRC
PD = VCE.IC

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

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



Gambar 12 Rangkaian Emitter-Stabilized Bias

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

Decoder

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

Gambar 1 Simbol Decoder

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

- Sensor Strain Gauge (LoadCell)

Dalam sistim pengukuran, transduser merupakan elemen masukan yang fungsi kritisnya adalah mengubah sebuah besaran fisis menjadi sinyal listrik yang sebanding. Srtain Gage adalah sebuah transduser pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Alat ini ditemukan pertama kali oleh Edward E.Simmons pada tahun 1938. Strain gage merupakan sebuah alat seperti biskuit tipis (wafer), yang dapat disatukan (bonded) ke berbagai bagian guna mengukur regangan yang diberikan padanya. Strain Gage terbuat dari foil atau kawat tahanan berdiameter kecil. Tahanan dari foil / kawat berubah terhadap panjang jika pada gage yang disatukan mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang di berikan dan diukur dengan jembatan Wheatstone yang dipakai secara khusus. Sensitivitas sebuah Strain Gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut dengan faktor gage (gage factor).
Nilai faktor gage bahan berbeda beda contohnya
Nilai factor gage
    Idealnya resistansi dari strain gage akan berubah hanya merespon adanya perubahan strain. Akan tetapi material strain gage, seperti halnya jenis material yang dipilih sebagai pembentuknya akan dapat merspon perbuhan temperatur. Perusahan pembuat strain gage berusaha meminimalis sensitivitas terhadap suhu (temperatur).

Bentuk dari Transduser daya Strain Gage (a) Kawat; (b) Foil; (c) Load Cell.
B.  Karakteristik strain gage:
1. Konstanta kalibrasi untuk gage stabil. Tidak bervariasi dengan waktu, temperature atau factor-faktor lingkungan lainnya.
2. Gage mampu mengukur stain dengan ketelitian ± 1µm/m. dalam range strain besar ±10%.
3. Ukuran gage kecil sehingga strain diperirakan dengan kesalahan kecil.
4. Respon gage, sebagian besar dikontrol oleh inersia, memungkinkan untuk merekam strain dinamik dengan komponen-komponen melebihi 100 kHz.
5. Sistem gage mudah penempatan dan pembacaannya.
6. Keluaran gage selama periode pembacaan tidak bergantung kepada temperature dan parameter lingkungan lainnya.
7. Gage dan peralatan pendukungnya rendah biaya dan dapat dipakai secara luas.
8. System gage mudah diinstal dan dioperasikan
9. Gage menunjukkan respon linier terhadap strain pada range lebar.
10. Gage cocok dipakai dalam elemen pengindera di dalam system transduser lainnya dimana sebuah kuantitas tidak diketahui seperti tekanan diukur dalam bentuk strain
Pemilihan Strain Gage yang tepat
     Beberapa perameter teknis perlu diperhatikan pada saat memilih dan menentukan strain gauge mana yang sesuai untuk pengukuran yang akan dilakukan, diantaranya:
1. Panjang Gage
    Pemilihan panjang gauge bergantung pada objek / specimen. Gauge yang pendek, dapat digunakan untuk lokalisasi pengukuran regangan, sedangkan gauge yang panjang lebih banyak dipilih dan digunakan untuk mengukur regangan rata-rata yang mewakili seluruh permukaan. Sebagai contoh pada pengukuran regangan rata-rata pada beton pondasi (concrete), dibutuhkan panjang gauge yang lebih panjang karena strukturnya yang terdiri atas semen dan campuran pasir dan krikil.
Berikut adalah acuan panjang gauge merk Showa Instruments dan aplikasi-aplikasinya:
• ≤ 1 mm Untuk pengukuran terpusat
• 2 ~ 6 mm Untuk logam dan penggunaan umum
• 10 ~ 20 mm Untuk mortar (semen campuran), kayu, FRP, dll
• ≥ 30 mm Untuk beton pondasi (concrete) dan material campuran kasar
2. Resistansi Gage
    Menunjukkan nilai resistansi dalam besaran “Ω” [ohm], yang diukur pada keadaan tanpa beban dan pada temperatur suhu ruang oleh pabrikan.
3. Mampu Ukur Regangan (Measurable Strain)
   Menunjukkan besarnya regangan yang mampu diukur. Umumnya berkisar 2 sampai 4% maksimum. Namun dengan strain gauge foil-yielding dapat mencapai 10%.
4. Rentang Suhu (Temperature Range)
    Menunjukkan batasan suhu lingkungan yang disanggupi oleh strain gauge, dengan kata lain strain gauge masih dapat menghasilkan nilai pengukuran yang akurat. Umumnya berkisar antara -30ºC ~ +80ºC. Untuk jenis high-temperature strain gauge, dapat mencapai +180ºC
5. Faktor Gage (K)
   Nilai keluaran dari strain gauge adalah dalam besaran elektrik – resistansi. Sedangkan besarnya yang menjadi tujuan pengukuran adalah nilai regangan. Dengan demikian diperlukan suatu nilai konversi yang disebut factor gauge (K).
6. Sensitifitas Transfers (Kt)
   Pada kenyataanya nilai resisitansi strain gauge dapat juga berubah akibat pengaruh adanya regangan yang arahnya tegak lurus terhadap aksis gauge – regangan transfersal (εt). karena keduanya memiliki relasi kesebandingan, maka ditetapkanlah suatu konstanta yang disebut dengan sensitifitas transfers (Kt). Nilai ini biasanya ditulis dalam persen (%)
7. Termal Output
Didefinisikan sebagai adanya pergeseran / penyimpangan nilai regangan akibat perbedaan temperatur suhu. Umumnya bernilai pada kisaran ±2µε/ºC. Pada jenis strain gauge temperature tinggi diatas suhu 160 ºC, nilainya mencapai ±5µε/ºC.
Kurva hubungan antara nilai thermal output terhadap suhu

