Sistem kontrol kendang ayam

Sistem kontrol kendang ayam

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. A. Prosedur
2. B. Hardware
3. C. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
4. D. Flowchart
5. E. Video Demo
6. F. Download File

1. Pendahuluan [Kembali]

Sistem kontrol kandang ayam merupakan suatu rangkaian elektronik yang berfungsi untuk memantau dan mengontrol kondisi di dalam kandang secara otomatis. Sistem ini dirancang untuk meningkatkan efisiensi pemeliharaan ayam dengan cara memanfaatkan sensor-sensor elektronik seperti sensor inframerah (IR) dan sensor cahaya (LDR).

Sensor inframerah berfungsi untuk mendeteksi jumlah ayam yang masuk atau keluar kandang, kemudian hasil deteksinya akan dihitung oleh rangkaian penghitung (counter) dan ditampilkan pada tampilan 7-segment display. Sedangkan sensor LDR digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya di dalam kandang. Ketika pencahayaan kurang, sistem akan secara otomatis menyalakan lampu guna menjaga kondisi terang di dalam kandang.

Dengan adanya sistem ini, pemilik kandang tidak perlu lagi melakukan pengawasan secara manual, karena sistem dapat bekerja otomatis dalam menghitung populasi ayam serta menjaga pencahayaan yang sesuai.

2. Tujuan [Kembali]

1. Membuat sistem kontrol kandang ayam otomatis menggunakan sensor inframerah dan sensor LDR.
2. Menghitung jumlah ayam yang masuk dan keluar kandang secara digital menggunakan rangkaian counter.
3. Mengontrol kondisi pencahayaan dalam kandang secara otomatis berdasarkan intensitas cahaya.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Bahan :

1. Sensor Infrared

Gambar Sensor IR

2. Sensor LDR

3. IC Op-Amp LM741

Pin Out:

Spesifikasi:

4. IC 74LS192 (Decade Counter)

Pin Out:

Spesifikasi:

5. IC 7448 (BCD to 7 Segment Decoder)

Pin Out:

Spesifikasi:

• Function: Decoder, Demultiplexer
• Technology Family: LS
• VCC (Min): 4.75V
• VCC (Max): 5.25V
• Channels: 1
• Voltage (Nom): 5V
• Max Frequency at normal Voltage: 35Mhz
• tpd at normal Voltage (Max): 100 nsec
• Configuration: 4:7
• Type: Open-Collector
• IOL (Max): 3.2mA
• IOH (Max): -0.05mA
• Rating: Catalog
• Operating temperature range (C): 0 to 70
• Bits (#): 7
• Digital input leakage (Max): 5uA
• ESD CDM (kV): 0.75
• ESD HBM (kV): 2

6. 7 Segment Display

Pin Out:

Spesifikasi:

• Available in two modes Common Cathode (CC) and Common Anode (CA)
• Available in many different sizes like 9.14mm,14.20mm,20.40mm,38.10mm,57.0mm and 100mm (Commonly used/available size is 14.20mm)
• Available colours: White, Blue, Red, Yellow and Green (Res is commonly used)
• Low current operation
• Better, brighter and larger display than conventional LCD displays.
• Current consumption : 30mA / segment
• Peak current : 70mA

7. Transistor NPN

Pin Out:

Spesifikasi:

8. Dioda

Dioda 1N4007 adalah jenis dioda penyearah (rectifier diode) yang umum digunakan dalam rangkaian elektronik untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Dioda ini termasuk dalam seri 1N400x dan memiliki kemampuan menahan tegangan balik maksimum hingga 1000 volt dengan arus maju maksimum 1 ampere.

9. 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 (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

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%.

Spesifikasi:

10. Potensiometer

Spesifikasi:

11. Relay

Pin Out:

Spesifikasi:

12. IC 74LS32

Pin Out:

Spesifikasi:

4. Dasar Teori [Kembali]

Sensor IR (Infrared Sensor)

Sensor IR (Infrared) adalah sensor yang bekerja dengan menggunakan sinar inframerah untuk mendeteksi keberadaan atau jarak suatu objek. Sensor ini banyak digunakan dalam berbagai sistem otomatisasi karena kemampuannya mendeteksi benda tanpa kontak langsung.

Sensor infrared (IR) merupakan komponen elektronik yang berfungsi untuk mendeteksi keberadaan suatu objek dengan memanfaatkan prinsip kerja pemantulan sinar inframerah. Sensor ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu LED inframerah sebagai pemancar dan photodiode atau phototransistor sebagai penerima. Ketika tidak ada objek di depan sensor, sinar inframerah yang dipancarkan tidak akan mengenai penerima sehingga output sensor berada pada kondisi rendah (LOW). Sebaliknya, jika terdapat objek seperti ayam yang melintas di depan sensor, sinar inframerah akan dipantulkan kembali ke penerima dan menyebabkan output sensor berubah menjadi tinggi (HIGH). Perubahan tegangan inilah yang kemudian dijadikan sinyal digital untuk dikirim ke rangkaian berikutnya.

Dalam sistem kontrol kandang ayam, sensor IR berfungsi sebagai penghitung jumlah ayam yang masuk atau keluar kandang. Saat ayam melewati sensor, pancaran inframerah terhalang sehingga sensor menghasilkan sinyal logika yang diteruskan ke rangkaian counter. Counter kemudian menambah atau mengurangi hitungan sesuai arah pergerakan ayam, dan hasilnya ditampilkan pada display 7-segmen. Dengan demikian, peternak dapat mengetahui jumlah ayam di dalam kandang secara otomatis tanpa perlu menghitung secara manual. Selain sebagai penghitung, sensor IR juga dapat digunakan untuk mengaktifkan sistem lain seperti lampu otomatis atau pintu kandang. Cara kerja ini membuat sensor IR sangat bermanfaat dalam sistem otomatisasi karena mampu mendeteksi objek dengan cepat, akurat, dan tanpa kontak langsung.

Prinsip Kerja

Sensor IR terdiri dari dua komponen utama, yaitu:

1. LED Inframerah (IR Transmitter) – berfungsi memancarkan sinar inframerah yang tidak terlihat oleh mata manusia.

2. Fotodioda atau Fototransistor (IR Receiver) – berfungsi menerima pantulan sinar inframerah dari objek di depan sensor.

Prinsip kerjanya didasarkan pada pemantulan sinar inframerah:

• Ketika tidak ada objek di depan sensor, sinar IR tidak akan terpantul ke penerima, sehingga sensor menghasilkan sinyal LOW (0).

• Ketika ada objek di depan sensor, sinar IR akan dipantulkan kembali ke penerima, menyebabkan sensor menghasilkan sinyal HIGH (1).

Dengan demikian, perubahan kondisi pantulan sinar IR menjadi dasar dalam mendeteksi keberadaan, jarak, atau warna permukaan suatu benda.

Cara Menghasilkan Sinyal

Sensor IR menghasilkan sinyal digital (HIGH/LOW) atau sinyal analog, tergantung jenis sensornya:

• Pada sensor digital, output HIGH menandakan adanya objek, sedangkan output LOW menandakan tidak ada objek.

• Pada sensor analog, tegangan output berubah secara proporsional terhadap intensitas sinar pantulan (semakin dekat objek, semakin tinggi tegangannya).

Sinyal tersebut dapat dibaca oleh mikrokontroler seperti Arduino, Raspberry Pi, atau sistem kontrol lainnya untuk memicu aksi tertentu — misalnya menyalakan motor, buzzer, atau lampu indikator.

Grafik responnya :

LDR Sensor

LDR (Light Dependent Resistor) atau fotoresistor adalah salah satu jenis sensor cahaya yang nilai resistansinya berubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya.

• Ketika cahaya terang (siang hari) → resistansi LDR menurun.
• Ketika gelap (malam hari) → resistansi LDR meningkat.

Prinsip kerja LDR didasarkan pada efek fotokonduktivitas — yaitu kemampuan material semikonduktor untuk mengubah resistansi listriknya saat terkena cahaya.

