modul 2

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

Percobaan

Percobaan

a. Prosedur

b. Handware

c. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

d. Flowchart dan Listing Program

e. Video Simulasi

f. Download File

Rangkaian Kontroll dan Monitoring Inkubator telur ayam ras

Pendahuluan [KEMBALI]

Inkubator telur ayam ras merupakan teknologi inovatif yang telah memberikan kontribusi besar dalam meningkatkan efisiensi dan produktivitas dalam industri peternakan. Dengan menggunakan inkubator, proses penetasan telur ayam dapat dikendalikan secara optimal, memastikan kondisi lingkungan yang ideal untuk perkembangan embrio. Keunggulan teknologi ini tidak hanya terletak pada peningkatan tingkat kelangsungan hidup telur, tetapi juga pada kemampuannya untuk menghasilkan bibit ayam berkualitas tinggi. Melalui kontrol suhu, kelembaban, dan ventilasi yang cermat, inkubator telur ayam ras membuka peluang bagi peternak untuk meningkatkan produksi dan kualitas ayam, sehingga memberikan dampak positif dalam mendukung ketahanan pangan.

TUJUAN [KEMBALI]

Memenuhi tugas Mikrroprosesor dan Mikrokontroler
Menjelaskan prinsip kerja LDR,NTC, dan Sound Sensor
Mensimulasikan rangkaian LDR,NTC, dan Sound Sensor

ALAT DAN BAHAN [KEMBALI]

1. Alat

1. Power Supply

2. Voltmeter DC

2. Bahan

1. Arduino

Spesifikasi :

2. Sensor LDR

Spesifikasi :

Supply : 3.3 V – 5 V (arduino available)
Output Type: Digital Output (0 and 1)
Inverse output
Include IC LM393 voltage comparator
Sensitivitasnya dapat diatur
Dimensi PCB size: 3.2 cm x 1.4 cm

3. Sound Sensor

Spesifikasi :

3. LCD

Spesifikasi :

4. Sensor NTC

Spesifikasi :

5. Ground

Ground Berfungsi sebagai untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian

6. Potensiometer

Spesifikasi :

Type: Rotary a.k.a Radio POT
Available in different resistance values like 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1 M.
Power Rating: 0.3W
Maximum Input Voltage: 200Vdc
Rotational Life: 2000K cycles

7. Button

Spesifikasi :

8. Jumper

9. Relay 3V

Spesifikasi :

10. Motor DC

Spesifikasi :

Standard 130 Type DC motor
Operating Voltage: 4.5V to 9V
Recommended/Rated Voltage: 6V
Current at No load: 70mA (max)
No-load Speed: 9000 rpm
Loaded current: 250mA (approx)
Rated Load: 10g*cm
Motor Size: 27.5mm x 20mm x 15mm
Weight: 17 grams

11. Buzzer

Spesifikasi :

12. Transistor 2N2222

Spesifikasi :

13. Motor Servo

Spesifikasi

15. Batrai 12V

Spesifikasi

16. Lampu pijar

Spesifikasi

17. Hitter

Spesifikasi

DASAR TEORI [KEMBALI]

1. Arduino

Kontruksi

Arduino adalah platform perangkat keras (hardware) yang dirancang untuk memudahkan pengembangan dan prototyping proyek-proyek elektronik. Ini terdiri dari papan sirkuit cetak berukuran kecil yang dilengkapi dengan mikrokontroler dan sejumlah pin input/output yang dapat digunakan untuk menghubungkan sensor, aktuator, dan komponen elektronik lainnya.

Mikrokontroler pada papan Arduino adalah otak utama yang mengontrol berbagai komponen yang terhubung dengannya. Papan Arduino biasanya dilengkapi dengan berbagai macam varian mikrokontroler dari berbagai produsen, seperti ATmega yang diproduksi oleh Microchip Technology. Meskipun demikian, Arduino lebih sering dikaitkan dengan platform open-source yang dikelola oleh Arduino.cc.