Gambar 8. Thermal output fungsi dari temperatur
Selain regangan, suhu temperature juga mempengaruhi nilai faktor gauge.
Kurva hubungan antara perubahan faktor gauge terhadap perbedaan temperatur.
Gambar 9. Faktor Gauge (K) fungsi dari temperatur

5. Example [Kembali]

Example 1: Penghitungan Barang Pertama

Sebuah kardus sarden dengan berat 7 kg diletakkan di atas treadmill.

Sensor Infrared mendeteksi kardus dan memberikan logika 1 sehingga motor treadmill aktif. Kardus kemudian bergerak menuju pintu masuk pabrik dan terdeteksi oleh sensor PIR. Sensor PIR mengirimkan satu pulsa ke rangkaian counter asynchronous sehingga nilai counter bertambah satu.

Awalnya tampilan 7-segment menunjukkan angka 0, setelah kardus masuk tampilan berubah menjadi angka 1.

Output:

Treadmill aktif.
Counter bertambah 1.
7-segment menampilkan angka 1.

Example 2: Sistem Pendingin Aktif

Suhu ruang distribusi terukur sebesar 24°C.

Sensor LM35 menghasilkan tegangan yang kemudian diperkuat oleh op-amp. Karena suhu lebih besar dari batas 21°C, keluaran komparator menjadi logika tinggi dan mengaktifkan transistor.

Relay berpindah posisi sehingga motor pendingin memperoleh tegangan sumber dan mulai beroperasi.

Output:

Sensor LM35 mendeteksi suhu 24°C.
Relay aktif.
Pendingin menyala.
Suhu ruangan mulai diturunkan.

Example 3: Pemindahan Kardus ke Troli

Kardus yang telah selesai dipacking bergerak menuju area gripper dan membawa magnet pada sisi kardus.

Sensor Magnetic Reed Switch mendeteksi magnet sehingga menghasilkan logika 1. Sinyal ini masuk ke rangkaian flip-flop dan menghasilkan kondisi yang membuat gripper menutup.

Gripper kemudian mencapit kardus dan memindahkannya ke troli distribusi.