• Saat terkena cahaya:
  Foton dari cahaya memberikan energi kepada elektron di dalam bahan semikonduktor (biasanya kadmium sulfida, CdS), sehingga elektron bebas berpindah dari pita valensi ke pita konduksi.
  Akibatnya, jumlah elektron konduksi meningkat, dan resistansi turun drastis.
• Saat gelap:
  Tidak ada energi foton yang cukup untuk menggerakkan elektron ke pita konduksi, sehingga resistansi menjadi sangat tinggi (puluhan kilo-ohm hingga mega-ohm)

 

    Spesifikasi :

    

Grafik respon

Relay

Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

Kapasitas Pengalihan Maksimum:

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 (V=I R). 

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

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%.

Transistor

Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. 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.

    Transistor Bipolar adalah salah satu jenis transistor yang terbentuk dari 2 dioda sehingga memiliki polaritas atau sisi positif dan sisi negatif. Biasanya transistor Bipolar atau disebut dengan BJT (Basis Junction Transistor) memiliki 2 jenis, diantaranya yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Transistor ini memiliki 3 polaritas yang biasa disebut B (Basis), E (Emiter), C (Collector). Basis berfungsi sebagai base atau tempat berkumpulnya kumpulan aliran arus yang masuk ke transistor, Emiter dan Collector sebagai aliran arus masuk dan keluar.

Lambang Transistor BJT

Sudah jelas seperti gambar di atas bahwa transistor PNP memiliki simbol yang arah panahnya masuk dan sebaliknya untuk NPN arah panah dari emiter mengarah keluar.

Bentuk aliran arus pada sebuah transistor dapat dirumuskan dengan hukum KCL ( Kirchoff Current Law) Atau hukum Kirchoff I, yang dirumuskan sebagai berikut.

Ie = Ic + Ib  

Keterangan : 
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector
Ib = Arus Basis

Pada Transistor BJT nilai arus Ib relatif sangat kecil terhadap Ic, maka Ib ini dapat diabaikan. Sehingga persamaan diatas bisa berubah menjadi

Ie = Ic

Keterangan :
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector

Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V

Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.

Gelombang input dan output transistor

Jenis-jenis transistsor yang digunakan

    1. Fixed Bias

Fixed bias pada transistor BJT adalah metode yang sangat sederhana di mana tegangan basis transistor ditetapkan oleh sumber tegangan eksternal melalui sebuah resistor basis (RB). Konfigurasi dasar rangkaian ini melibatkan tegangan suplai (VCC), resistor kolektor (RC), dan resistor basis yang terhubung ke sumber tegangan bias (VBB). Kelebihan dari metode ini adalah kesederhanaannya, namun kelemahannya adalah stabilitas yang rendah. Fixed bias sangat sensitif terhadap variasi parameter transistor seperti β (gain) dan perubahan suhu, sehingga titik kerja transistor dapat mudah bergeser.

Gambar Rangkaian Fixed Bias

Rumus Untuk Rangkaian Fixed Bias

    2. Self Bias

Self bias meningkatkan stabilitas dengan menambahkan resistor emitor (RE) yang memberikan umpan balik negatif. Dalam konfigurasi self bias, tegangan basis diatur melalui resistor basis (RB) dan tegangan pada emitor yang dikendalikan oleh arus emitor (IE) yang mengalir melalui RE. Ini membantu menstabilkan arus kolektor (IC) karena perubahan dalam arus kolektor akan mempengaruhi tegangan emitor dan, pada gilirannya, menyesuaikan tegangan basis-emitor (VBE). Metode ini menawarkan stabilitas yang lebih baik dibandingkan fixed bias, tetapi masih relatif sederhana.

Gambar Rangkaian Self Bias

Rumus untuk Rangkaian Self Bias

    3. Emitter Bias

Emitter bias menggabungkan pembagi tegangan untuk basis dan resistor emitor untuk mencapai stabilitas yang lebih tinggi. Konfigurasi ini melibatkan dua resistor pembagi tegangan (RB1 dan RB2) yang menetapkan tegangan basis, serta resistor emitor (RE) yang menyediakan umpan balik negatif. Pembagi tegangan memastikan tegangan basis tetap stabil meskipun ada perubahan dalam tegangan suplai atau parameter transistor. Sementara itu, resistor emitor menambah stabilitas termal dengan mengurangi efek perubahan suhu pada arus kolektor. Emitter bias adalah metode yang sangat stabil dan cocok untuk aplikasi yang memerlukan titik kerja yang sangat stabil.

Gambar Rangkaian Emitter Bias

Rumus untuk Rangkaian Emitter Bias

1. Detektor non inverting Vref= +

Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti gambar 69

Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V2 dan Vref = V1 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo ( .( ) 1 2 (max) Vo  AOL V V ) yang dihasilkan adalah seperti gambar 70

Gambar 70 Bentuk gelombang input dan gelombang output Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar 71. Dengan Vi > Vref maka Vo = -Vsat dan sebaliknya bila Vi < Vref maka Vo = +Vsat.

 

2. Detektor Non Inverting dengan vref =+

Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti gambar 78

Gambar 78 Rangkaian detektor non inverting Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V1 dan +Vref = V2 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo ( .( ) 1 2 (max) Vo  Vsat  AOL V V ) yang dihasilkan dengan simulasi multisim adalah seperti 

OP AMP Komparator

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Komparator

Rumus:

Kedua rangkaian Op-Amp pada gambar, baik yang terhubung ke Sensor cahaya maupun ke Sensor kelembaban tanah, beroperasi sebagai komparator tegangan.

Cara Kerja

• Komparator adalah rangkaian Op-Amp yang membandingkan dua tegangan input dan menghasilkan output yang bergantung pada input mana yang lebih besar.

• Jika tegangan input non-pembalik (Vref) lebih besar dari tegangan input pembalik (Vs-), output Op-Amp akan menjadi tinggi (mendekati Vcc atau logika 1).

• Jika tegangan input non-pembalik ($V_+$) lebih kecil dari tegangan input pembalik ($V_-$), output Op-Amp akan menjadi rendah (mendekati $V_{ee}$ atau logika 0).

Rangkaian Sensor Cahaya

• Op-Amp ini membandingkan tegangan dari Sensor Cahaya (LDR) (yang terhubung ke salah satu input) dengan tegangan referensi $V_{Ref}$ (yang terhubung ke input lainnya).

• Output-nya digunakan untuk mengontrol logika waktu siang/malam.

Rangkaian Sensor Kelembaban Tanah

• Op-Amp ini membandingkan tegangan dari Sensor Kelembaban Tanah dengan tegangan referensi $V_{Ref}$.

• Output-nya digunakan untuk mengaktifkan/menonaktifkan Pompa penyiram tanaman.

Gerbang OR 

Sevent Segment 

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk  dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.

Tabel Pengaktifan Seven Segment Display

Prosedur

 1. Persiapan Komponen

Sebelum merakit, siapkan seluruh komponen utama berikut:

• Modul IR (Infrared) modul siap-pakai: Vcc 5V, output digital.

• LDR (Light Dependent Resistor) untuk deteksi otomatis .

• IC counter ( 74LS192 ) menghitung naik (increment) atau menghitung turun (decrement) tergantung sinyal yang diberikan pada pin kendalinya.

• IC decoder BCD to 7-seg: 7448 Mengubah data biner (BCD) dari counter menjadi sinyal untuk menampilkan angka pada display 7-segmen.

• 2 × 7-segment common-anode atau common-cathode sesuai decoder 

• Resistor pembatas untuk segmen 7-seg (220–1kΩ sesuai kecerahan).

• Op-amp ( LM741 ) untuk detektor noninverting / comparator.

• Beberapa resistor (nilai 1k, 10k, 100k) dan trimpot (10k) untuk pengaturan ambang.

• Dioda (1N4001) untuk flyback pada relay.

• Transistor driver (jika relay membutuhkan arus besar).

• Relay 5V (coil 5V), atau MOSFET jika mengendalikan lampu DC; jika lampu mains, gunakan relay kontak terisolasi dan pastikan keselamatan.

• Kapasitor kecil (0.01–10µF) untuk filter catu daya dan debouncing.