Arduino memiliki beberapa komponen utama yang membentuk papan sirkuit mikrokontroler. Berikut adalah penjelasan tentang komponen-komponen utama Arduino:

Mikrokontroler: Ini adalah otak utama dari Arduino yang melakukan semua operasi pengolahan data dan kontrol. Arduino menggunakan mikrokontroler sebagai pusat kendali, yang berfungsi untuk membaca input, menjalankan kode program, dan mengontrol output. Beberapa varian Arduino menggunakan mikrokontroler dari berbagai produsen, seperti ATmega yang diproduksi oleh Microchip Technology.
Pin I/O: Arduino memiliki sejumlah pin input/output (I/O) yang digunakan untuk menghubungkan sensor, aktuator, dan komponen lainnya. Pin ini bisa berfungsi sebagai input untuk membaca data dari sensor atau output untuk mengontrol aktuator. Ada pin digital dan pin analog. Pin digital dapat berupa input atau output dengan nilai logika 0 (LOW) atau 1 (HIGH), sementara pin analog digunakan untuk membaca nilai analog seperti sensor suhu atau cahaya.
Papan Sirkuit: Papan Arduino adalah substrat fisik tempat semua komponen terhubung. Papan ini biasanya terbuat dari bahan tahan lama dan dilengkapi dengan jalur tembaga yang menghubungkan komponen-komponen elektronik.
Konektor USB: Banyak varian Arduino dilengkapi dengan konektor USB. Ini memungkinkan Anda untuk menghubungkan papan Arduino ke komputer, sehingga Anda dapat mengunggah kode program ke mikrokontroler dan berkomunikasi dengan papan melalui koneksi serial.
Catu Daya: Arduino memerlukan catu daya untuk beroperasi. Ini bisa berasal dari komputer melalui kabel USB atau dari sumber daya eksternal seperti baterai atau adaptor listrik. Beberapa papan Arduino memiliki regulator tegangan yang memungkinkan papan menerima berbagai tingkat tegangan masukan.
Konektor Listrik: Arduino umumnya memiliki pin header atau konektor yang memungkinkan Anda untuk menghubungkan kabel atau kawat ke pin I/O. Ini memudahkan Anda dalam menghubungkan sensor, aktuator, dan komponen lainnya ke papan Arduino.
Kristal Osilator: Kristal osilator digunakan untuk menghasilkan sinyal osilasi yang diperlukan oleh mikrokontroler untuk menjalankan perhitungan waktu dan operasi lainnya.
Tombol Reset: Tombol reset memungkinkan Anda untuk mengulang proses booting papan Arduino atau menghentikan eksekusi program yang sedang berjalan.
Indikator LED: Beberapa varian Arduino memiliki indikator LED yang terhubung ke pin tertentu. LED ini dapat diatur dalam kode program untuk memberi tahu status atau kondisi papan, seperti aktif atau dalam mode tidur.

Semua komponen ini bekerja bersama-sama untuk menciptakan platform Arduino yang kuat dan serbaguna untuk mengembangkan berbagai proyek elektronik dan pemrograman.

2. Sensor LDR

Sensor LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis sensor yang mengubah resistansinya sebagai respons terhadap perubahan intensitas cahaya. Juga dikenal sebagai fotoresistor, sensor ini umumnya digunakan dalam rangkaian elektronik untuk mendeteksi dan mengontrol tingkat cahaya dalam berbagai aplikasi. LDR umumnya terbuat dari bahan semikonduktor. Jenis yang paling umum adalah sulfida kadmium (CdS).Resistansi LDR berkurang dengan peningkatan intensitas cahaya yang jatuh di atasnya. Sebaliknya, resistansi meningkat dalam ketiadaan atau pengurangan cahaya.LDR sering digunakan dalam kombinasi dengan komponen elektronik lain, seperti resistor dan penguat operasional, untuk membuat rangkaian yang dapat mengukur dan merespons tingkat cahaya. Pin yang terdapat pada sensor LDR :

Kaki Resistor: Salah satu kaki LDR terhubung ke elemen resistor variabel yang merespon terhadap intensitas cahaya.
Kaki Tetap (Common): Kaki lainnya terhubung ke ujung tetap dari elemen resistor. Kaki ini sering dihubungkan ke referensi atau tanah (ground) dalam sirkuit.

