Tugas 4 Rangkaian Mesin Penetas Telur Otomatis Menggunakan Thermistor

1. Tujuan [kembali]

  • Untuk mengetahui prinsip kerja sensor suhu.
  • Untuk mengetahui cara mensimulasikan rangkaian mesin penetas telur otomatis menggunakan thermistor.
  • Untuk mengetahui prinsip kerja pada rangkaian mesin penetas telur otomatis menggunakan thermistor.

2. Alat dan Bahan [kembali]

a. Alat [kembali]

  • Ground

  • Power Supply

b. Bahan [kembali]

    • Resistor
    • Potensiometer
    • LM 741

    • Transistor PNP

    • Thermistor 

    • Dioda

    • Relay

    • Fan/Kipas

3. Dasar Teori [kembali]

  • Resistor 
Simbol resistor

        Resistor berfungsi sebagai penghambat jumlah arus yang megalir masuk ke dalam suatu rangkaian. Satuan resistor adalah Ohm (). Cara mengukur resistor, yaitu menggunakan alat ukur multimeter analog/digital, dan membaca kode warna resistor.


  • Power Supply
Simbol baterai

    Power Supply atau dalam bahasa Indonesia atau disebut Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.  Pada dasarnya Power Supply atau Catu daya ini memerlukan sumber energi listrik yang kemudian mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat elektronika lainnya. Oleh karena itu, Power Supply kadang-kadang disebut juga dengan istilah Electric Power Converter. Power supply ini fungsinya sebagai pengubah dari tegangan listrik AC (Alternating Current atau arus bolak-balik) menjadi tegangan DC (Direct Current atau arus searah).

    Dalam sebuah power amplifier semua tidak bisa berdiri sendiri, atau saling terkait erat. Trafo harus bisa menangani rangkaian power dan rangkaian power harus bisa menangani beban atau speaker. Hal ini karena dalam elektronika/kelistrikan mengenal hukum Ohm, yang dinyatakan secara matematis dengan rumus persamaannya yaitu V =x1*R, I = V/R, dan R = V/I. V adalah voltase(V), I adalah kuat arus(A), dan R adalah hambatan (Ω)


  • Dioda
Simbol Dioda

    Dioda ialah komponen elektronika aktif yang terdiri dari dua kutub dan fungsinya sebagai penyearah arus dan untuk menghantarkan listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Elektronika memilki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anoda berdasarkan teknologi pertemuan p-n (positif dan negatif) semikonduktor yaitu dapat menghantarkan arus litrik dari sisi tipe p (anoda) menuju sisi tipe-n (katoda), tetapi tidak dapat menghantarkan arus ke arah sebaliknya (katoda ke anoda). Cara mengukur Dioda ialah dengan menggunakan multimeter baik itu digital maupun analog.


  •  LM 741

Simbol IC NE555
    LM741 adalah salah satu IC (Integrated Circuit) Op-Amp (Operational Amplifier) yang memiliki 8 pin. IC Op-Amp ini terdapat 2 jenis bentuk, yaitu tabung (lingkaran) dan kotak (persegi), tetapi yang umum adalah yang berbentuk persegi. Op-Amp banyak digunakan dalam sistem analog komputer, penguat video/gambar, penguat audio, osilator, detector dan lainnya. LM741 biasanya bekerja pada tegangan positif/negatif 12 volt, dibawah itu IC tidak akan bekerja. Setiap pin/kaki-kaki pada IC LM741 mempunya fungsi yang berbeda-beda, keterangan pin/kaki-kaki LM741 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Op-Amp LM741 dapat membuat beberapa fungsi rangkaian seperti gambar berikut.


  • Sensor suhu Thermistor NTC
Thermistor - Working, Types - NTC & PTC,Uses,Comparison,Applications
Simbol NTC

        Thermistor adalah suhu perangkat pendeteksi atau sensor yang bertindak sedikit seperti Resistor listrik tetapi sensitif terhadap suhu. Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Termistor dapat digunakan untuk menghasilkan tegangan ouput analog dengan variasi suhu sekitar dan karenanya dapat disebut sebagai transduser. Ini karena ia menciptakan perubahan sifat listriknya karena perubahan fisik dalam panas. Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Thermistor jenis ini dibuat dari oksida dari kelompok elemen transisi besi ( misalnya FE2O3, NiO CoO dan bahan NTC yang lain).  Thermistor ada 2 jenis, yaitu Thermistor NTC dan Thermistor PTC. Kedua thermistor ini memiliki fungsi yang sama yaitu dapat mengubah nilai suhu, namun memiliki cara kerja yang berlawanan.

    Dapat dilihat dalam tabel di atas, bahwa perbedaan kedua thermistor ini cukup terlihat.

    - Simbol yang melambangkan NTC yaitu (-) sedangkan simbol PTC yaitu (+). Simbol itu menggambarkan sebuah komponen yang nilai resistansinya dapat dirubah dengan adanya temperature atau suhu.

    - Adanya perbedaan dalam nilai koefisiennya walaupun kedua jenis tesebut mempunyai fungsi yang sama.

    - Thermistor PTC dan NTC mempunyai fisik bulat serta memiliki dua kawat disisi kanan dan kirinya hanya saja PTC berwarna biru dan NTC berwarna hitam.

    - Thermistor PTC memiliki grafik lurus bertanda bahwa temperaturnya naik maka nilai resistansinya juga naik begitupula sebaliknya. Namun, untuk thermistor NTC mempunyai grafik yang melandai ke bawah yang berarti jika temperaturnya naik maka nilai resistansinya turun begitu sebaliknya.

