Smart Hydroponic Chili in Greenhouse
1. Tujuan Kembali
a. Mengetahui apa itu hidroponik
b. Mengetahui hal yang diperlukan dalam bertani secara hidroponik
c. Memahami Cara kerja Sensor Vibration,temperatur Sensor,PH sensor,Water Level Sensor, Moist Sensor
d. Dapat merangkai rangkaian semua sensor
2. Alat dan Bahan Kembali
1. Voltmeter
DC Voltemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mnegukur tegangan DC.
2. Baterai
Digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian. Konfigurasi pin
Spesifikasi
A. Resistor
Spesifikasi resistor yang digunakan:
a. Resistor 10 ohm
b. Resistor 220 ohm
c. Resistor 10k ohm
Datasheet resistor
B. Logic State
C. Transistor NPN
Transistor NPN merupakan jenis transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor. Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, dan lain lain.
Spesifikasi dan konfigurasi pin:
Spesifikasi
D. Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-C
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5
Konfigurasi Pin
Datasheet Relay
E. Dioda
Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).
F. LED
G. OP-AMP
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.
H. Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Konfigurasi Pin
Pin 1 : Terminal 1
Pin 2 : Terminal 2
Spesifikasi Motor DC
L. Sensor Hujan
Spesifikasi:· Vin : DC 5V 9V.
· Radius : 180 derajat.
· Jarak deteksi : 5 7 meter.
· Output : Digital TTL.
· Memiliki setting sensitivitas.
· Memiliki setting time delay.
· Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.
· Berat : 10 gr.
J. Sensor PH
Spesifikasi :· Tegangan kerja antara 3.3 ~ 5.5V
· Output tegangan analog : 0 ~ 3.0V
· Jenis konektor probe yang digunakan tipe “BNC”
· Tingkat akurasi pengukuran : ±0.1 (pada suhu pengujian 25℃)
· Signal Connector : PH2.0-3P
· Dimensi board : 42mm x 32mm
K. Sensor Water Level
DC Voltemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mnegukur tegangan DC.
2. Baterai
Digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.
Spesifikasi
Spesifikasi resistor yang digunakan:
a. Resistor 10 ohm
b. Resistor 220 ohm
c. Resistor 10k ohm
Transistor NPN merupakan jenis transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor. Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, dan lain lain.
Spesifikasi dan konfigurasi pin:
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5
Konfigurasi Pin
Datasheet Relay
Pin 1 : Terminal 1
Pin 2 : Terminal 2
· Vin : DC 5V 9V.
· Radius : 180 derajat.
· Jarak deteksi : 5 7 meter.
· Output : Digital TTL.
· Memiliki setting sensitivitas.
· Memiliki setting time delay.
· Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.
· Berat : 10 gr.
· Tegangan kerja antara 3.3 ~ 5.5V
· Output tegangan analog : 0 ~ 3.0V
· Jenis konektor probe yang digunakan tipe “BNC”
· Tingkat akurasi pengukuran : ±0.1 (pada suhu pengujian 25℃)
· Signal Connector : PH2.0-3P
· Dimensi board : 42mm x 32mm
Specifications :Working Voltage: DC 3-5VWorking Current: <20mASensor Type: SimulationDetection Area: 40 mm x 16 mmManufacturing Process: FR4 double spray tinFixed Hole Size: 3.2 mmHumanized Design: Half moon sag nonskid treatmentWorking Temperature: 10 °C to 30 °CWork Humidity: 10% to 90% without condensationSize: 65 mm x 20 mm x 8 mmOptional Accessories: 3 pin sensor connecting line,Arduino 328 controller,Sensor relay shield
Sensor Vibration
Moist Sensor 
Touch Sensor 
Sensor Suhu
3. Dasar Teori Kembali
\Prinsip kerja sensor suhu didasarkan pada perubahan sifat fisik atau elektrik dari suatu bahan akibat perubahan suhu. Perubahan ini kemudian diubah menjadi sinyal listrik yang dapat diukur dan diinterpretasikan
Sensor memiliki sepuluh jejak tembaga terbuka, lima di antaranya adalah jejak daya dan lima sisanya adalah jejak indera. Jejak-jejak ini saling terkait sehingga ada satu jejak indera antara setiap dua jejak kekuatan Biasanya, jejak kekuatan dan indera tidak terhubung, tetapi ketika direndam dalam air, mereka dijembatani.Kekuatan dan jejak indera membentuk resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi berdasarkan seberapa banyak mereka terkena air
Resistansi ini bervariasi berbanding terbalik dengan kedalaman perendaman sensor dalam air:
- Semakin banyak air yang direndam sensor, semakin baik konduktivitasnya dan semakin rendah resistansinya.