Prinsip kerja Sensor LDR

Sensor LDR, atau Light Dependent Resistor, beroperasi berdasarkan prinsip perubahan resistansi material semikonduktor di dalamnya sebagai tanggapan terhadap perubahan intensitas cahaya yang diterimanya. Umumnya terbuat dari sulfida kadmium (CdS), LDR memiliki sifat semikonduktor yang memungkinkan arus listrik melalui material tersebut. Ketika cahaya jatuh pada LDR, foton dalam cahaya merangsang perubahan pada struktur elektron di dalam semikonduktor, menghasilkan perubahan resistansi. Resistansi LDR akan berkurang seiring dengan peningkatan intensitas cahaya, memungkinkan arus listrik yang lebih besar mengalir melalui sensor. Sebaliknya, dalam kondisi cahaya yang rendah, resistansi meningkat, mengurangi arus yang mengalir. Output dari sensor ini, yang mencerminkan perubahan resistansi, dapat diukur atau digunakan dalam rangkaian elektronik untuk mengontrol atau memonitor berbagai aplikasi, seperti sistem pencahayaan otomatis atau kontrol paparan kamera. Prinsip kerja ini menjadikan LDR sebagai pilihan yang populer untuk mendeteksi dan merespons tingkat cahaya dalam berbagai situasi. Gambar grafik respon sensor untuk sensor LDR

3. Sound Sensor

Sensor suara, atau yang sering disebut sebagai sound sensor, adalah perangkat elektronik yang dirancang untuk mendeteksi dan merespons gelombang suara dalam lingkungan. Sensor suara bekerja berdasarkan perubahan tekanan suara di sekitarnya.Gelombang suara menciptakan variasi tekanan udara, dan sensor ini merespons perubahan tersebut.Output dari sensor suara biasanya berupa sinyal listrik yang dapat diukur, dan tingkat sinyal ini dapat mencerminkan tingkat intensitas suara di sekitarnya.pin yang terdapat pada sensor Sound sensor yaitu

1. VCC (Voltage Common Collector):

Merupakan pin untuk memberikan tegangan pasokan (supply voltage) ke sensor.

2. GND (Ground): Merupakan pin tanah atau ground yang terhubung ke terminal ground pada sumber tegangan dan mikrokontroler.

Prinsip kerja sound sensor

Prinsip kerja sound sensor didasarkan pada kemampuannya mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik. Dengan menggunakan elemen mikrofon, sensor ini mendeteksi perubahan tekanan udara yang diakibatkan oleh gelombang suara dan mengonversinya menjadi sinyal listrik. Sinyal ini kemudian dikuatkan melalui penguat, diolah untuk mengukur intensitas suara, dan dibandingkan dengan ambang batas tertentu. Jika suara yang terdeteksi melebihi ambang batas, sensor memberikan respons sesuai, seperti mengaktifkan suatu perangkat atau sistem. Prinsip kerja ini memungkinkan penggunaan sound sensor dalam berbagai aplikasi, termasuk pengawasan kebisingan, pengendalian otomatis, dan sistem keamanan yang merespons keberadaan suara tertentu.

grafik sound sensor

3. LCD

LCD (Liquid Crystal Display) adalah jenis tampilan visual yang menggunakan kristal cair untuk menghasilkan gambar. LCD bekerja berdasarkan sifat optis dari kristal cair yang dapat dikendalikan untuk memblokir atau mengizinkan cahaya melalui mereka.Layar LCD terdiri dari sel-sel piksel yang dapat mengubah orientasi kristal cairnya untuk mengatur jumlah cahaya yang melewati setiap piksel.Banyak LCD memerlukan sumber cahaya belakang (backlight) untuk membuat gambar terlihat. Backlight dapat menggunakan lampu fluoresen atau lampu LED.

