Sensor kelembaban tanah merupakan sensor yang mampu mendeteksi intensitas air di dalam tanah (moisture). Seperti tampak padaGambar 2.5sensor ini terdiri dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar). Kedua probe ini merupakan media yang akan menghantarkan tegangan analog yang nilainya relatif kecil.
Gambar 2.6 Grove Moisture Sensor SEN0100
Sensor kelembaban ini dapat digunakan untuk mendeteksi kelembaban tanah atau kandungan air di dalam tanah di sekitar sensor. Sensor ini sangat mudah digunakan yaitu dengan memasukkan ke dalam tanah pada kedalaman 1-5 cm dan kemudian membaca data hasil pengukuran sensor. Spesifikasi sensor ini dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Spesifikasi Grove Moisture Sensor SEN0100
Item Parameter Min Khas Maks Satuan
Arus - 0 ~ 35 mA Nilai Output Sensor di tanah kering 0 ~ 300 /
Sensor di dalam tanah lembab 300 ~ 700 / Sensor dalam air 700 ~ 950 /
2.7. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan. Penampil LCD seperti yang tampak pada Gambar 2.6, mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil Gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD.
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Konfigurasi pin LCD dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4 Konfigurasi Pin LCD 20x4
No.Pin Nama Keterangan
1 GND Ground 2 VCC +5V 3 VEE Contras 4 RS Register Select 5 RW Read/write 6 E Enable 7-14 D0-D7 Data bit 0-7
15 A Anoda (back light)
16 K Katoda (back light)
Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pada sisi dalam lempeng kaca bagian depan.
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari.
Dibawah sinar cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus dipasang dibelakang layar tampilan.LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang mena mpilkan data dengan 2baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift.
Register yang terdapat di LCD adalah sebagai berikut: 1. IR (Intruction Register)
Digunakan untuk menentukan fungsi yang harus dikerjakan oleh LCD serta pengalamatan DDRAM atau CGRAM.
2. DR (Data Register)
Digunakan sebagai tempat data DDRAM atau CGRAM yang akan ditulis atau dibaca oleh komputer atau sistem minimum. Saat dibaca, DR menyimpan data DDRAM atau CGRAM, setelah itu data alamatnya secara otomatis masuk ke DR. Pada waktu menulis, cukup lakukan inisialisasi DDRAM atau CGRAM, kemudian untuk selanjutnya data dituliskan ke DDRAM atau CGRAM sejak awal alamat tersebut.
3. BF (Busy Flag)
Digunakan untuk bahwa LCD dalam keadaan siap atau sibuk. Apabila LCD sedang melakukan operasi internal, BF diset menjadi 1, sehingga tidak akan menerima perintah dari luar. Jadi, BF harus dicek apakah telah diriset menjadi 0 ketika akan menulis LCD (memberi data pada LCD). Cara untuk menulis LCD adalah dengan mengeset RS menjadi 0 dan mengeset R/W menjadi 1.
4. AC (Address Counter)
Digunakan untuk menunjukan alamat pada DDRAM atau CGRAM dibaca atau ditulis, maka AC secara otomatis menunjukan alamat berikutnya. Alamat yang disimpan AC dapat dibaca bersamaan dengan BF.
Digunakan sebagai tempat penyimpanan data yang sebesar 80 byte atau 80 karakter. AC menunjukan alamat karakter yang sedang ditampilkan.
6. CGROM (Character Generator Read Only Memory)
Pada LCD terdapat ROM untuk menyimpan karakter-karakter ASCII (American Standart Code for Interchage Intruction), sehingga cukup memasukan kode ASCII untuk menampilkanya.
7. CGRAM (Character Generator Random Access Memory)
Sebagai data storage untuk merancang karakter yang dikehendaki. Untuk CGRAM terdapat kode ASCII dari 00h sampai 0Fh, tetapi hanya 8 karakter yang disediakan. Alamat CGRAM hanya 6 bit, 3 bit untuk mengatur tinggi karakter dan 3 bit tinggi menjadi 3 bit rendah DDRAM yang menunjukan karakter, sedangkan 3 bit rendah sebagai posisi data CGRAM untuk membuat tampilan baris dalam dot matriks 5x7 karakter tersebut, dimulai dari atas. Sehingga karakter untuk kode ASCII 00h sama dengan 09h sampai 07h dengan 0Fh. Dengan demikian untuk perancangan 1 karakter memerlukan penulisan data ke CGRAM samapai 8 kali.