- Semakin sedikit air yang direndam sensor, semakin buruk konduktivitas dan semakin tinggi resistansinya.
Sensor menghasilkan tegangan output sebanding dengan resistansi; Dengan mengukur tegangan ini, ketinggian air dapat ditentukan.
PH meter terdiri dari voltmeter yang dipasang pada elektroda yang responsif terhadap pH dan elektroda referensi (tidak berubah). Elektroda yang peka terhadap pH biasanya kaca dan perak klorida. Meskipun kadang-kadang digunakan elektroda merkuri-merkuri klorida (kalomel). Ketika dua elektroda direndam dalam larutan, mereka bertindak sebagai baterai. Elektroda kaca mengembangkan potensial listrik (muatan) yang berhubungan langsung dengan aktivitas ion hidrogen dalam larutan (59,2 mV per unit pH pada 25 °C [77 °F]), dan voltmeter mengukur beda potensial antara kaca dan elektroda referensi. Sensor pH secara konsep memiliki keluaran analog. Arus yang mengalir pada sensor akibat ionisasi secara otomatis berubah menjadi tegangan melalui impedansi rangkaian pengkondisian sinyal.
Sensor Kelembapaan1. Sensor Kapasitif (Capacitive Sensors)
Sensor kapasitif dirancang khusus untuk mengukur jenis kelembaban relatif karena uap yang ada di dalam atmosfer bisa merubah permivitas elektrik udara. Dalam pengukuran uap air yang menggunakan sensor kapasitif akan ditentukan oleh rumus berikut ini :
• T = ketentuan suhu (dalam K)
• P = merupakan tekanan udara basah (dalam mHg)
• Ps = berupa tekanan saturasi uap air pada temperature T (dalam mHg)
• H = merupakan sebuah kelembaban relatif (dalam %)
Artinya, beberapa rumus tersebut akan menunjukkan konstanta pada elektrik dari udara basah. Sehingga kapasitansi menjadi setara dengan kelembaban relatif. Adapun mengenai ruang antara plat kapasitornya bisa diisi dengan isolator yang memiliki konstanta pada elektrik, dimana akan berubah secara signifikan sesuai dengan waktu dan tingkat kelembaban.
2. Electrical Conductivity Sensors
Electrical Conductivity Sensors atau yang biasa disebut dengan Pope Element terdiri dari polystyrene. Pada umumnya, sensor ini akan dilakukan dengan asam sulfir untuk memperoleh karakteristik surface-resistivitas yang dibutuhkan. Tidak hanya itu, masih ada lagi material lainnya yang bisa digunakan dalam pembuatan sebuah film untuk sensor konduktivitas.
Material yang dimaksud berupa solidaritas, dikarenakan konduktivitas elektrik pada bahan tersebut sangat bervariasi dan bisa mempengaruhi terhadap tingkat kelembaban. Sistem kerja pada sensor ini terdiri dari film berukuran tipis yang berbahan polimer dan oksida logam diantara dua elektroda konduktif. Bagian sensornya telah dilapisi dengan logam yang memiliki pori-pori elektroda untuk memberikan perlindungan dari kontaminasi seperti kaca, keramik hingga silikon. Jadi, perubahan di dalam konstanta dielektrik sensor kelembaban kapasitifnya hampir sama dengan kelembaban relatif di lingkungan sekitarnya.
3. Thermal Conductivity Sensors
Penggunaan thermal conductivity sensors akan memanfaatkan gas untuk mengukur tingkat kelembaban melalui sensor thermistor. Prinsip kerja pada sensor ini terdiri dari dua ruang dengan masing-masing memiliki sebuah sensor yang identik dengan konduktivitas termal. Salah satu ruangnya ditutup kemudian diisi dengan gas referensi, sedangkan ruang satunya lagi bertugas sebagai penerima gas sampel. Artinya, perbedaan konduktivitas termal dari sampel gas referensi akan didefinisikan ke dalam angka konsentrasi oleh sirkuit mikroprosesor yang terdapat pada unit elektronik.
Prinsip Kerja Sensor Kapasitif
Sensor kelembaban bekerja dengan memanfaatkan adanya perubahan kapasitif. Nantinya perubahan posisi bahan dielektrik akan terjadi diantara kedua keping tersebut. Pergeseran posisi pada salah satu keping dan luas keping yang akan langsung saling berhadapan, sehingga akan terjadi perubahan jarak diantara kedua keping. Jadi, sebuah sensor kelembaban film tipis bisa dibuat pada sebuah substrat silikon berupa lapisan dari SiO2 3000 A thick yang akan diletakkan pada suatu substrat n-Si dan terdapat dua material metal elektroda yang ditempatkan di lapisan SiO2 tersebut.
