Modul IV Elektronika



MODUL IV

Kontrol Pakan Ternak Sapi

1. Pendahuluan[Kembali]

    Pakan merupakan salah satu faktor utama dalam keberhasilan budidaya ternak sapi, karena secara langsung memengaruhi pertumbuhan, kesehatan, dan produktivitas hewan. Pemberian pakan yang tepat, baik dari segi jumlah, jenis, maupun waktu pemberian, dapat meningkatkan efisiensi produksi dan kualitas hasil ternak, seperti daging atau susu. Dalam kehidupan sehari-hari, sistem konsistensi dalam pemberian makan ternak masih tidak teratur, juga pemberian makan ternak masih banyak yang bekerja secara manual, misalnya hanya mengandalkan pemberian pakan langsung ke kandang ternak. Hal ini tentunya kurang efisien karena peternak tentunya hanya memberikan pakan pada jam jam tertentu, terlebih jika peternak harus pergi sehingga kemungkinan pemberian pakan tidak sesuai jamnya. Dengan adanya kemajuan di bidang elektronika dan mikrokontroler, kini sistem pakan ternak sapi dapat dirancang bekerja secara  otomatis dan realtime dengan memanfaatkan senosr.
    Proyek "Kontrol Pakan Ternak Sapi" ini dirancang untuk menjadi solusi sederhana namun efektif dalam mendeteksi adanya pengurangan pakan ternak yang menandakan pakan yang tersedia sudah berkurang. sensor ini menggunakan dua sensor utama, yang pertama sensor infrared yang berfungsi utuk mendeteksi apakah pada tempat makan ternak masih terdapat pakan atau tidak dan sensor water level untuk mendeteksi ketersediaan air minum untuk ternak.
    Ketika sensor infrared mendeteksi pakan masih tersedia, motor tidak akan bergerak sehingga konveyor diam, akan tetapi ketika sensor tidak mendeteksi ketersediaan makanan, maka motor akan bergerak sehingga konveyor bergerak membawa pakan. Dengan demikian, pakan ternak akan terisi kembali dan jam makan ternak lebih teratur.  Selanjutnya sensor water level mendeteksi ketersediaan air, apabila ketersediaan air pada wadah masih ada, pompa tidak akan memompa air, akan tetapi ketika air sudah kurang dari ambang batas ketersediaan, maka pompa akan memompa dan air akan terisi kembali.
    Selain memberikan pakan dan air sesuai ketersediaan, proyek ini juga menjadi bentuk penerapan nyata dari konsep sensor analog dan sistem kontrol otomatis dalam bidang elektronika. Melalui perancangan, perakitan, dan pengujian alat secara langsung, mahasiswa dapat memperdalam keterkaitan antara kehidupan nyata dan pembelajaran elektronika. Dengan adanya sistem ini, diiharapkan terciptanya kontrol pakan yang efisien, teratur dan mudah diterapkan untuk membantu pemberian pakan ternak yang teratur dan kualitas terbaik sehingga ternak ternak yang dihasikan lebih sehat dan bermutu tinggi. 

2. Tujuan[Kembali]

Adapun tujuan dari pembuatan kontrol pakan ternak otomatis ini ialah:
  1. Merancang kontrol pakan ternak sapi yang mampu mendeteksi ketersediaan pakan dan ketersediaan air
  2. Meningkatkan pemahaman tentang penerapan sensor analog dan sistem kontrol otomatis dalam bidang elektronika
  3. Menunjukkan penerapan teknologi sederhana yang bermanfaat untuk meningkatkan efisiensi pemberian makanan dan nutrisi ternak sapi
  4. Meningkatkan kemampuan praktis dalam perancangan, perakitan, dan pengujian rangkaian elektronika yang melibatkan sensor dan sistem kontrol otomatis.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat
   1. Breadboard
2. Jumper


3. Kotak Plastik
4. Adaptor 12V

B. Bahan
1. Sensor Infrared
Sensor infrared digunakan untuk mendeteksi keberadaan objek melalui pantulan sinar inframerah. Sensor ini menjadi pemicu utama untuk mengisi pakan.