Output:

Reed Switch mendeteksi magnet.
Gripper menutup.
Kardus terangkat.
Kardus dipindahkan ke troli.

6. Problem [Kembali]

Problem 1: Barang Overload di Atas Treadmill

Pertanyaan:

Sebuah kardus sarden memiliki berat 15 kg dan diletakkan di atas treadmill. Apa yang terjadi pada sistem?

Jawaban:

Sensor Infrared akan tetap mendeteksi keberadaan kardus dan menghasilkan logika 1. Namun Sensor Load Cell mendeteksi berat 15 kg yang melebihi batas maksimum 10 kg sehingga barang dikategorikan overload.

Output sensor Load Cell yang telah diproses oleh rangkaian penguat dan komparator akan menghasilkan kondisi yang tidak mengaktifkan transistor penggerak relay motor treadmill.

Akibatnya relay tidak bekerja dan motor treadmill tidak menyala.

Hasil:

Barang terdeteksi.
Barang overload.
Treadmill tidak bergerak.
Barang tidak masuk ke area penghitungan.

Problem 2: Suhu Ruangan Naik Menjadi 28°C

Pertanyaan:

Suhu ruang distribusi meningkat hingga 28°C. Bagaimana respon sistem?

Jawaban:

Sensor LM35 menghasilkan tegangan yang sebanding dengan suhu, yaitu sekitar 0,28 V. Tegangan ini diperkuat oleh Non-Inverting Amplifier menjadi sekitar 2,8 V.

Karena tegangan tersebut lebih besar dari tegangan referensi 2,05 V, komparator menghasilkan output positif yang mengaktifkan transistor.

Transistor yang aktif menyebabkan relay bekerja dan menghubungkan sumber tegangan ke motor pendingin.

Hasil:

Sensor LM35 mendeteksi suhu tinggi.
Transistor aktif.
Relay berpindah posisi.
Pendingin menyala untuk menurunkan suhu ruangan.

Problem 3: Counter Sudah Menunjukkan Angka 9

Pertanyaan:

Tampilan 7-segment telah menunjukkan angka 9 dan operator ingin memulai perhitungan dari awal. Apa yang harus dilakukan dan bagaimana hasilnya?

Jawaban:

Operator menyentuh Sensor Touch sehingga sensor menghasilkan logika 1.

Sinyal tersebut diteruskan ke rangkaian reset pada flip-flop counter. Semua output flip-flop menjadi 0 sehingga data biner yang masuk ke decoder adalah 0000.

Decoder kemudian menampilkan angka 0 pada 7-segment.

Setelah reset selesai, barang berikutnya yang masuk akan dihitung kembali mulai dari angka 1.

Hasil:

Sensor Touch aktif.
Counter di-reset.
Tampilan berubah dari 9 menjadi 0.
Sistem siap melakukan penghitungan ulang.

7. Soal Pilihan Ganda [Kembali]

Soal 1

Sebuah kardus sarden dengan berat 8 kg diletakkan di atas treadmill. Sensor Infrared dan Sensor Load Cell bekerja normal. Apa yang akan terjadi pada sistem?

A. Treadmill tidak bergerak karena barang terdeteksi overload
B. Treadmill bergerak dan barang masuk ke area penghitungan
C. Pendingin ruangan langsung menyala
D. Counter otomatis di-reset menjadi 0

Jawaban: B

Pembahasan:
Berat 8 kg masih berada di bawah batas maksimum 10 kg sehingga barang tidak overload. Treadmill akan aktif dan membawa barang menuju area penghitungan.

Soal 2

Sensor LM35 mendeteksi suhu ruang distribusi sebesar 25°C. Berdasarkan prinsip kerja sistem, apa yang akan terjadi?

A. Pendingin tetap mati karena suhu belum mencapai 30°C
B. Counter pada 7-segment bertambah satu
C. Pendingin menyala karena suhu melebihi batas 21°C
D. Gripper akan menutup

Jawaban: C

Pembahasan:
Batas suhu yang ditentukan adalah 21°C. Karena suhu 25°C lebih besar dari 21°C, transistor dan relay akan aktif sehingga pendingin menyala.