Selanjutnya, beberapa metal tersebut akan dibuat dari berbagai bahan seperti aluminium, phosphor, chromium yang dicampur dengan polysilicon. Sehingga tingkat kerapatan pada metal elektroda berkisar 2000 hingga 5000 A. Sederhananya, elektroda tadi akan dibuat dalam bentuk pola integritas. Jadi, sensor yang terbaik akan dilapisi dengan lapisan dielektrik sehingga bisa bekerja pada rating temperature sesuai dengan kebutuhan.
Karakteristik Sensor Kapasitif
• Bisa bekerja pada rating temperatur mulai dari 0°C hingga 50°C
• Bisa bekerja pada rating kelembaban mulai dari 20% hingga 100% RH
• Memiliki tegangan kerja AC yang mencapai 1 Vrms
• Memiliki frekuensi kerja mulai dari 50 Hz hingga mencapai 1 Hz
• Biasanya akan mengonsumsi daya sebesar 0,3 mW
• Adanya perubahan temperatur dengan peningkatan 5 derajat celcius, maka kurva karakteristiknya menjadi bergeser yang berbanding terbalik dengan perubahan impedansi.
Intinya, sensor kapasitif akan bekerja dengan mendeteksi seberapa besar tingkat kelembaban relatif udara yang ada disekitar sensornya. Setelah terdeteksi, nantinya sensor akan merubah frekuensi oscillator dan mengirimkan data ke mikrokontroler serta mikro slave sehingga nantinya akan dilanjutkan ke mikro master untuk menganalisa data yang diperlukan
4. Prinsip Kerja KembaliPada Sensor Touch akan aktif ketika disentuh yang menghidupkan indikator lampu yang menandakan adanya orang pada green house pada sensor kelembapan akan aktif ketika kelembapaan yang terdeteksi kurang dari 60% pada ke2 sensor ini akan berhubungan yang mana melalui gerbang AND yang akan mengaktifkan motor dan memberikan pupuk dan ketika ke2 sensor aktif akan memunculkan angka 1 pada 7 segment yang menandakan motor pupuk aktif
Pada sensor Vibration akan aktif ketika adanya getaran yang kaan memperingatkan jika terjadinya suatu getaran yang tidak wajar
Pada sensor water level ketika berlogika 1 atau aktif akan menghidupkan lampu indikator dan Pada sensor PH akan digabungkan dengan water level sensor yang dimana ketika ph sensor ini berlogika 1 maka akan menghidupkan motor yang berguna memberikan larutaan agar Ph tidak asam dan ketika ke 2 sensor ini aktif akan menghetikan motor memberikan larutan pada sensor ini ph yang digunakan kami sesuaikan dengan tanaman hidroponik yang kami gunakan yaitu cabai yang dimana sesuai dengan jurnal tertulis bahwa ph yang diperlukan pada tanaman cabai (pH) referensi yang dianjurkan untuk
tanaman cabai yaitu 6.0 – 6.5. dan pada water level sensor yang akan digunakan ketinggian referensi yaitu (6 cm – 8 cm) data ini dapat dilihat pada jurnal berikut cabai tanaman hidroponik
Pada sensor Suhu ketika suhu kurang dari 21 maka pemanas akan aktif, ketika suhu berada pada 27 maka tidak ada yang akan aktif, sedangkan ketika suhu lebih dari 27 maka pendingin akan aktif 
5. Rangkaian Kembali
Touch Sensor
Vibration Sensor
PH Sensor
7.File Download KembaliFile HTML KlikFile Proteus KlikLibrary Vibration Sensor KlikLibrary Touch Sensor KlikLibrary PH Sensor KlikLibrary Moist Sensor KlikLibrary Rain Sensor KlikLibrary Water Level Sensor KlikDatasheet Vibration Sensor KlikDatasheet Touch Sensor KlikDatasheet PH Sensor KlikDatasheet Moist Sensor KlikDatasheet Sensor Suhu KlikDatasheet Water Level Sensor Klik
1. Sensor Kapasitif (Capacitive Sensors)
Sensor kapasitif dirancang khusus untuk mengukur jenis kelembaban relatif karena uap yang ada di dalam atmosfer bisa merubah permivitas elektrik udara. Dalam pengukuran uap air yang menggunakan sensor kapasitif akan ditentukan oleh rumus berikut ini :
• T = ketentuan suhu (dalam K)
• P = merupakan tekanan udara basah (dalam mHg)
• Ps = berupa tekanan saturasi uap air pada temperature T (dalam mHg)
• H = merupakan sebuah kelembaban relatif (dalam %)
Artinya, beberapa rumus tersebut akan menunjukkan konstanta pada elektrik dari udara basah. Sehingga kapasitansi menjadi setara dengan kelembaban relatif. Adapun mengenai ruang antara plat kapasitornya bisa diisi dengan isolator yang memiliki konstanta pada elektrik, dimana akan berubah secara signifikan sesuai dengan waktu dan tingkat kelembaban.
