MODUL 4



 

1. Pendahuluan [kembali]

Sistem Kontrol Arah Panel Surya Otomatis Berdasarkan Intensitas Cahaya dirancang untuk memaksimalkan efisiensi penyerapan energi matahari dengan menyesuaikan posisi penutup panel secara dinamis. Dengan memanfaatkan Sensor Cahaya (LDR), Op-Amp Komparator (LM358), dan Relai DPDT/SPDT, sistem ini dapat mengendalikan Motor DC secara otomatis untuk membuka penutup panel saat terdeteksi intensitas cahaya tinggi, dan menutup penutup panel saat intensitas cahaya rendah (malam hari atau kondisi mendung pekat). Penggunaan sistem otomatis ini membantu meningkatkan efisiensi konversi energi, melindungi panel dari kerusakan lingkungan, dan mengoptimalkan hasil energi tanpa intervensi manual..


 2. Tujuan [kembali]

    Tujuan dari perancangan sistem kontrol arah panel surya otomatis ini adalah:

  1. Mengotomatisasi proses pembukaan dan penutupan pelindung/penutup panel surya menggunakan Sensor Cahaya (LDR) dan Op-Amp Komparator untuk memaksimalkan paparan panel surya selama kondisi siang hari.

  2. Mengendalikan arah putaran Motor DC (CW untuk membuka, CCW untuk menutup) dengan memanfaatkan rangkaian Relai (RL1, RL2) berdasarkan ambang batas intensitas cahaya yang terdeteksi, sehingga efisiensi konversi energi dapat ditingkatkan.

  3. Meningkatkan keamanan dan perlindungan aset dengan menambahkan Sensor Gas/Asap (MQ-2) yang terintegrasi untuk mendeteksi potensi bahaya kebakaran atau kebocoran gas di area penyimpanan atau dekat rangkaian kontrol, diiringi aktivasi Buzzer dan LED peringatan.

  4. Menyediakan indikasi visual dan kemampuan logging dengan memanfaatkan rangkaian Counter dan Display 7-Segment untuk menunjukkan status operasional internal (misalnya, menghitung siklus buka/tutup atau indikator status mode operasi).

  5. Mempermudah pengawasan dan pengaturan posisi optimal panel surya serta meningkatkan umur pakai panel dengan memastikan penutup otomatis saat malam hari, melindungi dari elemen cuaca yang merusak.


 3. Alat dan Bahan [kembali]

Alat 

1. Jumper



2. Breadboard


  Bahan

1. Ic 4026




2. Potensiometer



3. Motor DC



4. Seven Segmen



5. ic 7404

Uploading: 486336 of 486336 bytes uploaded.




6. Ic 7408




7. ic 7432




8. LM 358





9. Adaptor 9V





10. resistor



11. Buzzer





12. transistor npn





13. relay spdt



14. relay dpdt

15. Sensor Ldr



16. Sensor Magnet





17. Sensor MQ-2


 4. Dasar Teori [kembali] 

a. Ic 4026

IC 4026 (atau CD4026) adalah Sirkuit Terpadu (IC) CMOS 16-pin yang berfungsi ganda sebagai Pencacah Dekade (Decade Counter) sekaligus Pengemudi Tampilan 7-Segmen (7-Segment Display Driver) untuk tampilan jenis Common Cathode (Katoda Bersama).

Ini berarti IC ini dapat menghitung pulsa elektronik (0 hingga 9) dan secara langsung mengontrol tampilan 7-segmen tanpa memerlukan IC decoder perantara.




b. Potensiometer

Potensiometer (sering disingkat “pot”) adalah komponen elektronik pasif yang berfungsi sebagai pengatur resistansi (hambatan listrik) secara variabel (dapat diubah-ubah).

Potensiometer termasuk dalam jenis resistor variabel, di mana nilai hambatannya dapat diatur dengan memutar tuas, menggeser slider, atau memutar knob.

    



c. Motor Dc

Motor DC (Direct Current Motor) adalah motor listrik yang bekerja menggunakan arus searah (DC) untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak putar.