Soal 3

Tampilan 7-segment menunjukkan angka 9. Operator kemudian menyentuh Sensor Touch. Apa hasil yang ditampilkan pada 7-segment?

A. Tetap menampilkan angka 9
B. Menampilkan angka 1
C. Menampilkan angka 5
D. Menampilkan angka 0

Jawaban: D

Pembahasan:
Sensor Touch digunakan sebagai reset counter. Ketika disentuh, seluruh flip-flop di-reset sehingga tampilan 7-segment kembali ke angka 0.

8. Rangkaian Proteus [Kembali]

A. Prosedur Percobaan

-Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus

- Rangkailah semua alat dan bahan pada proteus

- Atur nilai variable (tengang, arus, dll)

- Lalu tekan tombol jalankan

- Simulasikan semua sensor yang ada

- Revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian

- Lakukan simulasi kembali

B. Gambar Rangkaian

C.Prinsip Kerja

Apabila barang telah melewati sensor infrared yang berfungsi untuk menjalankan Treadmil barang dan masuk kedalam tempat penghitung barang maka akan dideteksi oleh sensor PIR. Dan setelah dideteksi oleh kedua sensor tersebut maka 7- segment akan melakukan Counter Up untuk menghitung jumlah masuknya barang tersebut. Selanjutnya, Ketika sudah mencapai angka 9 ,maka digunakan sensor Touch untuk bisa mereset angka pada 7 - segment menjadi nol dan diulang dari angka 1 kembali.

Sensor Pir aktif dan tegangan pada output sensor sebesar 4.99 V mengalir dan melalui resistor R2 sebesar 10 Kilo ohm dan dengan bias Voltage Divider dan didapat tegangan VBE sebesar 0.79 V. Nilai tegangan VBE ini dapat mengaktifkan Transistor dan Tegangan pada power supply mengaliri arus ke collector diteruskan ke emitor dan ke ground. Karena adanya tegangan dari power supply maka switch relay berpindah dari kiri ke kanan sehingga treadmil dapat aktif atau bergerak untuk membawa barang masuk kedalam pabrik.

Kemudian , setelah sensor infrared aktif maka sensor pir aktif sehingga adanya tegangan pada output dari sensor pir dan dapat mengalir arus pada R3 dan juga dapat mengaktifkan transistor Q2 dan arus dari power supply pun mengalir dari collector ke emitor dan diteruskan ke ground. Karena ada tegangan dari power supply maka switch relay berpindah dari kiri ke kanan dan selanjutnya melewati rangkaian counter asyncronous. Rangkaian counter Asyncronous yaotu rangkaian counter yang sinyal clock nya hanya terhubung ke satu inputan saja dan sinyal clock selanjutnya bergantung pada output flip flop sebelumnya. Dan selanjutnya rangkaian yang terhubung dengan rangkaian Decoder yang berfungsi mengubah nilai biner menjadi desimal yang akan ditampilkan pada 7- Segment.

Kemudian ,sensor touch yang digunakan untuk mereset display 7 segment ketika sensor mendeteksi sentuhan tangan operator maka dihasilkan tegangan dan arus dapat mengalir melewati resistor R5 sebesaar 10 kilo ohm dan menghasilkan tegangan yang cukup mengaktifkan transistor dan sehingga relay juga berpindah dari kiri ke kanan dan melewati IC Encoder dan Decoder untuk menghasilkan angka yang diinginkan pada 7 segment untuk mereset nya kembali

Sensor Infrared (IR)

Sensor ini berfungsi dalam mendeteksi keberadaan produk untuk diteruskan ke proses packing dan distribusi selanjutnya. Sensor ini diletakkan pada bagian depan gerbang treadmill. Saat sensor ini berlogika 1 maka terdapat objek yang dideteksi/ diletakkan diatas tredmill. Output dari vcc yang keluar dari sensor berlogika 1 akan diteruskan menjadi input pada pin Y2 multiplexer IC 4052 dengan masukan 1 dan keluaran 1 pada pin Y. Selanjutnya pada demultiplexer output mux tadi akan menjadi inputan pada pin Y dan dikeluarkan pada output Y2 dengan logika yang sama yakni 1. Tegangan ini akan diteruskan menjadi masukan pin A1 IC 7482.