Prinsip kerja LCD

Liquid Crystal Display (LCD) berfungsi berdasarkan prinsip perubahan sifat optik dari bahan kristal cair yang dikontrol oleh medan listrik. LCD terdiri dari lapisan-lapisan bahan polarisasi dan lapisan bahan kristal cair di antara dua substrat kaca. Ketika tegangan diterapkan pada lapisan bahan kristal cair, medan listrik mengubah orientasi molekul-molekul dalam kristal cair, mengubah arah polarisasi cahaya yang melewati mereka. Ini memungkinkan atau memblokir cahaya dari lampu belakang LCD yang melewati piksel-piksel tertentu, menciptakan tampilan dengan karakter atau gambar yang diinginkan. Dengan kontrol tegangan yang tepat pada piksel-piksel yang sesuai, LCD mampu menampilkan teks, grafik, atau gambar dalam berbagai resolusi dan warna, menjadikannya teknologi tampilan yang luas digunakan dalam perangkat-perangkat elektronik seperti ponsel, monitor, dan televisi.

4. NTC

Sensor NTC (Negative Temperature Coefficient) merupakan suatu jenis sensor suhu yang mengandalkan perubahan resistansi bahan semikonduktor NTC dengan perubahan suhu. Prinsip kerja sensor NTC didasarkan pada karakteristik bahwa resistansi dari semikonduktor tersebut berkurang seiring dengan kenaikan suhu, dan sebaliknya, resistansinya meningkat saat suhu turun. Saat suhu meningkat, energi termal menggerakkan elektron-elektron dalam bahan semikonduktor, menyebabkan perubahan dalam mobilitas elektron dan celah pita energi. Akibatnya, resistansi bahan semikonduktor menurun. Pin yang terdapat pada sensor NTC :

Pin Sensitive (Atau Resistance Pin): Pin ini terhubung ke elemen resistif atau bahan semikonduktor NTC yang merespons terhadap perubahan suhu.
Common Pin (Ground Pin atau Reference Pin): Pin ini adalah ground atau referensi untuk sirkuit. Dalam banyak kasus, pin ini terhubung ke ujung tetap dari elemen resistif NTC.

Rumus yang digunakan

Keterangan :

T : suhu ruangan (Kelvin), nilai yang digunakan 298,15 Kelvin.

B : konstanta reinhart hart , nilai yang digunakan 3950.

R0 : batas termistor (batas 10k ohm)

R : resistansi termistor saat suhu T

Prinsip kerja sensor NTC

Prinsip kerja sensor NTC (Negative Temperature Coefficient) didasarkan pada perubahan resistansi bahan semikonduktor NTC dengan perubahan suhu. NTC memiliki sifat bahwa resistansinya berkurang seiring dengan peningkatan suhu, dan sebaliknya, resistansinya meningkat ketika suhu menurun. Sensor ini umumnya terdiri dari elemen resistif atau semikonduktor NTC yang terhubung ke dua pin. Saat suhu berubah, resistansi pada sensor NTC juga berubah sesuai dengan karakteristiknya. Oleh karena itu, dengan mengukur resistansi pada sensor NTC, kita dapat menentukan suhu lingkungan di sekitar sensor. Prinsip ini membuat sensor NTC banyak digunakan dalam berbagai aplikasi pengukuran suhu, seperti di termometer digital, sistem pengendalian suhu, atau perangkat elektronik lain yang memerlukan pemantauan suhu yang akurat.

Grafik respon sensor dari NTC :

5. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close. Fitur: 1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V 2. Arus pemicu 70mA 3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V 4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V 5. Switching maksimum

6. Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

7. Transistor 2N2222

Transistor 2N2222 adalah jenis transistor NPN yang sering digunakan dalam rangkaian elektronik sebagai penguat sinyal atau switch.

2N2222 adalah transistor bipolar tipe NPN (Negative-Positive-Negative). Artinya, transistor ini memiliki dua lapisan semikonduktor tipe n (negatif) yang diapit oleh lapisan semikonduktor tipe p (positif). Ini menciptakan dua junction PN di dalam transistor.Transistor 2N2222 memiliki tiga kaki, yang diberi label sebagai Emitter (E), Base (B), dan Collector (C). Emitter adalah kaki yang dihubungkan ke lapisan n pada ujung p transistor, Base adalah kaki yang terhubung ke lapisan p di tengah, dan Collector adalah kaki yang dihubungkan ke lapisan n di ujung lainnya.Transistor 2N2222 dapat digunakan sebagai penguat sinyal. Ketika arus kecil mengalir dari Base ke Emitter, transistor ini memungkinkan arus besar mengalir dari Collector ke Emitter. Ini menyebabkan amplifikasi sinyal pada jalur Collector-Emitter.