2. Electrical Conductivity Sensors
Electrical Conductivity Sensors atau yang biasa disebut dengan Pope Element terdiri dari polystyrene. Pada umumnya, sensor ini akan dilakukan dengan asam sulfir untuk memperoleh karakteristik surface-resistivitas yang dibutuhkan. Tidak hanya itu, masih ada lagi material lainnya yang bisa digunakan dalam pembuatan sebuah film untuk sensor konduktivitas.
Material yang dimaksud berupa solidaritas, dikarenakan konduktivitas elektrik pada bahan tersebut sangat bervariasi dan bisa mempengaruhi terhadap tingkat kelembaban. Sistem kerja pada sensor ini terdiri dari film berukuran tipis yang berbahan polimer dan oksida logam diantara dua elektroda konduktif. Bagian sensornya telah dilapisi dengan logam yang memiliki pori-pori elektroda untuk memberikan perlindungan dari kontaminasi seperti kaca, keramik hingga silikon. Jadi, perubahan di dalam konstanta dielektrik sensor kelembaban kapasitifnya hampir sama dengan kelembaban relatif di lingkungan sekitarnya.
3. Thermal Conductivity Sensors
Penggunaan thermal conductivity sensors akan memanfaatkan gas untuk mengukur tingkat kelembaban melalui sensor thermistor. Prinsip kerja pada sensor ini terdiri dari dua ruang dengan masing-masing memiliki sebuah sensor yang identik dengan konduktivitas termal. Salah satu ruangnya ditutup kemudian diisi dengan gas referensi, sedangkan ruang satunya lagi bertugas sebagai penerima gas sampel. Artinya, perbedaan konduktivitas termal dari sampel gas referensi akan didefinisikan ke dalam angka konsentrasi oleh sirkuit mikroprosesor yang terdapat pada unit elektronik.
Prinsip Kerja Sensor Kapasitif
Sensor kelembaban bekerja dengan memanfaatkan adanya perubahan kapasitif. Nantinya perubahan posisi bahan dielektrik akan terjadi diantara kedua keping tersebut. Pergeseran posisi pada salah satu keping dan luas keping yang akan langsung saling berhadapan, sehingga akan terjadi perubahan jarak diantara kedua keping. Jadi, sebuah sensor kelembaban film tipis bisa dibuat pada sebuah substrat silikon berupa lapisan dari SiO2 3000 A thick yang akan diletakkan pada suatu substrat n-Si dan terdapat dua material metal elektroda yang ditempatkan di lapisan SiO2 tersebut.
Selanjutnya, beberapa metal tersebut akan dibuat dari berbagai bahan seperti aluminium, phosphor, chromium yang dicampur dengan polysilicon. Sehingga tingkat kerapatan pada metal elektroda berkisar 2000 hingga 5000 A. Sederhananya, elektroda tadi akan dibuat dalam bentuk pola integritas. Jadi, sensor yang terbaik akan dilapisi dengan lapisan dielektrik sehingga bisa bekerja pada rating temperature sesuai dengan kebutuhan.
Karakteristik Sensor Kapasitif
• Bisa bekerja pada rating temperatur mulai dari 0°C hingga 50°C
• Bisa bekerja pada rating kelembaban mulai dari 20% hingga 100% RH
• Memiliki tegangan kerja AC yang mencapai 1 Vrms
• Memiliki frekuensi kerja mulai dari 50 Hz hingga mencapai 1 Hz
• Biasanya akan mengonsumsi daya sebesar 0,3 mW
• Adanya perubahan temperatur dengan peningkatan 5 derajat celcius, maka kurva karakteristiknya menjadi bergeser yang berbanding terbalik dengan perubahan impedansi.
Intinya, sensor kapasitif akan bekerja dengan mendeteksi seberapa besar tingkat kelembaban relatif udara yang ada disekitar sensornya. Setelah terdeteksi, nantinya sensor akan merubah frekuensi oscillator dan mengirimkan data ke mikrokontroler serta mikro slave sehingga nantinya akan dilanjutkan ke mikro master untuk menganalisa data yang diperlukan
tanaman cabai yaitu 6.0 – 6.5. dan pada water level sensor yang akan digunakan ketinggian referensi yaitu (6 cm – 8 cm) data ini dapat dilihat pada jurnal berikut cabai tanaman hidroponik
0 komentar:
Posting Komentar