• Sumber daya 5V stabil (power supply / adaptor) mampu memberikan arus yang cukup 

• Breadboard, kabel jumper, soket IC (opsional), papan PCB jika mau permanen.

• Multimeter, osiloskop (opsional), LED test, soldering iron & solder (jika PCB), pin headers.

Alat:

• Breadboard, kabel jumper

• Multimeter, obeng kecil, tang potong

• Soldering iron, flux, timah

• PC + software skematik (mis. KiCad / Proteus / Eagle) untuk desain PCB (opsional)

• Oscilloscope (jika ada untuk cek bentuk pulsa sensor)

 2. Perancangan Skematik Rangkaian

Blok A — Sensor IR (input impuls)

1. Modul IR → Vcc 5V, GND.

2. Output modul IR (biasanya digital) → ke input logika/counter (pin clock).

3. Tambahkan kondensator 0.1µF dekat Vcc & GND modul untuk stabilisasi.

4. Jika modul memberikan sinyal analog/gangguan, pakai Schmitt trigger (74HC14) atau op-amp comparator untuk membersihkan sinyal. Tambahkan pull-up resistor (10k) jika output open-collector.

Blok B — Counter BCD (penghitung)

1. Gunakan IC counter yang menghasilkan BCD (mis. 4510/4512/74LS90/7490 tergantung). Dari gambar ada dua IC counter (satu untuk puluhan satuan).

2. Hubungkan output BCD (D0..D3) ke input 7448 (A,B,C,D) untuk tiap digit.

3. Clock counter: sambungkan dari output sensor IR (setiap deteksi = 1 pulsa). Jika sensor menghasilkan pulsa panjang, tambahkan pembentuk pulsa (monostable 555 / RC + Schmitt) untuk menghasilkan satu pulsa per kejadian (debounce).

4. Reset/Enable: sambungkan sesuai kebutuhan — set pin reset ke HIGH/LOW sesuai logika agar counting berjalan. Sediakan tombol reset manual untuk pengujian.

Blok C — Decoder 7448 → 7-segment

1. Hubungkan D,B,C,A dari counter ke pin input 7448.

2. Keluarkan 7 output segmen ke masing-masing segmen 7-segment (periksa pinout 7448/datasheet).

3. Pasang resistor seri per segmen (220–470Ω).

4. Jika 2 digit, pastikan common supply (ANODE/CATHODE) dikonfigurasikan sesuai 7448. Jika multiplexing diperlukan (bila hanya satu 7448 dan multiplex dua digit), butuh driver tambahan — tapi gambar menunjukkan 2 decoder sehingga per digit dedicated.

Blok D — Detektor LDR & driver lampu (otomatis hidup)

1. Rangkaian op-amp sebagai non-inverting detector: LDR dan resistor membentuk pembagi tegangan ke input noninverting (+). Input inverting (−) terhubung ke referensi (trimpot) untuk ambang.

2. Output op-amp → transistor driver → relay coil → kontak relay → lampu.

3. Tambahkan dioda flyback (1N400x) paralel dengan coil relay (kathode ke Vcc).

4. Jika op-amp tidak mampu drive relay langsung, gunakan transistor (mis. NPN) sebagai switch. Pasang resistor basis 4.7k–10k.

5. Tambahkan LED indikator dengan resistor 1k di output relay/transistor untuk debug.

Skematik secara ringkas

• Vcc 5V → catu daya utama.

• IR module out → shaping → CLOCK (counter).

• Counter outputs (BCD) → 7448 → 7seg displays.

• LDR divider → op-amp comparator → transistor → relay → lampu.

• Reset button & power decoupling caps.

 3. Perakitan Rangkaian di Breadboard / PCB

Langkah 1 — Susun catu daya

1. Siapkan sumber 5V stabil. Sambungkan rail +5V dan GND pada breadboard. Pasang kapasitor 100µF dekat supply dan 0.1µF dekat IC.

2. Pasang soket IC untuk semua IC.

Langkah 2 — Pasang modul IR & sensor LDR

1. Pasang modul IR pada sudut breadboard. Sambungkan Vcc & GND.

2. Hubungkan output modul ke jalur input (beri LED test lewat resistor untuk melihat pulsa).

3. Pasang LDR dan resistor pembagi di breadboard. Gunakan trimpot untuk ambang referensi.

Langkah 3 — Rangkaian pembentuk pulsa (opsional tapi direkomendasikan)

1. Jika modul menghasilkan pulsa tak stabil, gunakan 1 shot monostable (IC 555) atau Schmitt trigger: output IR → RC low-pass + Schmidt → single clean pulse ke clock. Atau gunakan kondensator kecil + diode untuk shorten pulse.

2. Hubungkan output pembentuk pulsa ke pin clock counter.

Langkah 4 — Pasang counter & decoder & 7-seg

1. Pasang IC counter, hubungkan Vcc/GND ke pin yang benar. Sambungkan pin clock ke output pembentuk pulsa.

2. Hubungkan output BCD ke input 7448.

3. Pasang IC 7448, sambungkan pin segment out ke 7-segment via resistor.

4. Pastikan common anode/cathode terhubung benar ke Vcc/GND sesuai jenis 7seg & 7448.

Langkah 5 — Pasang op-amp detektor & transistor driver

1. Pasang op-amp (LM358 dual). Susun pembagi LDR ke noninverting; trimpot ke invert. Uji output comparator (HIGH/LOW) saat LDR tertutup/terang.

2. Output op-amp → resistor basis → NPN transistor (mis. 2N2222). Emitor ke GND, kolektor ke salah satu ujung relay coil. Relay coil lain ke +5V. Pasang dioda flyback di relay.

3. Uji relay berdengung saat kondisi gelap/terang sesuai skema.

Langkah 6 — Finalisasi

1. Tambah tombol reset ke pin reset counter dengan pull-up/pull-down sesuai IC.

2. Tambahkan LED indikator untuk power, untuk output sensor, dan untuk status relay.

4. Pengujian Rangkaian

Pengujian awal (tanpa beban)

1. Cek kontinuitas dan polaritas catu daya. Hidupkan catu daya tanpa IC dulu dan ukur 5V stabil.

2. Pasang IC satu-per-satu dan periksa tegangan Vcc & GND di pin IC (jangan biarkan IC panas).

3. Cek output modul IR: arahkan tangan atau objek, lihat LED/voltmeter; harus ada perubahan logika.

4. Periksa pembentuk pulsa: gunakan multimeter atau osiloscope, cek bentuk pulsa (duty harus pendek, tepi bersih).

Pengujian counter & display

1. Kirim pulsa manual ke clock (gunakan jumper untuk ground-to-pulse atau tombol) — pastikan counter bertambah 0→1→2… dan 7-segment menampilkan digit yang benar.

2. Uji rollover (mis. 9→0, dan digit puluhan bertambah bila ada cascade carry). Cek pin carry atau koneksi ripple carry antar IC counter.

3. Cek reset: tekan tombol reset, semuanya kembali 0.

Pengujian detektor & relay

1. Uji LDR: ubah cahaya (senter/tutup), lihat output op-amp; relay harus beroperasi pada ambang. Jika tidak, ubah trimpot.

2. Uji transistor: ukur tegangan basis, kolektor saat output berubah. Periksa dioda flyback tidak terbakar.

3. Setelah relay bekerja tanpa beban, sambungkan lampu (atau lampu tes 12V/AC tergantung), pastikan kontak relay benar.

Pengujian keseluruhan

1. Lakukan beberapa kejadian sensor IR: objek lewat → counter bertambah → display menunjukkan angka → bila ada fungsi lampu otomatis (mis. menyalakan lampu saat ada objek), cek hubungan logika.

2. Amati stabilitas: apakah ada pulsa ganda? Jika iya, tambahkan debouncing/delay atau gunakan monostable 1 shot.

 5. Penyempurnaan dan Kalibrasi

Debounce & pengkondisian sinyal

• Jika counter melompat lebih dari 1 per kejadian: perpendek/rapikan pulsa sensor (gunakan RC + Schmitt or 555 one-shot). Atau tambahkan small RC (e.g., 10k + 0.01µF) + schmitt input.

