TB KONTROL KORNET SAPI

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan bahan

4. Dasar Teori

5. Prinsip Kerja

6. Problem

7. Soal Latihan

8. Percobaan

9. Download File

 

1. Pendahuluan (kembali)

            Industri pengolahan makanan memiliki peran penting dalam memenuhi kebutuhan pangan masyarakat. Salah satu produk olahan yang banyak diproduksi adalah kornet, yaitu produk berbahan dasar daging sapi yang melalui beberapa tahapan proses seperti pencacahan, pencampuran bumbu, pengemasan, pemasakan, dan sterilisasi. Untuk menghasilkan produk yang berkualitas dan aman dikonsumsi, diperlukan sistem kontrol yang mampu mengawasi dan mengendalikan setiap tahapan produksi secara efektif.

Sistem kontrol pada pabrik kornet digunakan untuk mengatur berbagai parameter proses, seperti suhu pemasakan, waktu sterilisasi, tekanan pada proses pengemasan, serta kondisi kebersihan peralatan produksi. Dengan adanya sistem kontrol otomatis, proses produksi dapat berjalan lebih efisien, mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan, serta menjaga kualitas produk tetap konsisten.

Pada tugas besar ini akan dirancang sistem kontrol pabrik kornet yang meliputi identifikasi proses produksi, pemilihan sensor dan aktuator yang sesuai, perancangan rangkaian kontrol, serta simulasi sistem secara keseluruhan. Melalui perancangan ini diharapkan proses produksi kornet dapat berlangsung dengan lebih optimal, produktif, dan sesuai dengan standar industri pangan yang berlaku.

2. Tujuan (kembali)

• Mempelajari simulasi rangkaian tugas besar Kontrol Pabrik Kornet.
• Memahami prinsip kerja rangkaian Kontrol Pabrik Kornet.
• Mengetahui penerapan sistem kontrol pabrik kornet dalam kehidupan sehari-hari dan dunia industri.
• Mempelajari pengaplikasian rangkaian multiplexer (MUX), demultiplexer (DEMUX), counter, encoder, dan decoder pada sistem kontrol.
• Memahami prinsip kerja aplikasi Kontrol Pabrik Kornet yang menggunakan infrared sensor, load cell sensor, PIR sensor, touch sensor, magnetic reed switch sensor, dan sensor LM35.
• Mensimulasikan rangkaian aplikasi Kontrol Pabrik Kornet menggunakan infrared sensor, load cell sensor, PIR sensor, touch sensor, magnetic reed switch sensor, dan sensor LM35 pada software Proteus.

3. Alat dan Bahan (kembali)

1. Transistor 2N222

Spesifikasi:

• Polaritas transistor: NPN.

• Tegangan kolektor-emitor maksimum (VCEO): 30 V.

• Arus kolektor maksimum: 800 mA.

• Daya disipasi maksimum: 500 mW.

• Penguatan arus DC (hFE): 100.

• Tipe kemasan: TO-18.

• Jumlah pin: 3 pin.

Konfigurasi Pin:

• Pin 1: Emitter.

• Pin 2: Base.

• Pin 3: Collector.

2. LED

Spesifikasi:

• Tipe LED: 5 mm Round Standard Directivity.

• Tahan terhadap cuaca dan sinar UV.

• Arus maju (Forward Current): 30 mA.

• Tegangan maju (Forward Voltage): 1,8 V – 2,4 V.

• Tegangan balik maksimum (Reverse Voltage): 5 V.

• Suhu operasi: -30°C hingga +85°C.

• Suhu penyimpanan: -40°C hingga +100°C.

• Intensitas cahaya: 20 mcd.

Konfigurasi Pin:

• Pin 1: Anoda (terminal positif).

• Pin 2: Katoda (terminal negatif).

Spesifikasi:

• Rentang spektrum kerja berada pada kisaran 760 nm hingga 1100 nm.

• Mampu mendeteksi objek pada sudut antara 0° hingga 60°.

• Dapat beroperasi dengan catu daya sebesar 3,3 V sampai 5,3 V.

• Memiliki rentang suhu kerja yang cukup luas, yaitu dari -25°C hingga 85°C.

• Dimensi fisik komponen sekitar 27,3 mm × 15,4 mm sehingga mudah diintegrasikan ke dalam rangkaian elektronika.

3. Resistor

Spesifikasi:

• Nilai resistansi: 220 Ω.

• Daya maksimum: 0,25 W (¼ W).

• Toleransi: ±5%.

• Jenis kemasan: Bulk.

• Material: Carbon Film.

• Koefisien temperatur: 350 ppm/°C.

• Bebas timbal (Lead Free).

• Memenuhi standar RoHS Compliance.