        Prinsip kerja dari thermistor menyesuaikan perubahan nilai resistansinya berdasarkan kecil besarnya suhu dimana suhu itu akan mengenai bagian dari thermistor sehingga terjadi perubahan nilai resistansi didalamnya.
        Cara mengukur Thermistor NTC dengan alat ukur multimeter dengan tujuan untuk mengetahui apakah kondisi NTC dalam keadaan baik atau tidak, karena kondisi NTC yang baik dan dapat digunakan itu yang dapat merespon perubahan suhu dengan memberikan perubahan resistansi pada kedua terminal NTC tersebut. 

    • Potensiometer

    Simbol Potensiometer
        Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek. Bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer, yaitu Penyapu atau disebut juga dengan Wiper, Element Resistif, danTerminal.

        Potensio bekerja seperti resistor dengan semakin besar tahanan maka output (volt) semakin kecil, dan sebaliknya semakin kecil tahanan (ohm) maka output (volt) semakin besar. Ketika digunakan sebagai potensiometer, koneksi dibuat untuk kedua ujungnya serta penghapus, seperti yang ditunjukkan. Posisi penghapus kemudian memberikan sinyal output yang sesuai (pin 2) yang akan bervariasi antara level tegangan yang diterapkan ke satu ujung trek resistif (pin 1) dan yang di sisi lain (pin 3)

    • Relay

        Relay merupakan saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen elektromekanikal yang terbagi atas 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.


    • Ground
        Ground ialah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi. Cara pemasangannya yaitu menggunakan sebuah elektroda khusus untuk pembumian yang ditanam di bawah tanah.

    • Fan / Kipas


           Kipas angin dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi yang umum adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas). Kipas angin juga ditemukan di mesin penyedot debu dan berbagai ornamen untuk dekorasi ruangan. 
        Kipas angin dapat dikontrol kecepatan hembusan dengan 3 cara yaitu menggunakan pemutar, tali penarik serta remote control. Perputaran baling-baling kipas angin dibagi dua yaitu centrifugal (Angin mengalir searah dengan poros kipas) dan Axial (Angin mengalir secara pararel dengan poros kipas). 

    • Transistor PNP


        Transistor adalah sebuah komponen elektronika yang digunakan untuk penguat, sebagai sirkuit pemutus, sebagai penyambung, sebagai stabilitas tegangan, modulasi sinyal dan lain-lain. Fungsi transistor juga sebagai kran listrik yang dimana berdasarkan tegangan inputnya, memungkinkan pengalihat listrik yang akurat yang berasal dari sumber listrik.

        Transistor PNP Transistor PNP adalah transistor BJT yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan negatif pada terminal Basis. Fungsinya untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Emitor ke Kolektor. Bipolar Junction Transistor (BJT) adalah komponen semikonduktor yang dibuat dengan tiga terminal/kaki Semikonduktor (Basis, Kolektor dan emitor). Syarat transistor PNP agar Conduct Syarat transistor PNP agar conduct ( mengalirkan arus listrik dari emitor ke kolektor ) yaitu sebagai berikut : 

    1. Tegangan pada basis lebih negatif daripada emitor. 

    2. Tegangan pada kolektor harus lebih lebih negatif terhadap emitor. 

    3. Arus basis ( IB ) harus sesuai dengan datasheet.

        Cara Kerja Transistor PNP ialah Transistor memiliki dua Dioda Kristal. Sisi kiri sebagai Diode Emitor-Base dan sisi kanan Dioda Kolektor-Base. Lubang (hole) adalah Pembawa mayoritas Transistor PNP merupakan arus di dalamnya. Arus didalam transistor terbentuk karena perubahan posisi lubang dan arah dari transistor karena Aliran Elektron. Transistor PNP menyala ketika arus kecil mengalir melalui Basis. Arah arus Transistor PNP dari Emitor ke Kolektor.

    4. Percobaan [kembali]

        a. Prosedur Percobaan:

      1. Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.
      2. Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.
      3. Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.
      4. Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.
      5. Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.
      6. Buka bagian Terminals mode ().
      7. Pilih terminal yang diperlukan.
      8. Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.
      9. Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.
      10. Klik play () pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.
      11. Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output fan yang bergerak.

        b. Rangkaian Simulasi [kembali]

    Foto rangkaian simulasi 

    Rangkaian saat tidak adanya arus

    Prinsip kerja rangkaian simulasi

    Rangkaian saat ada arus

        Mesin penetas telur otomatis itu pada prinsipnya ketika suhu meningkat lebih dari seharusnya atau setelannya maka pemanas atau lampu akan padam atau kipas penyedot akan menyala. Dan ketika suhu ruangan melewati batas suhu terendah maka pemanas atau lampu akan menyala.

        Suhu ruangan untuk mesin penetas telur biasanya 37.8° C atau 100° F. Ketika suhu ruangan diatas 38°C relay akan bekerja untuk menghidupkan kipas penyedot dan mematikan lampu. Ketika suhu ruangan turun dibawah 37° C maka relay mati dan lampupun menyala. Lamanya relay bekerja diatur oleh VR2 (Hysteresis= perbandingan suhu tertinggi dengan terendah). Perbedaan suhu hanya berkisar 0.5°-1°. . VR1 mengatur tinggi rendahnya suhu yang ingin dicapai. VR3 untuk menghaluskan pengaturan suhu yang ingin dicapai.


        c. Video [kembali]




    Electricity LightningElectricity Lightning