• Tambahkan capacitor 0.01–0.1µF dari Vcc ke GND dekat setiap IC.

Kalibrasi ambang LDR/op-amp

• Gunakan trimpot pada rangkaian referensi untuk mengatur ambang nyala/mati lampu.

• Uji di kondisi real (siang/gelap) dan catat nilai optimum.

• Jika terjadi flapping (relay cepat on/off), tambahkan histeresis pada comparator (feedback resistor) sehingga ada rentang aman antara on/off.

Penyesuaian pencahayaan 7-segment

• Jika terlalu redup/terlalu terang, ubah resistor seri segmen (220Ω–1kΩ).

• Jika ada ghosting atau flicker di 2 digit, pastikan masing-masing digit diberi driver terpisah atau lakukan multiplexing dengan waktu cukup singkat dan sink/source kuat.

Perlindungan & keandalan

• Tambahkan fuse pada jalur catu daya jika beban besar.

• Gunakan regulator tegangan (7805) untuk kestabilan jika gunakan adaptor AC→DC.

• Jika rangkaian akan dipasang permanen, desain PCB, gunakan ground plane, dan jalur daya tebal.

Hardware

 

Hardware yang digunakan pada rangkaian ini terdiri dari beberapa komponen utama yang saling terhubung untuk membentuk sistem penghitung otomatis berbasis sensor. Komponen pertama adalah sensor infrared (IR) yang berfungsi mendeteksi keberadaan objek dengan cara memancarkan dan menerima sinar inframerah; saat objek melintas, sensor menghasilkan sinyal digital sebagai input bagi sistem penghitung. Sinyal dari sensor ini kemudian diteruskan ke IC 74LS192, yaitu sebuah up/down counter yang berfungsi menghitung jumlah pulsa yang diterima dari sensor. Hasil hitungan dalam bentuk biner (BCD) dikeluarkan oleh IC 74LS192 dan dikirim ke IC 7448, yaitu BCD to 7-segment decoder, yang mengubah sinyal biner menjadi bentuk tampilan angka pada display 7-segment. Selain itu, rangkaian juga dilengkapi sensor LDR (Light Dependent Resistor) dan op-amp sebagai detektor cahaya yang mengatur relay dan lampu, sehingga lampu dapat hidup atau mati secara otomatis tergantung intensitas cahaya di sekitar. Semua komponen ini bekerja bersama untuk membentuk sistem otomatis yang mampu menghitung objek yang melewati sensor sekaligus mengontrol pencahayaan secara cerdas.

Rangkaian simulasi

Rangkaian Sistem Kontrol Kandang Ayam ini bekerja secara otomatis untuk mendeteksi aktivitas makan ayam dan mengatur pencahayaan di dalam kandang. Sensor infrared (IR) berfungsi sebagai pendeteksi keberadaan ayam di dekat tempat makan. Sensor ini memancarkan sinar inframerah yang akan dipantulkan oleh tubuh ayam ketika berada di depan sensor. Pantulan tersebut diterima kembali oleh photodiode, sehingga output sensor IR akan berubah menjadi logika tinggi. Sinyal ini masuk ke IC counter 74192, yang berfungsi menghitung setiap kali ayam mendekati tempat makan. Hasil hitungan kemudian diteruskan ke IC 7448 untuk dikonversi menjadi tampilan angka pada seven segment display, sehingga pengguna dapat melihat berapa kali ayam makan dalam periode tertentu.

Sementara itu, bagian bawah rangkaian berfungsi untuk mengatur pencahayaan kandang secara otomatis menggunakan sensor LDR (Light Dependent Resistor). Sensor LDR akan mendeteksi intensitas cahaya di sekitar kandang: jika pencahayaan cukup terang, resistansi LDR rendah, namun saat kondisi gelap resistansinya meningkat. Perubahan tegangan dari LDR ini masuk ke op-amp 741 (U7) yang dikonfigurasi sebagai detektor non-inverting comparator. Op-amp akan membandingkan tegangan dari LDR dengan tegangan referensi yang diatur melalui potensiometer RV5. Jika cahaya di kandang kurang, output dari op-amp akan menjadi logika tinggi.

Sinyal dari op-amp 741 kemudian digabung dengan sinyal dari sensor IR menggunakan gerbang logika OR (U1). Artinya, jika ayam terdeteksi sedang makan atau kondisi kandang sedang gelap, maka output dari gerbang OR akan aktif (logika 1). Output ini akan mengaktifkan transistor 2N1711 (Q1) yang disusun dengan bias tetap (fixed bias). Saat transistor aktif, arus akan mengalir menuju relay RL3, yang bertindak sebagai saklar elektronik untuk menyalakan lampu 12V (L2). Dengan demikian, lampu kandang akan menyala otomatis ketika ayam beraktivitas di tempat makan atau ketika pencahayaan di kandang tidak mencukupi.

Ketika ayam menjauh dari sensor IR dan kondisi kandang sudah cukup terang, kedua sinyal input ke gerbang OR menjadi logika rendah, transistor mati, relay terputus, dan lampu kandang padam. Sistem ini membuat pengawasan ayam menjadi lebih efisien tanpa intervensi manual.

Flowchart

 

START / MULAI

Proses sistem dimulai. Semua sensor dan komponen siap bekerja.

Sensor IR aktif mendeteksi objek yang melewati jalur
Sensor Infrared (IR) mulai memancarkan sinar inframerah untuk mendeteksi keberadaan objek (misalnya manusia atau benda) yang lewat di depan sensor.

Apakah objek terdeteksi?
Sistem melakukan pengecekan apakah sinyal pantulan inframerah dari objek diterima oleh sensor penerima (fotodioda atau fototransistor).

• Jika tidak terdeteksi (Tidak): sistem kembali memantau sampai ada objek lewat.

• Jika terdeteksi (Ya): lanjut ke proses berikutnya.

Sensor IR kirim sinyal pulsa ke IC Counter
Ketika objek terdeteksi, sensor IR menghasilkan sinyal logika (pulsa digital) yang dikirim ke IC Counter (misalnya 74LS192) untuk menandakan satu hitungan baru.

Counter menambah nilai hitung (increment 1)
IC Counter menerima pulsa dari sensor IR, lalu menambahkan satu angka pada nilai penghitung sebelumnya (contohnya dari 0 → 1, 1 → 2, dan seterusnya).

Decoder 7448 ubah data BC menjadi tampilan 7-Segment
Data biner (Binary Coded Decimal) dari IC Counter kemudian dikirim ke IC Decoder 7448, yang berfungsi mengubah data biner tersebut menjadi format tampilan 7-Segment Display.

7-Segment menampilkan jumlah objek yang terdeteksi
Nilai hasil perhitungan dari counter ditampilkan pada 7-segment, sehingga pengguna dapat melihat jumlah objek yang telah melewati sensor IR.

Sensor LDR membaca intensitas cahaya lingkungan
Sensor LDR (Light Dependent Resistor) kemudian membaca tingkat kecerahan cahaya di sekitar.

• Jika cahaya rendah (gelap), maka resistansi LDR tinggi.

• Jika cahaya tinggi (terang), maka resistansinya rendah.

Keputusan berdasarkan pembacaan sensor LDR:

• Jika gelap:
  Output op-amp menjadi HIGH, sehingga transistor ON dan lampu HIDUP.
  (Artinya sistem menyalakan lampu otomatis ketika malam atau ruangan gelap.)

• Jika terang:
  Output op-amp menjadi LOW, transistor OFF, dan lampu MATI.
  (Lampu tidak menyala karena pencahayaan cukup.)

Download File

Download Rangkaian  klik disini

Download Video Demo klik disini

Download Datasheet Gerbang OR klik disini

Download Datasheet Sensor IR klik disini

Download Datasheet Sensor LDR klik disini

Download Datasheet IC 74LS192 klik 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. A. Prosedur
2. B. Hardware
3. C. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
4. D. Flowchart
5. E. Video Demo
6. F. Download File

1. Pendahuluan [Kembali]

Sistem kontrol kandang ayam merupakan suatu rangkaian elektronik yang berfungsi untuk memantau dan mengontrol kondisi di dalam kandang secara otomatis. Sistem ini dirancang untuk meningkatkan efisiensi pemeliharaan ayam dengan cara memanfaatkan sensor-sensor elektronik seperti sensor inframerah (IR) dan sensor cahaya (LDR).