4. Relay

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 :

 

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

5. Sensor Touch

Spesifikasi:

• Tegangan kerja: DC 3,3 V – 5 V.

• Sensitivitas dapat diatur sesuai kebutuhan.

• Dimensi modul: 32 mm × 17 mm.

• Dilengkapi indikator keluaran sinyal.

• Memiliki satu kanal output sinyal.

• Tersedia lubang baut untuk memudahkan pemasangan.

• Menghasilkan sinyal logika rendah saat suara terdeteksi.

• Output berupa sinyal digital dengan logika HIGH dan LOW.

Grafik Touch Sensor

6. 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.

7. PIR Sensor

Spesifikasi:

• Tegangan masukan: DC 4,5–20 V.

• Arus diam: sekitar 50 µA.

• Output akan berlogika tinggi saat gerakan terdeteksi.

• Sudut deteksi: 110°.

• Jarak deteksi maksimum: 6–7 meter.

• Pengaturan trigger: H (aktif) dan L (nonaktif).

 

 Konfigurasi Pin:

Grafik :

 Grafik diatas merupakan perbandingan frekuensi dengan sensitivitas pir sensor

8. 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. Prinsip Kerja [kembali]

Ketika barang melewati sensor infrared, sensor tersebut akan mengaktifkan treadmill sehingga barang dapat bergerak menuju area penghitung. Setelah barang memasuki area tersebut, sensor PIR akan mendeteksi keberadaan barang. Saat kedua sensor bekerja, rangkaian counter akan melakukan proses pencacahan (counter up) dan hasilnya ditampilkan pada seven segment. Apabila hitungan telah mencapai angka 9, sensor touch digunakan untuk mereset tampilan seven segment kembali ke angka 0 sehingga proses perhitungan dapat dimulai dari awal.

Saat sensor PIR aktif, tegangan keluaran sensor sekitar 4,99 V akan mengalir melalui resistor R2 sebesar 10 kΩ. Dengan konfigurasi pembagi tegangan (voltage divider), diperoleh tegangan VBE sekitar 0,79 V yang cukup untuk mengaktifkan transistor. Ketika transistor aktif, arus dari power supply mengalir dari kolektor ke emitor menuju ground. Akibatnya relay bekerja dan kontak relay berpindah posisi sehingga treadmill dapat beroperasi untuk membawa barang masuk ke dalam pabrik.

Selanjutnya, ketika sensor infrared dan sensor PIR aktif, tegangan keluaran sensor akan mengalir melalui resistor R3 dan mengaktifkan transistor Q2. Arus dari power supply kemudian mengalir dari kolektor ke emitor menuju ground sehingga relay aktif. Sinyal selanjutnya diteruskan ke rangkaian asynchronous counter. Pada rangkaian ini, sinyal clock hanya diberikan pada flip-flop pertama, sedangkan flip-flop berikutnya menerima clock dari keluaran flip-flop sebelumnya. Keluaran counter kemudian diteruskan ke rangkaian decoder yang berfungsi mengubah data biner menjadi tampilan desimal pada seven segment.

Sensor touch digunakan untuk mereset tampilan seven segment. Ketika sensor mendeteksi sentuhan dari operator, tegangan keluaran sensor mengalir melalui resistor R5 sebesar 10 kΩ dan menghasilkan tegangan yang cukup untuk mengaktifkan transistor. Setelah transistor aktif, relay bekerja dan sinyal diteruskan ke rangkaian encoder dan decoder sehingga tampilan pada seven segment kembali ke kondisi awal atau angka yang diinginkan untuk proses reset.

6. Problem [kembali]

Sebuah pabrik kornet membutuhkan sistem kontrol otomatis untuk mengatur proses produksi agar berjalan secara berurutan, efisien, dan aman. Dalam proses produksi tersebut, bahan baku harus melewati beberapa tahapan, mulai dari pendeteksian keberadaan bahan, pengukuran berat, proses pencacahan dan pencampuran, pengisian ke dalam kemasan, hingga proses pemasakan pada suhu tertentu.

Permasalahan yang harus diselesaikan adalah bagaimana merancang suatu sistem kontrol otomatis yang mampu mendeteksi kondisi pada setiap tahapan produksi menggunakan berbagai jenis sensor. Infrared sensor digunakan untuk mendeteksi keberadaan objek atau bahan pada jalur produksi, load cell digunakan untuk mengukur berat bahan, PIR sensor digunakan untuk mendeteksi keberadaan atau pergerakan, touch sensor digunakan sebagai input sentuhan untuk mengaktifkan bagian tertentu dari sistem, magnetic reed switch digunakan untuk mendeteksi kondisi posisi atau penutupan bagian mesin, sedangkan sensor LM35 digunakan untuk mengukur suhu selama proses produksi.