Sensor LoadCell

Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi apakah produk overload atau tidak. Jika berat 1 dus produk <=10 Kg maka dikategorikan tidak overload. Posisinya berada di bagian alas dekat gerbang treadmill. Output dari sensor terkurus sebesar 2,38 mV akan menjadi input dari rangkaian non inverting amplifier. Yang mana pada op-amp terjadi pergeseran tegangan (gain) dengan rumus A=1+(Rf/Rin) maka Vout=(R22/R21+1) vin menghasilkan tegangan sebesar 1,53 V. Selanjutnya output dari op amp non inverting amplifier menjadi inputan detektor inverting. Terukur vref pada rangkaian detektor inverting sebesar 1,6 V. Nilai output dari detektor akan berlogika 1 ketika vin<= dari vref. Sehingga pada kondisi ini terjadi V+ saturasi dengan Vout sebesar 8,02V nilai ini mendekati nilai default sebesar 9V. Selanjutnya output dari detektor diinputkan ke gerbang logika not sehingga menjadi logika 0 yang akan diinputkan pada pin B1 IC 7482. Yang mana sensor loadcell dan sensor infrared berhubungan satu sama lain. Pada IC ini dengan kondisi C0=0 A1=1 A2=0 B1=0 B2=0 maka keluaran pada S1=1 terdeteksi tegangan positif dengan tegangan di kaki VBE terukur sebesar 1,92V yang mampu untuk mengaktifkan transistor Q2. Dengan aktifnya transistor Q2 maka arus akan mengalir dari power suply melewati gerbang relay terus ke collector terus ke emitter dan ke ground. Dengan mengalirnya arus pada relay maka switch relay akan bergerak ke kiri sehingga ada suply 12v dari batterai mengalir ke motor sehingga motor dalam keadaan aktif. Motor hidup menandakan sistem berjalan dengan menyalakan treadmill sehingga barang masuk ke tempat perhitungan barang secara otomatis.

Sensor PIR

Sensor ini diletakkan sebelum pintu masuk barang. Apabila barang telah melewati sensor infrared yang berfungsi untuk menjalankan Treadmil barang dan masuk kedalam tempat penghitung barang maka akan dideteksi oleh sensor PIR. Danmelewati pintu masuk maka 7- segment akan melakukan Counter Up untuk menghitung jumlah masuknya barang tersebut. Selanjutnya, Ketika sudah mencapai angka 9,maka digunakan sensor Touch untuk bisa mereset angka pada 7-segment menjadi nol dan diulang dari angka 1 kembali.

Rangkaian counter Asyncronous yaitu rangkaian counter yang sinyal clock nya hanya terhubung ke satu inputan saja dan sinyal clock selanjutnya bergantung pada output flip flop sebelumnya. Dan selanjutnya rangkaian yang terhubung dengan rangkaian Decoder yang berfungsi mengubah nilai biner menjadi desimal yang akan ditampilkan pada 7-Segment.

Sensor Touch

Kemudian, sensor touch digunakan untuk mereset display 7-segment ketika sensor mendeteksi sentuhan tangan operator maka dihasilkan tegangan dan arus dapat mengalir melewati resistor R5 sebesar 10 kilo ohm dan diteruskan ke percabangan gerbang not menuju decoder-1, serta sebagai inputan pin A decoder-2. Tegangan berlogika 1 tadi akan dinotkan menjadi 0 dan diteruskan hingga menjadi masukan pin reset dari setiap flip-flop. Sehingga output Q pada setiap flip-flop berlogika 0. Pada kondisi ini tampilan 7-segment pertama akan direset menjadi 0 dan tampilan pada 7-segment kedua adalah desimal 1. Karena inout pin A=H B=0 C=0 D=0. Bilangan ini di baca dari D(MSB) ke A(LSB) maka dihasilkan desimal 1.