Motor ini banyak digunakan karena mudah dikontrol kecepatannya dan arah putarannya dengan mengatur tegangan atau polaritas arus yang masuk.


d. Seven Segmen

Seven Segment Display adalah komponen elektronika indikator yang digunakan untuk menampilkan angka (0–9) atau beberapa huruf tertentu (A–F).

Komponen ini banyak digunakan pada jam digital, kalkulator, counter, dan alat ukur digital.

Disebut “seven segment” karena terdiri dari 7 buah LED kecil yang disusun membentuk angka delapan (8), ditambah 1 titik desimal (DP, optional).


e. IC 7404

Uploading: 486336 of 486336 bytes uploaded.

IC 7404 adalah sirkuit terpadu (IC) digital dari seri TTL (Transistor-Transistor Logic) 7400. Fungsi utamanya adalah menyediakan enam (Hex) gerbang logika NOT (Inverter) independen dalam satu kemasan IC.Gerbang NOT adalah gerbang logika paling dasar yang hanya memiliki satu input dan satu output, dengan fungsi untuk menghasilkan output yang merupakan kebalikan logis (komplemen) dari inputnya


f. Ic 7408

IC 7408 adalah sirkuit terpadu (IC) digital dari keluarga TTL (Transistor-Transistor Logic) 7400. Fungsi utamanya adalah menyediakan empat (Quad) gerbang logika AND independen yang masing-masing memiliki dua input dalam satu kemasan 14-pin.


g. IC 7432

IC 7432 adalah sirkuit terpadu (IC) digital dari keluarga TTL (Transistor-Transistor Logic) 7400. Fungsi utamanya adalah menyediakan empat (Quad) gerbang logika OR independen yang masing-masing memiliki dua input dalam satu kemasan 14-pin.



g.  LM 358

IC LM358 adalah sirkuit terpadu (IC) yang sangat populer dan serbaguna. Fungsi utamanya adalah menyediakan dua (Dual) Penguat Operasional (Operational Amplifier atau Op-Amp) yang independen dan berkinerja tinggi dalam satu kemasan.

LM358 terkenal karena dapat beroperasi menggunakan catu daya tunggal (single power supply), yang membuatnya sangat ideal untuk proyek dan aplikasi yang ditenagai oleh baterai atau sumber daya DC tunggal.




h. Adaptor 9V

Adaptor 9V adalah perangkat eksternal yang berfungsi sebagai Catu Daya (Power Supply). Tugas utamanya adalah mengubah tegangan listrik AC (arus bolak-balik) dari stopkontak dinding menjadi tegangan DC (arus searah) yang stabil, biasanya sebesar 9 Volt, untuk mengoperasikan perangkat elektronik.


i. Resistor

Resistor adalah salah satu komponen pasif paling mendasar dan umum dalam rangkaian elektronik. Komponen ini dirancang untuk menghambat atau membatasi aliran arus listrik (current) dan sekaligus menurunkan tegangan listrik (


j. Buzzer

Buzzer adalah perangkat elektroakustik yang berfungsi mengubah sinyal listrik menjadi suara, biasanya berupa bunyi beep, dengungan, atau alarm. Mereka digunakan secara luas sebagai indikator audio, perangkat peringatan, atau antarmuka umpan balik dalam berbagai sistem elektronik.


k. Transistor npn

Transistor NPN adalah salah satu dari dua jenis utama Transistor Bipolar Junction (BJT), selain PNP. NPN merupakan komponen semikonduktor aktif tiga lapisan yang digunakan terutama sebagai saklar elektronik (switch) atau sebagai penguat sinyal (amplifier).

Transistor NPN terdiri dari tiga lapisan semikonduktor yang didoping (diisi pengotor), disusun secara berurutan:

  1. N (Negatif): Daerah Emitor (E)

  2. P (Positif): Daerah Basis (B)

  3. N (Negatif): Daerah Kolektor (C)


l.  Relay SPDT

Relai SPDT (Single-Pole, Double-Throw) adalah jenis saklar elektro-mekanis yang sangat umum digunakan. Relai berfungsi sebagai saklar yang dioperasikan secara elektrik, memungkinkan sirkuit berdaya rendah (kontrol) untuk mengendalikan sirkuit berdaya tinggi atau arus besar (beban) tanpa sambungan fisik langsung.