Sensor inframerah berfungsi untuk mendeteksi jumlah ayam yang masuk atau keluar kandang, kemudian hasil deteksinya akan dihitung oleh rangkaian penghitung (counter) dan ditampilkan pada tampilan 7-segment display. Sedangkan sensor LDR digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya di dalam kandang. Ketika pencahayaan kurang, sistem akan secara otomatis menyalakan lampu guna menjaga kondisi terang di dalam kandang.

Dengan adanya sistem ini, pemilik kandang tidak perlu lagi melakukan pengawasan secara manual, karena sistem dapat bekerja otomatis dalam menghitung populasi ayam serta menjaga pencahayaan yang sesuai.

2. Tujuan [Kembali]

1. Membuat sistem kontrol kandang ayam otomatis menggunakan sensor inframerah dan sensor LDR.
2. Menghitung jumlah ayam yang masuk dan keluar kandang secara digital menggunakan rangkaian counter.
3. Mengontrol kondisi pencahayaan dalam kandang secara otomatis berdasarkan intensitas cahaya.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Bahan :

1. Sensor Infrared

Gambar Sensor IR

2. Sensor LDR

3. IC Op-Amp LM741

Pin Out:

Spesifikasi:

4. IC 74LS192 (Decade Counter)

Pin Out:

Spesifikasi:

5. IC 7448 (BCD to 7 Segment Decoder)

Pin Out:

Spesifikasi:

• Function: Decoder, Demultiplexer
• Technology Family: LS
• VCC (Min): 4.75V
• VCC (Max): 5.25V
• Channels: 1
• Voltage (Nom): 5V
• Max Frequency at normal Voltage: 35Mhz
• tpd at normal Voltage (Max): 100 nsec
• Configuration: 4:7
• Type: Open-Collector
• IOL (Max): 3.2mA
• IOH (Max): -0.05mA
• Rating: Catalog
• Operating temperature range (C): 0 to 70
• Bits (#): 7
• Digital input leakage (Max): 5uA
• ESD CDM (kV): 0.75
• ESD HBM (kV): 2

6. 7 Segment Display

Pin Out:

Spesifikasi:

• Available in two modes Common Cathode (CC) and Common Anode (CA)
• Available in many different sizes like 9.14mm,14.20mm,20.40mm,38.10mm,57.0mm and 100mm (Commonly used/available size is 14.20mm)
• Available colours: White, Blue, Red, Yellow and Green (Res is commonly used)
• Low current operation
• Better, brighter and larger display than conventional LCD displays.
• Current consumption : 30mA / segment
• Peak current : 70mA

7. Transistor NPN

Pin Out:

Spesifikasi:

8. Dioda

Dioda 1N4007 adalah jenis dioda penyearah (rectifier diode) yang umum digunakan dalam rangkaian elektronik untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Dioda ini termasuk dalam seri 1N400x dan memiliki kemampuan menahan tegangan balik maksimum hingga 1000 volt dengan arus maju maksimum 1 ampere.

9. 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 (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

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%.

Spesifikasi:

10. Potensiometer

Spesifikasi:

11. Relay

Pin Out:

Spesifikasi:

12. IC 74LS32

Pin Out:

Spesifikasi:

4. Dasar Teori [Kembali]

Sensor IR (Infrared Sensor)

Sensor IR (Infrared) adalah sensor yang bekerja dengan menggunakan sinar inframerah untuk mendeteksi keberadaan atau jarak suatu objek. Sensor ini banyak digunakan dalam berbagai sistem otomatisasi karena kemampuannya mendeteksi benda tanpa kontak langsung.

Sensor infrared (IR) merupakan komponen elektronik yang berfungsi untuk mendeteksi keberadaan suatu objek dengan memanfaatkan prinsip kerja pemantulan sinar inframerah. Sensor ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu LED inframerah sebagai pemancar dan photodiode atau phototransistor sebagai penerima. Ketika tidak ada objek di depan sensor, sinar inframerah yang dipancarkan tidak akan mengenai penerima sehingga output sensor berada pada kondisi rendah (LOW). Sebaliknya, jika terdapat objek seperti ayam yang melintas di depan sensor, sinar inframerah akan dipantulkan kembali ke penerima dan menyebabkan output sensor berubah menjadi tinggi (HIGH). Perubahan tegangan inilah yang kemudian dijadikan sinyal digital untuk dikirim ke rangkaian berikutnya.

Dalam sistem kontrol kandang ayam, sensor IR berfungsi sebagai penghitung jumlah ayam yang masuk atau keluar kandang. Saat ayam melewati sensor, pancaran inframerah terhalang sehingga sensor menghasilkan sinyal logika yang diteruskan ke rangkaian counter. Counter kemudian menambah atau mengurangi hitungan sesuai arah pergerakan ayam, dan hasilnya ditampilkan pada display 7-segmen. Dengan demikian, peternak dapat mengetahui jumlah ayam di dalam kandang secara otomatis tanpa perlu menghitung secara manual. Selain sebagai penghitung, sensor IR juga dapat digunakan untuk mengaktifkan sistem lain seperti lampu otomatis atau pintu kandang. Cara kerja ini membuat sensor IR sangat bermanfaat dalam sistem otomatisasi karena mampu mendeteksi objek dengan cepat, akurat, dan tanpa kontak langsung.

Prinsip Kerja

Sensor IR terdiri dari dua komponen utama, yaitu:

1. LED Inframerah (IR Transmitter) – berfungsi memancarkan sinar inframerah yang tidak terlihat oleh mata manusia.

2. Fotodioda atau Fototransistor (IR Receiver) – berfungsi menerima pantulan sinar inframerah dari objek di depan sensor.

Prinsip kerjanya didasarkan pada pemantulan sinar inframerah:

• Ketika tidak ada objek di depan sensor, sinar IR tidak akan terpantul ke penerima, sehingga sensor menghasilkan sinyal LOW (0).

• Ketika ada objek di depan sensor, sinar IR akan dipantulkan kembali ke penerima, menyebabkan sensor menghasilkan sinyal HIGH (1).

Dengan demikian, perubahan kondisi pantulan sinar IR menjadi dasar dalam mendeteksi keberadaan, jarak, atau warna permukaan suatu benda.

Cara Menghasilkan Sinyal

Sensor IR menghasilkan sinyal digital (HIGH/LOW) atau sinyal analog, tergantung jenis sensornya:

• Pada sensor digital, output HIGH menandakan adanya objek, sedangkan output LOW menandakan tidak ada objek.

• Pada sensor analog, tegangan output berubah secara proporsional terhadap intensitas sinar pantulan (semakin dekat objek, semakin tinggi tegangannya).

Sinyal tersebut dapat dibaca oleh mikrokontroler seperti Arduino, Raspberry Pi, atau sistem kontrol lainnya untuk memicu aksi tertentu — misalnya menyalakan motor, buzzer, atau lampu indikator.

Grafik responnya :

LDR Sensor

LDR (Light Dependent Resistor) atau fotoresistor adalah salah satu jenis sensor cahaya yang nilai resistansinya berubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya.

• Ketika cahaya terang (siang hari) → resistansi LDR menurun.
• Ketika gelap (malam hari) → resistansi LDR meningkat.

Prinsip kerja LDR didasarkan pada efek fotokonduktivitas — yaitu kemampuan material semikonduktor untuk mengubah resistansi listriknya saat terkena cahaya.

• Saat terkena cahaya:
  Foton dari cahaya memberikan energi kepada elektron di dalam bahan semikonduktor (biasanya kadmium sulfida, CdS), sehingga elektron bebas berpindah dari pita valensi ke pita konduksi.
  Akibatnya, jumlah elektron konduksi meningkat, dan resistansi turun drastis.
• Saat gelap:
  Tidak ada energi foton yang cukup untuk menggerakkan elektron ke pita konduksi, sehingga resistansi menjadi sangat tinggi (puluhan kilo-ohm hingga mega-ohm)

 

    Spesifikasi :

    

Grafik respon

Relay

Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

Kapasitas Pengalihan Maksimum:

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 (V=I R). 