Transistor 2N2222 berfungsi berdasarkan prinsip kerja transistor bipolar tipe NPN. Ketika arus kecil mengalir dari kaki Base ke kaki Emitter, terjadi perubahan struktur lapisan semikonduktor di dalam transistor, mengizinkan arus besar mengalir dari kaki Collector ke kaki Emitter. Ini menghasilkan amplifikasi sinyal pada jalur Collector-Emitter, memungkinkan penggunaan transistor sebagai penguat. Sebagai saklar, ketika arus ke kaki Base mencapai ambang tertentu, transistor akan beroperasi sebagai saklar yang memungkinkan arus mengalir dari kaki Collector ke kaki Emitter. Sebaliknya, ketika arus ke kaki Base rendah, transistor berada dalam kondisi mati dan arus tidak dapat mengalir. Dengan kemampuan ini, 2N2222 digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi, termasuk penguat sinyal dan saklar dalam rangkaian elektronika.

8. Buzzer

Buzzer adalah suatu perangkat elektromekanis atau piezoelektrik yang digunakan untuk menghasilkan suara atau bunyi berupa nada atau alarm. Prinsip kerja buzzer dapat bervariasi tergantung pada jenisnya, tetapi secara umum, buzzer menghasilkan suara dengan cara merespons arus listrik yang mengalir melalui elemen getaran atau membran.

Buzzer banyak digunakan dalam berbagai aplikasi untuk memberikan peringatan, sinyal, atau alarm. Beberapa contoh penggunaan buzzer termasuk dalam perangkat keamanan, elektronik konsumen (seperti jam weker), perangkat medis, dan sistem otomotif. Buzzer juga dapat dikombinasikan dengan mikrokontroler atau rangkaian elektronik lainnya untuk menciptakan nada atau pola bunyi tertentu sesuai dengan kebutuhan aplikasi tertentu.

Prinsip kerja buzzer didasarkan pada konsep merespons arus listrik untuk menghasilkan getaran mekanis atau deformasi pada elemen piezoelektrik atau membran elektromekanis. Pada buzzer piezoelektrik, tegangan bolak-balik diterapkan pada elemen piezoelektrik, menciptakan deformasi yang menyebabkan getaran mekanis. Sedangkan pada buzzer elektromekanis, arus listrik mengalir melalui kumparan yang menciptakan medan magnet, menyebabkan getaran pada piringan atau membran di dalamnya. Getaran tersebut menghasilkan gelombang suara yang terdengar sebagai bunyi atau nada khas buzzer. Buzzer digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi sebagai peringatan, sinyal, atau alarm, serta dapat diintegrasikan dengan sistem elektronik untuk memberikan informasi audio yang dibutuhkan.

9. Motor Servo

Motor servo adalah jenis motor yang dirancang khusus untuk menghasilkan gerakan presisi dan dapat dikontrol dengan akurasi tinggi. Prinsip kerja motor servo melibatkan umpan balik (feedback) dari posisi rotor kepada sistem pengontrol, yang memungkinkan motor untuk mencapai dan mempertahankan posisi yang diinginkan. Motor servo terdiri dari motor DC, gearbox (roda gigi), dan sebuah unit kontrol (controller) yang mencakup pemancar pulsa (pulse generator) dan sensor umpan balik (biasanya menggunakan potensiometer atau encoder). Motor servo juga sering dilengkapi dengan roda gigi reduksi untuk meningkatkan torsi dan mengurangi kecepatan putar rotor.Kelebihan utama motor servo adalah kemampuannya memberikan keakuratan tinggi dan respons cepat dalam mengikuti perintah posisi. Ini membuatnya ideal untuk aplikasi yang memerlukan gerakan presisi, seperti pada robotika, kendali remote, kendaraan tanpa awak, dan peralatan produksi otomatis.