Sinyal yang dihasilkan oleh setiap sensor kemudian diproses menggunakan rangkaian logika digital yang terdiri dari multiplexer, demultiplexer, counter, encoder, dan decoder. Multiplexer digunakan untuk memilih salah satu dari beberapa sinyal masukan, demultiplexer digunakan untuk mendistribusikan sinyal menuju keluaran tertentu, counter digunakan untuk melakukan proses pencacahan, sedangkan encoder dan decoder digunakan untuk mengubah serta menerjemahkan kode digital sehingga informasi dapat ditampilkan pada seven segment.

Dengan demikian, permasalahan utama dalam perancangan ini adalah bagaimana mengintegrasikan seluruh sensor, rangkaian logika digital, dan aktuator sehingga setiap tahapan produksi kornet dapat berjalan secara otomatis sesuai urutan yang telah ditentukan serta memberikan respons yang tepat berdasarkan kondisi yang terdeteksi oleh masing-masing sensor.  

7. soal dan jawaban    

1. Jelaskan fungsi infrared sensor dan load cell sensor dalam sistem kontrol pabrik kornet serta bagaimana kedua sensor tersebut mendukung proses produksi secara otomatis!

Jawaban:

Infrared sensor berfungsi untuk mendeteksi keberadaan objek atau bahan yang melewati jalur produksi. Sensor ini bekerja dengan memanfaatkan pancaran cahaya inframerah dari pemancar menuju penerima. Ketika terdapat objek yang menghalangi atau memantulkan cahaya inframerah, kondisi keluaran sensor akan berubah dan menghasilkan sinyal yang dapat digunakan untuk mengendalikan bagian lain dari sistem.

Dalam sistem kontrol pabrik kornet, infrared sensor dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan bahan atau kemasan pada conveyor. Ketika objek terdeteksi, sensor akan mengirimkan sinyal ke rangkaian kontrol sehingga proses berikutnya dapat dijalankan secara otomatis. Dengan demikian, proses produksi hanya berlangsung ketika bahan atau kemasan telah berada pada posisi yang sesuai.

Sementara itu, load cell sensor berfungsi untuk mengukur berat bahan atau produk berdasarkan gaya yang diberikan pada permukaan sensor. Ketika bahan diletakkan pada load cell, sensor menghasilkan perubahan sinyal listrik yang besarnya bergantung pada berat beban yang diberikan.

Dalam proses produksi kornet, load cell dapat digunakan untuk memastikan bahwa jumlah bahan atau isi kornet yang dimasukkan ke dalam kemasan telah sesuai dengan berat yang ditentukan. Apabila berat belum mencapai nilai yang diinginkan, proses pengisian dapat terus berlangsung. Sebaliknya, ketika berat telah mencapai batas yang ditentukan, sistem dapat menghentikan proses pengisian dan melanjutkan ke tahap produksi berikutnya.

Dengan demikian, infrared sensor berfungsi untuk mendeteksi keberadaan dan posisi objek, sedangkan load cell berfungsi untuk mengukur berat bahan atau produk. Kedua sensor tersebut membantu meningkatkan otomatisasi, ketepatan, dan efisiensi dalam proses produksi kornet.

2. Jelaskan bagaimana sensor LM35 dapat digunakan untuk mengontrol proses pemasakan kornet dan apa yang terjadi apabila suhu telah mencapai batas yang telah ditentukan!

Jawaban:

Sensor LM35 merupakan sensor suhu yang menghasilkan tegangan keluaran analog yang berubah secara linear terhadap perubahan suhu. Secara umum, LM35 memiliki sensitivitas sebesar 10 mV untuk setiap kenaikan suhu 1°C.

Hubungan antara tegangan keluaran dan suhu dapat dituliskan sebagai:

Vout = T × 10 mV

Sebagai contoh, apabila suhu yang terdeteksi adalah 80°C, maka:

Vout = 80 × 10 mV

Vout = 800 mV = 0,8 V

Dalam sistem kontrol pabrik kornet, LM35 digunakan untuk memantau suhu selama proses pemasakan atau sterilisasi. Ketika suhu masih berada di bawah nilai yang telah ditentukan, sistem pemanas tetap bekerja untuk meningkatkan suhu. Sensor LM35 terus mengukur perubahan suhu dan mengirimkan sinyal tegangan ke rangkaian kontrol.

Apabila suhu telah mencapai batas yang telah ditentukan, rangkaian kontrol akan memberikan perintah untuk menghentikan atau mengurangi kerja pemanas agar suhu tidak terus meningkat. Sebaliknya, jika suhu turun di bawah batas yang ditentukan, pemanas dapat kembali diaktifkan.