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

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%.

Transistor

Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. 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.

    Transistor Bipolar adalah salah satu jenis transistor yang terbentuk dari 2 dioda sehingga memiliki polaritas atau sisi positif dan sisi negatif. Biasanya transistor Bipolar atau disebut dengan BJT (Basis Junction Transistor) memiliki 2 jenis, diantaranya yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Transistor ini memiliki 3 polaritas yang biasa disebut B (Basis), E (Emiter), C (Collector). Basis berfungsi sebagai base atau tempat berkumpulnya kumpulan aliran arus yang masuk ke transistor, Emiter dan Collector sebagai aliran arus masuk dan keluar.

Lambang Transistor BJT

Sudah jelas seperti gambar di atas bahwa transistor PNP memiliki simbol yang arah panahnya masuk dan sebaliknya untuk NPN arah panah dari emiter mengarah keluar.

Bentuk aliran arus pada sebuah transistor dapat dirumuskan dengan hukum KCL ( Kirchoff Current Law) Atau hukum Kirchoff I, yang dirumuskan sebagai berikut.

Ie = Ic + Ib  

Keterangan : 
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector
Ib = Arus Basis

Pada Transistor BJT nilai arus Ib relatif sangat kecil terhadap Ic, maka Ib ini dapat diabaikan. Sehingga persamaan diatas bisa berubah menjadi

Ie = Ic

Keterangan :
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector

Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V

Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.

Gelombang input dan output transistor

Jenis-jenis transistsor yang digunakan

    1. Fixed Bias

Fixed bias pada transistor BJT adalah metode yang sangat sederhana di mana tegangan basis transistor ditetapkan oleh sumber tegangan eksternal melalui sebuah resistor basis (RB). Konfigurasi dasar rangkaian ini melibatkan tegangan suplai (VCC), resistor kolektor (RC), dan resistor basis yang terhubung ke sumber tegangan bias (VBB). Kelebihan dari metode ini adalah kesederhanaannya, namun kelemahannya adalah stabilitas yang rendah. Fixed bias sangat sensitif terhadap variasi parameter transistor seperti β (gain) dan perubahan suhu, sehingga titik kerja transistor dapat mudah bergeser.

Gambar Rangkaian Fixed Bias

Rumus Untuk Rangkaian Fixed Bias

    2. Self Bias

Self bias meningkatkan stabilitas dengan menambahkan resistor emitor (RE) yang memberikan umpan balik negatif. Dalam konfigurasi self bias, tegangan basis diatur melalui resistor basis (RB) dan tegangan pada emitor yang dikendalikan oleh arus emitor (IE) yang mengalir melalui RE. Ini membantu menstabilkan arus kolektor (IC) karena perubahan dalam arus kolektor akan mempengaruhi tegangan emitor dan, pada gilirannya, menyesuaikan tegangan basis-emitor (VBE). Metode ini menawarkan stabilitas yang lebih baik dibandingkan fixed bias, tetapi masih relatif sederhana.

Gambar Rangkaian Self Bias

Rumus untuk Rangkaian Self Bias

    3. Emitter Bias

Emitter bias menggabungkan pembagi tegangan untuk basis dan resistor emitor untuk mencapai stabilitas yang lebih tinggi. Konfigurasi ini melibatkan dua resistor pembagi tegangan (RB1 dan RB2) yang menetapkan tegangan basis, serta resistor emitor (RE) yang menyediakan umpan balik negatif. Pembagi tegangan memastikan tegangan basis tetap stabil meskipun ada perubahan dalam tegangan suplai atau parameter transistor. Sementara itu, resistor emitor menambah stabilitas termal dengan mengurangi efek perubahan suhu pada arus kolektor. Emitter bias adalah metode yang sangat stabil dan cocok untuk aplikasi yang memerlukan titik kerja yang sangat stabil.

Gambar Rangkaian Emitter Bias

Rumus untuk Rangkaian Emitter Bias

1. Detektor non inverting Vref= +

Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti gambar 69

Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V2 dan Vref = V1 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo ( .( ) 1 2 (max) Vo  AOL V V ) yang dihasilkan adalah seperti gambar 70

Gambar 70 Bentuk gelombang input dan gelombang output Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar 71. Dengan Vi > Vref maka Vo = -Vsat dan sebaliknya bila Vi < Vref maka Vo = +Vsat.

 

2. Detektor Non Inverting dengan vref =+

Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref > 0 Volt adalah seperti gambar 78

Gambar 78 Rangkaian detektor non inverting Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V1 dan +Vref = V2 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo ( .( ) 1 2 (max) Vo  Vsat  AOL V V ) yang dihasilkan dengan simulasi multisim adalah seperti 

OP AMP Komparator

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Komparator

Rumus:

Kedua rangkaian Op-Amp pada gambar, baik yang terhubung ke Sensor cahaya maupun ke Sensor kelembaban tanah, beroperasi sebagai komparator tegangan.

Cara Kerja

• Komparator adalah rangkaian Op-Amp yang membandingkan dua tegangan input dan menghasilkan output yang bergantung pada input mana yang lebih besar.

• Jika tegangan input non-pembalik (Vref) lebih besar dari tegangan input pembalik (Vs-), output Op-Amp akan menjadi tinggi (mendekati Vcc atau logika 1).

• Jika tegangan input non-pembalik ($V_+$) lebih kecil dari tegangan input pembalik ($V_-$), output Op-Amp akan menjadi rendah (mendekati $V_{ee}$ atau logika 0).

Rangkaian Sensor Cahaya

• Op-Amp ini membandingkan tegangan dari Sensor Cahaya (LDR) (yang terhubung ke salah satu input) dengan tegangan referensi $V_{Ref}$ (yang terhubung ke input lainnya).

• Output-nya digunakan untuk mengontrol logika waktu siang/malam.

Rangkaian Sensor Kelembaban Tanah

• Op-Amp ini membandingkan tegangan dari Sensor Kelembaban Tanah dengan tegangan referensi $V_{Ref}$.

• Output-nya digunakan untuk mengaktifkan/menonaktifkan Pompa penyiram tanaman.

Gerbang OR 

Sevent Segment 

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk  dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.

Tabel Pengaktifan Seven Segment Display

Prosedur

 1. Persiapan Komponen

Sebelum merakit, siapkan seluruh komponen utama berikut:

• Modul IR (Infrared) modul siap-pakai: Vcc 5V, output digital.

• LDR (Light Dependent Resistor) untuk deteksi otomatis .

• IC counter ( 74LS192 ) menghitung naik (increment) atau menghitung turun (decrement) tergantung sinyal yang diberikan pada pin kendalinya.

• IC decoder BCD to 7-seg: 7448 Mengubah data biner (BCD) dari counter menjadi sinyal untuk menampilkan angka pada display 7-segmen.

• 2 × 7-segment common-anode atau common-cathode sesuai decoder 

• Resistor pembatas untuk segmen 7-seg (220–1kΩ sesuai kecerahan).

• Op-amp ( LM741 ) untuk detektor noninverting / comparator.

• Beberapa resistor (nilai 1k, 10k, 100k) dan trimpot (10k) untuk pengaturan ambang.

• Dioda (1N4001) untuk flyback pada relay.

• Transistor driver (jika relay membutuhkan arus besar).

• Relay 5V (coil 5V), atau MOSFET jika mengendalikan lampu DC; jika lampu mains, gunakan relay kontak terisolasi dan pastikan keselamatan.

• Kapasitor kecil (0.01–10µF) untuk filter catu daya dan debouncing.

• Sumber daya 5V stabil (power supply / adaptor) mampu memberikan arus yang cukup 

• Breadboard, kabel jumper, soket IC (opsional), papan PCB jika mau permanen.

• Multimeter, osiloskop (opsional), LED test, soldering iron & solder (jika PCB), pin headers.