2.  Water Level Sensor

Water level sensor digunakan untuk mendeteksi ketinggian atau keberadaan air dalam suatu wadah, tangki, atau sistem. dengan ini, ketersediaan air untuk ternak akan selalu cukup.

3. Operational Amplifier Tipe TL082

TL082 adalah IC penguat operasi (op-amp) dengan input berbasis JFET, tersedia dalam paket DIP 8-pin, SO-8 dan bentuk lain. TL082 berisi dua penguat operasi independen yg dirancang untuk memberikan impedansi input sangat tinggi, noise rendah, serta konsums daya rendah. IC ini dapat bekerja mennggunakan catu daya tunggal maupun ganda, sehingga fleksibel untuk berbagai aplikas elektronika analog.
rentang tegangan suplay yang lebar membuatnya cocok untuk rangkaan audio, sensor dan sstem pengolahan sinyal. karena nputnya menggunakan JFET, arus bias yang diperlukan sangat kecil, memungkinkan TL083 digunakan pada rangkaian berimpedansi tinggi. kecepatan responnya cukup baik, dengan slew rate tinggi yang membuatnya stabil untuk sinyal berfrekueni enengah hingga tinggi.

Cara kerja TL082
penguatan tegangan
TL082 memperkuat tegangan antar pin input non inverting (+) dan input inverting (-). penguatan sebenarnya ditentukan oleh konfigurasi  rangkaian eksternal (feedback resistor).

Output mengikuti feedback:
tidak seperti komperator,  TL082 berusaha menjaga selisih tegangan antara kedua input mendekati nol (prinsip negative feedback). jika tegangan input disusun sebagai ampllifier non inverting, output akan nak, jiika disusun sebgai inverting, output akan turun sesua aturan oenguatan

Rentang output tidak rail-to-rail: TL082 tidak dapat menghasilkan tegangan output yng benar benar mencapai 0 V atau Vcc. outputnya berada sedikit di bawah batas suplai, sehingga perlu diperhitungkan dalam desain


4. Op Amp LM35


5. Buck Konverter

Buck konverter digunakan untuk menurunkan tegangan,pada rangkaian ini buck digunakan untuk menurunkan tegangan dari 12V menjadi 5V dengan menggunakan buck konverter ini.

6. Potensiometer
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika ataupun kebutuhan pemakainya, potensiometer merupakan keluarga resistor yang tergolong dalam kategori variabel resistor. secara struktur, potensiometer terdiri dari 3 kaki terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Sebuah resistor terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (Track) dengan terinal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya adalah penyapu (wper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif.  Wiper inilah yang mengatur naik turunnya nilai resistansi resistor.

7. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Jenis resistor yang digunakan pada rangkaia ini adaah fixed resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan substrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini ialah dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.
cara menghitung nilai resistansi resistor:


8. Relay
Relay adalah sebuah komponen elektronika yang berbentuk sakelar yang dioperasikan dengan listrik, dilengkapi 2 bagian diantaranya elektromagnet (coil) dana mekanikal (switch). Dimana komponen tersebut memanfaatkan prinsip elektromagnetik untuk dapat menggerakkan sakelar sehingga dapat menghantarkan arus listrik. Secara umum, fungsi relay adalah sebagai komponen yang dapat mengubah arus listrik kecil menjadi aliran yang lebih besar lagi dengan memanfaatkan tenaga elektromagnetisme
cara kerja relay:
Cara kerja relay adalah ketika kumparan elektromagnetik yang ada di dalamnya terdapat sebuah feromagnetis yang dapat mendapatkan aliran listri. Dengan demikian secara otomatis akan muncul sebuah medan magnet yang sifatnya sementara namun selalu ada, yang mana magnet tersebut akan menarik tuas armature sehingga dapat merubah posisi kontak switch yang awalnya dari NC (normally closed) menjadi NO (normally open)
NO (normally open) adalah sebuah kondisi yang mana relay belum mendapatkan adanya tekanan dan tuas berada di posisi normal. Sedangkan NC (normally closed) adalah kondisi dimana relay sudah mendapatkan adanya tegangan dengan posisi tuas menarik dan kontak tertutup.