    

m. Relay DPDT

Relai DPDT (Double-Pole, Double-Throw) adalah jenis relai elektro-mekanis yang sangat serbaguna dan canggih dibandingkan dengan SPDT. Relai DPDT memiliki kemampuan untuk mengendalikan dua sirkuit independen secara bersamaan dengan satu sinyal kontrol (koil tunggal).


n. Sensor Ldr

LDR adalah singkatan dari Light Dependent Resistor, yang juga dikenal sebagai Photoresistor atau Photoconductive Cell. LDR adalah resistor pasif yang nilai resistansinya berubah secara dramatis seiring dengan perubahan intensitas cahaya (iluminasi) yang jatuh pada permukaannya.


o. Sensor Magnet

Sensor magnet adalah perangkat yang mendeteksi dan merespons adanya medan magnet di sekitarnya. Sensor-sensor ini digunakan secara luas dalam aplikasi yang memerlukan pendeteksian posisi, kecepatan, arah, atau keberadaan suatu objek, sering kali melalui penggunaan magnet permanen yang terpasang pada objek tersebut.


q. Sensor MQ-2

Sensor gas adalah perangkat elektronik yang mendeteksi keberadaan dan konsentrasi berbagai jenis gas di atmosfer. Gas yang terdeteksi bisa berupa gas beracun, gas mudah terbakar, atau gas tertentu yang relevan untuk aplikasi industri maupun lingkungan.

Tujuan utama dari sensor gas adalah untuk keamanan (mendeteksi kebocoran gas berbahaya) atau pemantauan kualitas udara.



5. Percobaan [kembali]

    a) Prosedur [kembali]

  1. Buka Proteus
  2. Siapkan semua komponen rangkaian yang diperlukan
  3. Rangkai komponen sehingga menjadi sebuah rangkaian
  4. Lakukan simulasi rangkaian pada proteus

    b) Hardware [kembali]



    c) Rangkaian simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]


Prinsip kerja :

   Sistem Kontrol Arah Panel Surya Otomatis yang dirancang ini mengimplementasikan logika kontrol berbasis ambang batas cahaya untuk secara cerdas mengelola posisi pelindung panel surya. Mekanisme utama dipicu oleh Sensor LDR (Light Dependent Resistor) yang terhubung ke Detektor Inverting (Komparator LM358); saat LDR mendeteksi cahaya terang, output komparator yang rendah akan mengaktifkan Relai RL2 untuk menggerakkan Motor DC secara Clockwise (CW) dan membuka pelindung, memastikan efisiensi penangkapan energi. Sebaliknya, saat cahaya redup atau gelap (malam hari), output komparator yang tinggi memicu Relai RL1 untuk memutar motor Counter-Clockwise (CCW) dan menutup pelindung, memberikan proteksi terhadap elemen lingkungan. Selain fungsi otomatisasi posisi, sistem ini dilengkapi dengan fitur keamanan menggunakan Sensor MQ-2 (Gas/Asap); jika kadar gas atau asap terdeteksi melebihi ambang batas, sensor akan mengaktifkan Buzzer dan LED Peringatan untuk memberikan sinyal bahaya, sementara sirkuit counter dan display 7-segmen dapat berfungsi sebagai indikator status atau siklus operasional sistem.


    d) Flowchart [kembali]




    e) Video Demo [kembali]


    f) Download File [kembali]


Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

kuliah

Gambar
  BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2023 OLEH: Nama : Yusra Fadilah Nim :2310952058 Dosen Pengampu: Darwison, M.T Referensi:  1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978- 602-9081-10-7, CFerila, Padang  2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-   602-9081-10-7, CV Ferila, Padang 3 . Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  4 . Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.  5 . Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005  6 . Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.  7. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2015.  
Baca selengkapnya