Alat:

• Breadboard, kabel jumper

• Multimeter, obeng kecil, tang potong

• Soldering iron, flux, timah

• PC + software skematik (mis. KiCad / Proteus / Eagle) untuk desain PCB (opsional)

• Oscilloscope (jika ada untuk cek bentuk pulsa sensor)

 2. Perancangan Skematik Rangkaian

Blok A — Sensor IR (input impuls)

1. Modul IR → Vcc 5V, GND.

2. Output modul IR (biasanya digital) → ke input logika/counter (pin clock).

3. Tambahkan kondensator 0.1µF dekat Vcc & GND modul untuk stabilisasi.

4. Jika modul memberikan sinyal analog/gangguan, pakai Schmitt trigger (74HC14) atau op-amp comparator untuk membersihkan sinyal. Tambahkan pull-up resistor (10k) jika output open-collector.

Blok B — Counter BCD (penghitung)

1. Gunakan IC counter yang menghasilkan BCD (mis. 4510/4512/74LS90/7490 tergantung). Dari gambar ada dua IC counter (satu untuk puluhan satuan).

2. Hubungkan output BCD (D0..D3) ke input 7448 (A,B,C,D) untuk tiap digit.

3. Clock counter: sambungkan dari output sensor IR (setiap deteksi = 1 pulsa). Jika sensor menghasilkan pulsa panjang, tambahkan pembentuk pulsa (monostable 555 / RC + Schmitt) untuk menghasilkan satu pulsa per kejadian (debounce).

4. Reset/Enable: sambungkan sesuai kebutuhan — set pin reset ke HIGH/LOW sesuai logika agar counting berjalan. Sediakan tombol reset manual untuk pengujian.

Blok C — Decoder 7448 → 7-segment

1. Hubungkan D,B,C,A dari counter ke pin input 7448.

2. Keluarkan 7 output segmen ke masing-masing segmen 7-segment (periksa pinout 7448/datasheet).

3. Pasang resistor seri per segmen (220–470Ω).

4. Jika 2 digit, pastikan common supply (ANODE/CATHODE) dikonfigurasikan sesuai 7448. Jika multiplexing diperlukan (bila hanya satu 7448 dan multiplex dua digit), butuh driver tambahan — tapi gambar menunjukkan 2 decoder sehingga per digit dedicated.

Blok D — Detektor LDR & driver lampu (otomatis hidup)

1. Rangkaian op-amp sebagai non-inverting detector: LDR dan resistor membentuk pembagi tegangan ke input noninverting (+). Input inverting (−) terhubung ke referensi (trimpot) untuk ambang.

2. Output op-amp → transistor driver → relay coil → kontak relay → lampu.

3. Tambahkan dioda flyback (1N400x) paralel dengan coil relay (kathode ke Vcc).

4. Jika op-amp tidak mampu drive relay langsung, gunakan transistor (mis. NPN) sebagai switch. Pasang resistor basis 4.7k–10k.

5. Tambahkan LED indikator dengan resistor 1k di output relay/transistor untuk debug.

Skematik secara ringkas

• Vcc 5V → catu daya utama.

• IR module out → shaping → CLOCK (counter).

• Counter outputs (BCD) → 7448 → 7seg displays.

• LDR divider → op-amp comparator → transistor → relay → lampu.

• Reset button & power decoupling caps.

 3. Perakitan Rangkaian di Breadboard / PCB

Langkah 1 — Susun catu daya

1. Siapkan sumber 5V stabil. Sambungkan rail +5V dan GND pada breadboard. Pasang kapasitor 100µF dekat supply dan 0.1µF dekat IC.

2. Pasang soket IC untuk semua IC.

Langkah 2 — Pasang modul IR & sensor LDR

1. Pasang modul IR pada sudut breadboard. Sambungkan Vcc & GND.

2. Hubungkan output modul ke jalur input (beri LED test lewat resistor untuk melihat pulsa).

3. Pasang LDR dan resistor pembagi di breadboard. Gunakan trimpot untuk ambang referensi.

Langkah 3 — Rangkaian pembentuk pulsa (opsional tapi direkomendasikan)

1. Jika modul menghasilkan pulsa tak stabil, gunakan 1 shot monostable (IC 555) atau Schmitt trigger: output IR → RC low-pass + Schmidt → single clean pulse ke clock. Atau gunakan kondensator kecil + diode untuk shorten pulse.

2. Hubungkan output pembentuk pulsa ke pin clock counter.

Langkah 4 — Pasang counter & decoder & 7-seg

1. Pasang IC counter, hubungkan Vcc/GND ke pin yang benar. Sambungkan pin clock ke output pembentuk pulsa.

2. Hubungkan output BCD ke input 7448.

3. Pasang IC 7448, sambungkan pin segment out ke 7-segment via resistor.

4. Pastikan common anode/cathode terhubung benar ke Vcc/GND sesuai jenis 7seg & 7448.

Langkah 5 — Pasang op-amp detektor & transistor driver

1. Pasang op-amp (LM358 dual). Susun pembagi LDR ke noninverting; trimpot ke invert. Uji output comparator (HIGH/LOW) saat LDR tertutup/terang.

2. Output op-amp → resistor basis → NPN transistor (mis. 2N2222). Emitor ke GND, kolektor ke salah satu ujung relay coil. Relay coil lain ke +5V. Pasang dioda flyback di relay.

3. Uji relay berdengung saat kondisi gelap/terang sesuai skema.

Langkah 6 — Finalisasi

1. Tambah tombol reset ke pin reset counter dengan pull-up/pull-down sesuai IC.

2. Tambahkan LED indikator untuk power, untuk output sensor, dan untuk status relay.

4. Pengujian Rangkaian

Pengujian awal (tanpa beban)

1. Cek kontinuitas dan polaritas catu daya. Hidupkan catu daya tanpa IC dulu dan ukur 5V stabil.

2. Pasang IC satu-per-satu dan periksa tegangan Vcc & GND di pin IC (jangan biarkan IC panas).

3. Cek output modul IR: arahkan tangan atau objek, lihat LED/voltmeter; harus ada perubahan logika.

4. Periksa pembentuk pulsa: gunakan multimeter atau osiloscope, cek bentuk pulsa (duty harus pendek, tepi bersih).

Pengujian counter & display

1. Kirim pulsa manual ke clock (gunakan jumper untuk ground-to-pulse atau tombol) — pastikan counter bertambah 0→1→2… dan 7-segment menampilkan digit yang benar.

2. Uji rollover (mis. 9→0, dan digit puluhan bertambah bila ada cascade carry). Cek pin carry atau koneksi ripple carry antar IC counter.

3. Cek reset: tekan tombol reset, semuanya kembali 0.

Pengujian detektor & relay

1. Uji LDR: ubah cahaya (senter/tutup), lihat output op-amp; relay harus beroperasi pada ambang. Jika tidak, ubah trimpot.

2. Uji transistor: ukur tegangan basis, kolektor saat output berubah. Periksa dioda flyback tidak terbakar.

3. Setelah relay bekerja tanpa beban, sambungkan lampu (atau lampu tes 12V/AC tergantung), pastikan kontak relay benar.

Pengujian keseluruhan

1. Lakukan beberapa kejadian sensor IR: objek lewat → counter bertambah → display menunjukkan angka → bila ada fungsi lampu otomatis (mis. menyalakan lampu saat ada objek), cek hubungan logika.

2. Amati stabilitas: apakah ada pulsa ganda? Jika iya, tambahkan debouncing/delay atau gunakan monostable 1 shot.

 5. Penyempurnaan dan Kalibrasi

Debounce & pengkondisian sinyal

• Jika counter melompat lebih dari 1 per kejadian: perpendek/rapikan pulsa sensor (gunakan RC + Schmitt or 555 one-shot). Atau tambahkan small RC (e.g., 10k + 0.01µF) + schmitt input.

• Tambahkan capacitor 0.01–0.1µF dari Vcc ke GND dekat setiap IC.

Kalibrasi ambang LDR/op-amp

• Gunakan trimpot pada rangkaian referensi untuk mengatur ambang nyala/mati lampu.

• Uji di kondisi real (siang/gelap) dan catat nilai optimum.