9. Transistor d882

Transistor D882 juga dikenal sebagai 2SD882, adalah transistor bipolar (BJT) NPN berdaya sedang yang umum digunakan dalam amplikasi dan switching untuk keperluan umum. Transistor inidirancang dengan teknologi planar, menawarkan kinerja yang andal dan kemampuan penanganan arus yang moderat. Transistor ini memiliki tiga lampisan material semikonduktor egan tiga terminal - emiter, basis, kolektor. Transistor ini memberikan amplifikasi arus yang efisien denan rentang penguatan antara 60 dan 400, sehingga cocok untuk sirkuit berdaya rendah.  
spesifikasi:

karakteristik:

10. Pompa 5V

Pompa air adalah alat atau perangkat mekanik yang digunakan untuk memindahkan air dari satu tempat ke tempat lain dengan cara memberikan energi mekanik pada fluida tersebut, sehingga air dapat mengalir dari daerah bertekanan rendah ke daerah bertekanan tinggi. Pompa air dapat bekerja dengan prinsi mengubah energi mekanik menjadi energi tekanan dan kecepatan fluida (air) sehingga air dapat mengalir dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi.

11. Motor DC Gearbox

4. Dasar Teori[Kembali]


A. Sensor Infrared

    Sensor infrared adalah jenis sensor yang memanfaatkan sinar inframerah untuk mendeteksi keberadaan objek di sekitarnya. Sensor ini bekerja dengan memancarkan sinar IR melalui LED infrared dan menerima pantulannya melalui fotodioda atau fototransistor. Ketika ada objek yang berada pada area deteksi, sinar IR akan dipantulkan dan diterima kembali oleh sensor, sehingga menghasilkan perubahan sinyal pada bagian penerima.

    Sensor infrared banyak digunakan pada sistem otomatisasi karena memiliki respons yang cepat, konsumsi daya rendah, dan mampu bekerja tanpa kontak fisik dengan objek. Pada sistem kontrol pakan ternak sapi, sensor infrared berfungsi sebagai pendeteksi pakan. Ketika pakan terdeteksi masuk ke wadah penampung pakan, sensor memberikan sinyal ke rangkaian kontrol untuk menonaktifkan konveyor, sementara ketika tidak ada pakan yang terdeteksi di dalam wadah penampung pakan barulah sensor akan memberikan sinyal ke rangkaian kontrol untuk mengaktifkan konveyor. 

Grafik responsi 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.


B. Water Level Sensor 



    Sensor air atau water level sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur ketinggian air di suatu tempat, seperti tangki, bak, sumur, atau wadah lainnya. Sensor ini bekerja dengan memberikan informasi apakah air berada pada level rendah, sedang, atau tinggi, bahkan beberapa jenis dapat mengukur ketinggian air secara kontinu (analog). Sensor water analog bekerja berdasarkan perubahan resistansi ketika air menyentuh probe logam yang terdapat pada sensor. Semakin tinggi permukaan air, semakin banyak bagian probe yang terendam, sehingga resistansinya menurun dan menghasilkan tegangan output analog yang lebih besar. 
    Pada sistem kontrol pakan ternak sapi sensor water level bekerja dengan prinsip bahwa semakin banyak probe yang terendam air, semakin kecil resistansinya sehingga tegangan keluarannya menjadi tinggi. Ketika air dalam wadah berada pada level tinggi, sebagian besar probe terendam dan menghasilkan tegangan tinggi, sehingga mikrokontroler memerintahkan pompa untuk berhenti mengisi air. Namun saat ketinggian air mulai menurun dan hanya sedikit probe yang terendam, resistansi meningkat dan tegangan keluaran sensor menurun. Ketika tegangan mencapai batas rendah yang telah ditentukan, sistem akan mengaktifkan pompa untuk mengisi air kembali. Pompa akan terus bekerja hingga tegangan naik kembali ke batas tinggi, menandakan bahwa air telah mencapai level yang diinginkan. Dengan demikian, sistem dapat menjaga ketinggian air secara otomatis dan stabil.

Komentar

Posting Komentar