Prinsip kerja motor servo melibatkan umpan balik (feedback) dari posisi rotor kepada sistem pengontrol, yang memungkinkan motor untuk mencapai dan mempertahankan posisi yang diinginkan dengan presisi tinggi. Motor servo terdiri dari motor DC, gearbox untuk meningkatkan torsi dan mengurangi kecepatan putar rotor, serta sensor umpan balik seperti potensiometer atau encoder. Kontroler motor menerima sinyal PWM yang menentukan posisi yang diinginkan, dan dengan menggunakan informasi dari sensor umpan balik, menghasilkan sinyal koreksi untuk mengatur posisi rotor sehingga sesuai dengan posisi yang diinginkan. Keunggulan motor servo terletak pada kemampuannya memberikan keakuratan tinggi, respons cepat, dan kemampuan pengaturan posisi yang presisi, menjadikannya ideal untuk aplikasi yang membutuhkan kendali gerakan yang akurat, seperti pada robotika, kendaraan remote-controlled, dan sistem kendali otomatis industri.

10. Batrai 12V

Baterai 12V adalah jenis baterai yang memberikan tegangan keluaran sekitar 12 volt. Baterai ini umumnya digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk kendaraan bermotor, peralatan listrik, sistem solar, dan berbagai perangkat elektronik. Baterai 12V biasanya terdiri dari sel-sel elektrokimia yang dihubungkan secara seri untuk mencapai tegangan total sekitar 12 volt. Jenis baterai yang umum digunakan untuk aplikasi ini termasuk baterai asam timbal (lead-acid), baterai gel, atau baterai AGM (Absorbent Glass Mat). Baterai 12V mendapatkan energi melalui reaksi kimia antara elektroda positif dan negatif dalam sel, dan kemudian dapat menghasilkan tegangan yang dapat digunakan untuk menggerakkan atau memberdayakan peralatan yang memerlukan sumber daya listrik di sekitar 12 volt. Kapasitas baterai dinyatakan dalam ampere-jam (Ah), yang mencerminkan jumlah energi yang dapat disimpan dan dihasilkan selama periode waktu tertentu.

Prinsip kerja baterai didasarkan pada konsep reaksi kimia yang menghasilkan aliran elektron, yang dapat digunakan untuk menyediakan daya listrik. Baterai terdiri dari dua elektroda (anoda dan katoda) yang terendam dalam larutan elektrolit atau terpisah oleh separator elektrolit. Ketika baterai disambungkan ke suatu rangkaian, reaksi kimia terjadi di antara elektroda-anoda dan elektroda-katoda, menghasilkan elektron dan ion. Elektron mengalir melalui rangkaian eksternal, memberikan arus listrik yang dapat digunakan untuk menyuplai daya pada perangkat. Ion di dalam elektrolit bergerak melalui separator untuk menjaga keseimbangan muatan, menyempurnakan reaksi kimia. Reaksi kimia ini berlangsung selama baterai memiliki kapasitas dan masih memiliki bahan kimia yang dapat bereaksi.

11. Heater

Heater, dalam konteks umum, merujuk pada perangkat yang dirancang untuk menghasilkan panas dan meningkatkan suhu dalam suatu ruangan atau sistem tertentu. Biasanya menggunakan elemen pemanas, seperti kawat pemanas atau elemen pemanas keramik, heater mengubah energi listrik menjadi panas yang dipancarkan ke sekitarnya. Penggunaan heater dapat bervariasi dari pemanas ruangan untuk kenyamanan termal di rumah atau kantor hingga aplikasi industri yang memerlukan kontrol suhu yang ketat. Selain itu, heater juga dapat menjadi bagian dari berbagai perangkat, termasuk peralatan laboratorium, mesin, atau alat elektronik yang memerlukan suhu tertentu untuk beroperasi secara optimal.

Prinsip Kerja

Prinsip kerja heater didasarkan pada konsep transformasi energi listrik menjadi panas. Biasanya, heater dilengkapi dengan elemen pemanas, seperti kawat pemanas atau elemen pemanas keramik, yang memiliki resistansi listrik tinggi. Ketika arus listrik mengalir melalui elemen pemanas ini, resistansi menyebabkan pemanasan, dan energi listrik diubah menjadi panas. Panas yang dihasilkan kemudian dipancarkan ke lingkungan sekitarnya, meningkatkan suhu di sekitar heater. Prinsip ini digunakan baik dalam pemanas ruangan konvensional maupun dalam berbagai aplikasi industri di mana kontrol suhu adalah faktor kritis. Beberapa heater juga dilengkapi dengan sensor suhu atau termostat untuk memantau dan mengatur suhu, memastikan kenyamanan atau kestabilan suhu yang diinginkan sesuai dengan kebutuhan pengguna atau spesifikasi aplikasi.