Dengan demikian, sensor LM35 berfungsi sebagai bagian penting dalam sistem pengendalian suhu otomatis agar proses pemasakan kornet berlangsung pada temperatur yang sesuai dan membantu menjaga kualitas produk.

3. Jelaskan fungsi multiplexer (MUX), demultiplexer (DEMUX), counter, encoder, dan decoder dalam sistem kontrol pabrik kornet!

Jawaban:

Dalam sistem kontrol pabrik kornet, multiplexer, demultiplexer, counter, encoder, dan decoder memiliki fungsi yang berbeda tetapi saling mendukung dalam proses pengolahan sinyal digital.

Multiplexer (MUX) berfungsi untuk memilih satu dari beberapa sinyal input dan meneruskannya menuju satu jalur output. Dalam sistem pabrik kornet, MUX dapat digunakan untuk memilih sinyal dari beberapa sensor berdasarkan kondisi tertentu sehingga rangkaian kontrol dapat mengolah input yang diperlukan.

Demultiplexer (DEMUX) memiliki fungsi kebalikan dari multiplexer. DEMUX menerima satu sinyal input dan mendistribusikannya menuju salah satu dari beberapa output berdasarkan kondisi pada input selektor. Dalam sistem kontrol pabrik kornet, DEMUX dapat digunakan untuk mengarahkan sinyal kontrol menuju aktuator atau bagian mesin tertentu.

Counter berfungsi untuk melakukan pencacahan berdasarkan pulsa clock yang diterima. Dalam sistem produksi, counter dapat digunakan untuk menghitung jumlah produk atau kemasan kornet yang telah melewati suatu titik pada conveyor. Setiap kali sensor mendeteksi satu produk, counter akan menambah nilai hitungan.

Encoder berfungsi untuk mengubah beberapa kondisi input menjadi kode biner yang lebih sederhana. Dalam sistem kontrol, encoder dapat digunakan untuk mengubah kondisi beberapa input atau sensor menjadi suatu kode digital tertentu agar lebih mudah diproses oleh rangkaian berikutnya.

Decoder berfungsi untuk menerjemahkan kode biner menjadi keluaran tertentu. Salah satu penerapannya adalah IC 74LS47, yang menerima input BCD 4-bit dan menghasilkan tujuh sinyal keluaran untuk mengendalikan seven segment sehingga nilai hasil pencacahan dapat ditampilkan dalam bentuk angka.

Secara keseluruhan, MUX bertugas memilih input, DEMUX mengarahkan sinyal menuju output tertentu, counter menghitung jumlah produk atau kejadian, encoder mengubah kondisi input menjadi kode biner, dan decoder menerjemahkan kode tersebut menjadi keluaran yang dapat digunakan oleh rangkaian lain atau ditampilkan pada seven segment.                                                                               

8. Percobaan [kembali]

• Prosedur

1. Menyiapkan seluruh komponen dan bahan yang akan digunakan pada software Proteus.

2. Menyusun rangkaian sesuai dengan desain yang telah dirancang.

3. Mengatur parameter yang diperlukan, seperti tegangan, arus, dan nilai komponen lainnya.

4. Menjalankan simulasi rangkaian pada Proteus.

5. Menguji fungsi setiap sensor yang digunakan dalam rangkaian.

6. Memeriksa kembali rangkaian untuk memastikan tidak terdapat kesalahan atau komponen yang kurang.

7. Melakukan simulasi ulang hingga rangkaian bekerja sesuai dengan yang diharapkan.

• Rangkaian TB Kontrol pabrik kornet sapi

Vidio Percobaan

9. Download File [kembali]

• Download Simulasi Rangkaian klik disini
• Download Datasheet Resistor : Klik disini..
• Download Datasheet Transistor BC547 :  Klik disini..
• Download Datasheet Op Amp 741 :  Klik disini..
• Download Datasheet Dioda 1N4007 :  Klik disini..
• Download Datasheet Motor DC :  Klik disini..
• Download Datasheet Relay :  Klik disini..
• Download Datasheet LED :  Klik disini..
• Download Datasheet Baterai :  Klik disini..
• Download Datasheet Potensiometer : Klik disini..
• Download Datasheet Button : Klik disini..
• Download Datasheet Seven Segment : Klik disini..
• Download Datasheet XOR Gate : Klik disini..
• Download Datasheet AND Gate : Klik disini..
• Download Datasheet NOT Gate : Klik disini..
• Download Datasheet Kapasitor : Klik disini..
• Download Datasheet IC 74LS47 : Klik disini..
• Download Datasheet Infrared Sensor : Klik disini..
• Download Library Infrared Sensor : Klik disini..