• Jika terjadi flapping (relay cepat on/off), tambahkan histeresis pada comparator (feedback resistor) sehingga ada rentang aman antara on/off.

Penyesuaian pencahayaan 7-segment

• Jika terlalu redup/terlalu terang, ubah resistor seri segmen (220Ω–1kΩ).

• Jika ada ghosting atau flicker di 2 digit, pastikan masing-masing digit diberi driver terpisah atau lakukan multiplexing dengan waktu cukup singkat dan sink/source kuat.

Perlindungan & keandalan

• Tambahkan fuse pada jalur catu daya jika beban besar.

• Gunakan regulator tegangan (7805) untuk kestabilan jika gunakan adaptor AC→DC.

• Jika rangkaian akan dipasang permanen, desain PCB, gunakan ground plane, dan jalur daya tebal.

Hardware

 

Hardware yang digunakan pada rangkaian ini terdiri dari beberapa komponen utama yang saling terhubung untuk membentuk sistem penghitung otomatis berbasis sensor. Komponen pertama adalah sensor infrared (IR) yang berfungsi mendeteksi keberadaan objek dengan cara memancarkan dan menerima sinar inframerah; saat objek melintas, sensor menghasilkan sinyal digital sebagai input bagi sistem penghitung. Sinyal dari sensor ini kemudian diteruskan ke IC 74LS192, yaitu sebuah up/down counter yang berfungsi menghitung jumlah pulsa yang diterima dari sensor. Hasil hitungan dalam bentuk biner (BCD) dikeluarkan oleh IC 74LS192 dan dikirim ke IC 7448, yaitu BCD to 7-segment decoder, yang mengubah sinyal biner menjadi bentuk tampilan angka pada display 7-segment. Selain itu, rangkaian juga dilengkapi sensor LDR (Light Dependent Resistor) dan op-amp sebagai detektor cahaya yang mengatur relay dan lampu, sehingga lampu dapat hidup atau mati secara otomatis tergantung intensitas cahaya di sekitar. Semua komponen ini bekerja bersama untuk membentuk sistem otomatis yang mampu menghitung objek yang melewati sensor sekaligus mengontrol pencahayaan secara cerdas.

Rangkaian simulasi

Rangkaian Sistem Kontrol Kandang Ayam ini bekerja secara otomatis untuk mendeteksi aktivitas makan ayam dan mengatur pencahayaan di dalam kandang. Sensor infrared (IR) berfungsi sebagai pendeteksi keberadaan ayam di dekat tempat makan. Sensor ini memancarkan sinar inframerah yang akan dipantulkan oleh tubuh ayam ketika berada di depan sensor. Pantulan tersebut diterima kembali oleh photodiode, sehingga output sensor IR akan berubah menjadi logika tinggi. Sinyal ini masuk ke IC counter 74192, yang berfungsi menghitung setiap kali ayam mendekati tempat makan. Hasil hitungan kemudian diteruskan ke IC 7448 untuk dikonversi menjadi tampilan angka pada seven segment display, sehingga pengguna dapat melihat berapa kali ayam makan dalam periode tertentu.

Sementara itu, bagian bawah rangkaian berfungsi untuk mengatur pencahayaan kandang secara otomatis menggunakan sensor LDR (Light Dependent Resistor). Sensor LDR akan mendeteksi intensitas cahaya di sekitar kandang: jika pencahayaan cukup terang, resistansi LDR rendah, namun saat kondisi gelap resistansinya meningkat. Perubahan tegangan dari LDR ini masuk ke op-amp 741 (U7) yang dikonfigurasi sebagai detektor non-inverting comparator. Op-amp akan membandingkan tegangan dari LDR dengan tegangan referensi yang diatur melalui potensiometer RV5. Jika cahaya di kandang kurang, output dari op-amp akan menjadi logika tinggi.

Sinyal dari op-amp 741 kemudian digabung dengan sinyal dari sensor IR menggunakan gerbang logika OR (U1). Artinya, jika ayam terdeteksi sedang makan atau kondisi kandang sedang gelap, maka output dari gerbang OR akan aktif (logika 1). Output ini akan mengaktifkan transistor 2N1711 (Q1) yang disusun dengan bias tetap (fixed bias). Saat transistor aktif, arus akan mengalir menuju relay RL3, yang bertindak sebagai saklar elektronik untuk menyalakan lampu 12V (L2). Dengan demikian, lampu kandang akan menyala otomatis ketika ayam beraktivitas di tempat makan atau ketika pencahayaan di kandang tidak mencukupi.

Ketika ayam menjauh dari sensor IR dan kondisi kandang sudah cukup terang, kedua sinyal input ke gerbang OR menjadi logika rendah, transistor mati, relay terputus, dan lampu kandang padam. Sistem ini membuat pengawasan ayam menjadi lebih efisien tanpa intervensi manual.

Flowchart

 

START / MULAI

Proses sistem dimulai. Semua sensor dan komponen siap bekerja.

Sensor IR aktif mendeteksi objek yang melewati jalur
Sensor Infrared (IR) mulai memancarkan sinar inframerah untuk mendeteksi keberadaan objek (misalnya manusia atau benda) yang lewat di depan sensor.

Apakah objek terdeteksi?
Sistem melakukan pengecekan apakah sinyal pantulan inframerah dari objek diterima oleh sensor penerima (fotodioda atau fototransistor).

• Jika tidak terdeteksi (Tidak): sistem kembali memantau sampai ada objek lewat.

• Jika terdeteksi (Ya): lanjut ke proses berikutnya.

Sensor IR kirim sinyal pulsa ke IC Counter
Ketika objek terdeteksi, sensor IR menghasilkan sinyal logika (pulsa digital) yang dikirim ke IC Counter (misalnya 74LS192) untuk menandakan satu hitungan baru.

Counter menambah nilai hitung (increment 1)
IC Counter menerima pulsa dari sensor IR, lalu menambahkan satu angka pada nilai penghitung sebelumnya (contohnya dari 0 → 1, 1 → 2, dan seterusnya).

Decoder 7448 ubah data BC menjadi tampilan 7-Segment
Data biner (Binary Coded Decimal) dari IC Counter kemudian dikirim ke IC Decoder 7448, yang berfungsi mengubah data biner tersebut menjadi format tampilan 7-Segment Display.

7-Segment menampilkan jumlah objek yang terdeteksi
Nilai hasil perhitungan dari counter ditampilkan pada 7-segment, sehingga pengguna dapat melihat jumlah objek yang telah melewati sensor IR.

Sensor LDR membaca intensitas cahaya lingkungan
Sensor LDR (Light Dependent Resistor) kemudian membaca tingkat kecerahan cahaya di sekitar.

• Jika cahaya rendah (gelap), maka resistansi LDR tinggi.

• Jika cahaya tinggi (terang), maka resistansinya rendah.

Keputusan berdasarkan pembacaan sensor LDR:

• Jika gelap:
  Output op-amp menjadi HIGH, sehingga transistor ON dan lampu HIDUP.
  (Artinya sistem menyalakan lampu otomatis ketika malam atau ruangan gelap.)

• Jika terang:
  Output op-amp menjadi LOW, transistor OFF, dan lampu MATI.
  (Lampu tidak menyala karena pencahayaan cukup.)

Download File

Download Rangkaian  klik disini

Download Video Demo klik disini

Download Datasheet Gerbang OR klik disini

Download Datasheet Sensor IR klik disini

Download Datasheet Sensor LDR klik disini

Download Datasheet IC 74LS192 klik disini

Download Datasheet IC 7448 klik disini

Download Datasheet Op Amp klik disini

Download Datasheet Potensiometer klik disini

Download Datasheet Transistor klik disini

Download Datasheet Dioda klik disini

Download Datasheet Relay klik disini

Download Datasheet Resistor klik disini

Download Datasheet 7 segment klik disini

Download Datasheet IC 7448 klik disini

Download Datasheet Op Amp klik disini

Download Datasheet Potensiometer klik disini

Download Datasheet Transistor klik disini

Download Datasheet Dioda klik disini

Download Datasheet Relay klik disini

Download Datasheet Resistor klik disini

Download Datasheet 7 segment klik disini