PERCOBAAN [KEMBALI]

a) Prosedur

Download library yang diperlukan pada bagian download dalam blog.
Buka proteus yang sudah diinstal untuk membuat rangkaian.
Tambahkan komponen seperti Arduino, sensor, dan perangkat lainnya lalu susun menjadi rangkaian.
Buka Arduino IDE yang sudah diinstal.
Di Arduino IDE, pergi ke menu "File" > "Preferences".Pastikan opsi
"Show verbose during compile" dicentang untuk mendapatkan informasi detail saat kompilasi.
Salin kode program Arduino pada blog kemudian tempelkan program tadi ke Arduino IDE.
Kompilasikan kode dengan menekan tombol "Verify" di Arduino IDE.
Cari dan salin path file HEX yang dihasilkan selama proses kompilasi.
Kembali ke Proteus dan pilih Arduino yang telah Anda tambahkan di rangkaian.
Buka opsi "Program File" dan tempelkan path HEX yang telah Anda salin dari Arduino IDE.
Jalankan simulasi di Proteus.

b) Diagram blok

c) Rangkaian Simulasi dan Prinsip kerja

Rangkaian saat mati

Rangkaian Saat hidup

Rangkaian saat kondisi

Rangkaian ini bekerja dengan mendeteksi suara ketika anak ayam menetas. Ketika anak ayam menetas maka anak ayam pada umumnya akan mengeluarkan suara. Saat anak ayam mengeluarkan suara saat ayam menetas maka menyebabkan sensor suara akan aktif. ketika sound sensor mendeteksi suara anak ayam tadi maka menyebabkan buzzer berbunyi, buzzer sendiri terletak di luar inkubator. Pada inkubator terdapat lampu yang berfungsi sebagai penghangat bagi anak ayam. ketika sensor ldr mendeteksi tingkat cahaya lampu dalam inkubator dan sensor NTC mendeteksi suhu pada inkubator. untuk suhu maksimal dalam inkubator adalah 40 derjat celcius. Ketika disaaat kondisi suhu pada inkubator terukur dalam keadaan suhu dingin maka heater dalam inkubator akan otomatis menyala yang nantinya akan menghangatkan anak ayam dan menjaga suhu dalam inkubator tetap hangat. Button sendiri berfungsi sebagai interup. jika button di tekan maka motor servo akan bergerak yang mengakibatkan terbukanya inkubator. ketika suhu pada NTC mendeteksi suhu diatas 40 derjat celcius maka akan mengakibatkan ventilasi terbuka. pada tampilan LCD nantinya akan menampilkan output display berupa suhu dan tingkat kecerahan pada inkubator dan menampilkan display untuk anak ayam mengeluarkan suara. apabila di display menampilkan nilai ldr lebih kecil atau sama dengan 270 maka akan muncul peringatan untuk mengganti lampu inkubator karna lampunya sudah redup.
Pada NTC sendiri berlaku rumus

dimana :

T : suhu ruangan (Kelvin), nilai yang digunakan 298,15 Kelvin.

B : konstanta reinhart hart , nilai yang digunakan 3950.

R0 : batas termistor (batas 10k ohm)

R : resistansi termistor saat suhu T

d) Flowchart dan Program

Flowchart

Main Flowchart

Setup dan loop Flowchart

Interrup Flowchart

Listing code

#include <LiquidCrystal.h>
#include <math.h>
#include <Servo.h> // Include the Servo library

Servo myServo; // Create a Servo object

// Thermistor parameters
const double R1 = 10000.0;    // Resistance at 25°C in ohms
const double T1 = 25.0 + 273.15;  // Temperature at 25°C in Kelvin