Sensor Suhu LM35

Sarden kaleng harus disimpan pada suhu di bawah 21 derajat celcius.

Sensor ini diletakkan pada dinding pabrik yang berfungsi untuk mendeteksi suhu di dalam ruang distribusi. Apabila sensor LM35 mendeteksi suhu >=21 celcius misalnya 21 celcius maka outputnya pendingin akan on. Tegangan dari sensor LM35 terukur sebesar 0,21 Volt masuk ke non inverting amplifier. Terjadi penguatan sebesar 10x sehingga dihasilkan output 2,11 V. Kemudian tegangan 2,12 volt sebagai vinput dari LM741 menghasilkan tegangan referensi dari LM741 adalah sebesar 2,05 dibanding dengan Vinput 2,12 maka Vin>Vref kondisi ini menyebabkan terjadi V+ saturasi dengan Vout=3,77. Masuk melewati resistor R15 menghasilkan tegangan 0,78 volt di VBE tegangan ini cukup untuk menghidupkan transistor Q2. Transistor aktif maka mengalir arus dari power supply ke gerbang relay diteruskan ke kolejtro, emitor, dan ke gorund. Karena mengalir arus pada relay maka switch akan berpindah ke kiri yang menyebabkan tegangan 6V dari baterai mengalir ke motor yang menandakan bahwa pendingin aktif.

Namun apabila sensor LM35 mendeteksi suhu <21 misalnya di angka 20 maka tegangan sebesar 5v masuk ke sensor jarak kemudian menghasilkan output sebesar 0,2 volt kemudian menjadi input bagi OP-AMP non inverting sehingga terjadi penguatan sebesar 10x sehingga menghasilkan tegangan output sebesar 2,02volt yang mana menjadi Vin di detektor non inverting dengan Vreferensinya adalah 2,05volt sehingga menghasilkan output sebesar -3,66volt yakni V- saturasi. Kemudian lewat ke R7 terukur tegangan kaki VBE sebesar 0,64 yang tidak cukup untuk mengaktifkan transistor. Sehingga transistor Off karena tegangan di VBE tidak cukup, maka relay akan tetap berada dikanan sehingga motor penggerak pendingin akan off.

Sensor Magnetic Reed Switch

Sensor ini berfungsi untuk mengontrol gripper/pencapit dengan mendeteksi magnet. Setiap kardus produk saat melewati pintu keluar setelah dipacking akan disertai dengan magnet kecil di sisi kanan dan kiri kardus. Saat sensor ini mendeteksi adanya magnet yakni dengan berlogika 1. Maka ini merupakan instruksi agar gripper/pencapit menutup dan menangkap produk/kardus sarden. Lalu barang tersebut akan dipindahkan secara perlahan ke trolli untuk nantinya didistribusikan. Output dari sensor dengan tegangan berlogika 1 akan diteruskan ke gerbang not sehingga menjadi logika 0. Kaki S dan R flip flop tidak aktif karena berlogika 1. Sedangkan kaki J=1 dan K=0. Dalam kondisi ini kaki K aktif sehingga keluaran Q=1 dan Q=0. Karena tegangan hanya mengalir ke LED blue, maka hanya 1 LED yang menyala.

Namun saat sensor ini tidak mendeteksi adanya medan magnet/ saat posisi barang belum mendekat gripper maka sensor ini akan berlogika 0sehingga keluaran 0 akan notkan menjadi 1 dan menjadi input pada kaki reset. Karena kaki set dan reset dalam kondisi tidak aktif, maka keluaran flip-flop akan dipengaruihi oleh clock yakni dalam kondisi toggle. Kedua LED akan hidup secara bergantian. Ini menjadi intruksi bagi gripper/pencapit untuk membuka dan melepas barang ke trolli.

Cari Blog Ini

Marsha Hayfa Rosani