8. Cursor and Blink Control circuit
Merupakan rangkaian yang menghasilkan tampilan kursor dan kondisi blink (berkedap-kedip).
2.8. Relay
Relay adalah saklar mekanik yang dikendalikan atau dikontrolsecara elektronik (elektro magnetik). Saklar pada relay akan terjadiperubahan posisi OFF ke ON pada saat diberikan energi elektro magnetikpada armatur relay tersebut.
Relay pada dasarnya terdiri dari 2 (dua) bagian utama yaitu saklar mekanik dan sistem pembangkit elektromagnetik (induktor inti besi). Saklar atau kontaktor relay dikendalikan menggunakan tegangan listrik yang diberikan ke induktor pembangkit magnet untuk menarik armatur tuas saklar atau kontaktor relay. Relay yang ada dipasaran terdapat berbagai bentuk dan ukuran dengan tegangan kerja dan jumlah saklar yang bervariasi, pada Gambar 2.7 adalah salah satu bentuk relay yang ada dipasaran.
Gambar 2.8 Relay
Relay dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power
supplynya. Secara fisik antara saklar atau kontaktor dengan elektromagnet relay terpisah sehingga antara beban dan sistem kontrol terpisah. Bagian utama relay elektro mekanik adalah sebagai berikut :
1. Kumparan elektromagnet 2. Saklar atau kontaktor Swing 3. Armatur Spring (Pegas).
Gambar 2.9 Konstruksi Relay Posisi NC
Dari konstruksi relay elektro mekanik diatas dapat diuraikan sistem kerja atau proses relay bekerja. Pada saat elektromagnet tidak diberikan sumber tegangan maka tidak ada medan magnet yang menarik armature, sehingga saklar relay tetap terhubung ke terminal NC (Normally Close) seperti terlihat pada Gambar 2.9. Kemudian pada saat elektromagnet diberikan sumber tegangan maka terdapat medan magnet yang menarik armature, sehingga saklar relay terhubung ke terminal NO (Normally Open) seperti terlihat pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Konstruksi Relay Posisi NO
Relay elektro mekanik memiliki kondisi saklar atau kontaktor dalam 3 posisi. Ketiga posisi saklar atau kontaktor relay ini akan berubah pada saat relay mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya. Ketiga posisi saklar relay tersbut adalah :
1. Posisi Normally Open (NO), yaitu posisi saklar relay yang terhubungke terminal NO (Normally Open). Kondisi ini akan terjadi pada saatrelay mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya.
2. Posisi Normally Colse (NC), yaitu posisi saklar relay yangterhubung ke terminal NC (Normally Close). Kondisi ini terjadi padasaat relay tidak mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya.
3. Posisi Change Over (CO), yaitu kondisi perubahan armatur saklarrelay yang berubah dari posisi NC ke NO atau sebaliknya dari NO keNC. Kondisi ini terjadi saat sumber tegangan diberikan keelektromagnet atau saat sumber tegangan diputus dari elektromagnetrelay.
Mini Water Pumpadalah peralatan mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan dari dataran rendah ke dataran tinggi atau untuk mengalirkan cairan dari daerah bertekanan rendah ke daerah yangbertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju aliran pada suatu sistemjaringan perpipaan. Hal ini dicapai dengan membuat suatu tekanan yangrendah pada sisi masuk atau suction dan tekanan yang tinggi pada sisikeluar atau discharge dari pompa.
Pada prinsipnya, pompa mengubah energi mekanik motor menjadienergi aliran fluida, bentuk fisik mini water pump dapat dilihat pada Gambar 2.10. Energi yang diterima oleh fluida akan digunakanuntuk menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan-tahanan yang terdapatpada saluran yang dilalui.
Gambar 2.11 Mini Water Pump DC 12V
Mini water pump DC ini menggunakan motor DC 12V. Motor DC merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Spesifikasi mini water pump DC 12V, yaitu :
1. Merk/Model : Mabuchi RS-360SH
4. Torsi maksimum (stall torque): 420 g.cm 5. Arus maksimum (stall current): 8,6 A
6. Konstruksi : Shunt Wound
7. Daya Keluaran : 0,7 W - 40 W (aproksimasi) 8. Diameter Saluran : 2,3 mm
9. Dimensi Keseluruhan : 49,6 mm x 27,7 mm
Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar).Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik.
Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen, seperti yang terlihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.12 Motor DC
Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada Gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.