// Other parameters
const double Vref = 5.0;  // Reference voltage (replace with the actual reference voltage)
const int thermistorPin = A0;  // Analog pin the thermistor is connected to
const int soundSensorPin = 10;  // Digital pin the sound sensor is connected to
const int ldrPin = A1;  // Analog pin the LDR sensor is connected to
const int transistorPin = 3;  // Digital pin connected to the base of the transistor
const int transistorheater = 13;
const int buzzerPin = 11;  // Digital pin connected to the buzzer
const int buttonPin = 2;  // Digital pin connected to the button for interrupt
const int servoPin = 12;  // Digital pin connected to the servo

volatile bool interruptFlag = false;
int buttonPressCount = 0; // Counter for button presses

LiquidCrystal lcd(9, 8, 7, 6, 5, 4); // Pin configuration for LCD (RS, E, D4, D5, D6, D7)

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin(20, 4);
  pinMode(soundSensorPin, INPUT);  // Set sound sensor pin as input
  pinMode(transistorPin, OUTPUT);
  pinMode(transistorheater, OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);  // Set button pin as input with internal pull-up resistor
  myServo.attach(servoPin); // Attach the servo to the corresponding pin
  myServo.write(0);  // Set the starting position of the servo to 0 degrees
  // Attach interrupt with a generic trigger type
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), buttonInterrupt, FALLING);
}

void loop() {
  // Read analog voltage from thermistor
  int thermistorValue = analogRead(thermistorPin);
  double thermistorVoltage = thermistorValue * (Vref / 1023.0);
  double R = (Vref / thermistorVoltage - 1) * R1;

  // Calculate temperature using the Steinhart-Hart equation
  double A = 1.0 / T1;
  double B = 3950.0;  // B-value for the NTC thermistor (replace with the actual B-value)
  double Ta = A + (1 / B) * log(R / R1);
  double temperatureKelvin = 1 / Ta;
  double temperatureCelsius = temperatureKelvin - 273.15;

  // Read digital value from sound sensor
  int soundSensorValue = digitalRead(soundSensorPin);

  // Read analog value from LDR sensor
  int ldrValue = analogRead(ldrPin);
  
  // Control transistor based on luminous value
  if (temperatureCelsius > 40) {
    digitalWrite(transistorPin, HIGH); // Activate transistor
  } else {
    digitalWrite(transistorPin, LOW); // Deactivate transistor
  }

  // Activate buzzer if sound sensor detects sound
  if (soundSensorValue == HIGH) {
    digitalWrite(buzzerPin, HIGH);
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("Chick Hatched!");
  } else {
    digitalWrite(buzzerPin, LOW);
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("No Chick            ");
  }

 // Control transistor based on luminous value
  if (ldrValue < 270) {
    lcd.setCursor(0, 4);
    lcd.print("Saatnya ganti lampu");
  } else {
    lcd.setCursor(0, 4);
    lcd.print("Lampu masih aman");  }
  // Print values to LCD
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp: ");
  lcd.print(temperatureCelsius);
  lcd.print(" C");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("LDR: ");
  lcd.print(ldrValue);

  // Check if there's an interrupt (button press)
  if (interruptFlag) {
    lcd.clear();
    // Increment the button press count
    buttonPressCount++;
    // Move the servo based on the button press count
    if (buttonPressCount % 2 == 1) {
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("Inkubator terbuka");
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("Heater dimatikan");
      digitalWrite(transistorheater, LOW); // Deactivate transistor using pin 13
      myServo.write(90); // Move the servo positively by 90 degrees
    } else {
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("Inkubator tertutup");
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("Heater dihidupkan");
      digitalWrite(transistorheater, HIGH); // Deactivate transistor using pin 13
      myServo.write(0); // Move the servo negatively by 90 degrees
    }
    
    interruptFlag = false;  // Reset the flag
  }

  delay(1000);  // Delay for one second
}

// Interrupt Service Routine for the button press
void buttonInterrupt() {
  interruptFlag = true;
  Serial.println("Button Pressed!");
}

e) Kondisi

Ketika button interrup maka LCD di interrup menyebabkan motor servo berjalan dan membuat pintu inkubator terbuka, disaat motor servo membuka inkubator maka hitter didalam inkubator akan mati dan ketika button di tekan kembali maka motor servo akan menutup inkubator dan hitter akan menyala untuk menyesuaikan suhu yang sesuai dalam inkubator.

VIDEO [KEMBALI]

video simulasi rangkaian