Tugas Besar

BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH SISTEM DIGITAL 2023

Disusun Oleh:

Aine Metasawa Zendrato NIM. 2110951042

Rhakasafiq Qasthalani Renindra NIM. 2110951044

Dosen Pengampu:

Dr. Darwison, S. T., M. T.

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2023

Referensi

Anik K. Maini, 2007, "Digital Electronics: Principles, Devices and Applications", John Wiley&Sons, Ltd

Wijaya W. N., 2006, "Teknik Digital", Erlangga, Jakarta

Roger, L. T., 2005, "Elektronika Digital", Erlangga, Jakarta

Darwison, 2020, Teori, rancangan dan aplikasi sistem digital disertai simulasi dengan Proteus, Andalas University Press

TOPIK TUGAS BESAR: SISTEM OTOMATISASI PADA MESIN PANEN PADI

Sebelum 17 April 2023

[Kembali ke Menu Sebelumnya]

DAFTAR ISI

Daftar Isi

A. Tujuan

B. Dasar Teori

C. Komponen/Alat dan Bahan

D. Prinsip Kerja Rangkaian

E. Gambar Rangkaian

F. Unduh Data Blog

A. Tujuan [Daftar Isi]

Tujuan diadakannya pemaparan bahan presentasi melalui blog yakni sebagai berikut:

- Menyelesaikan tugas mata kuliah Sistem Digital yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, S. T., M. T. selaku dosen pengampu

- Mendesain dan mensimulasikan rangkaian dengan perangkat lunak Proteus

B. Komponen/Alat dan Bahan [Daftar Isi]

Untuk mendesain rangkaian ini, maka dibutuhkan perangkat lunak simulasi dan beberapa komponen penyusun, di antaranya:

ALAT

- Proteus Design Suite

- Power Supply

- Ground

- Voltmeter

- Logic State

- Logic Probe

- Baterai

- Switch

- Button

- Buzzer

- Speaker

- Gerbang NOT

- Gerbang OR

 

- Gerbang AND

- Gerbang XOR

- Motor DC

- Potensiometer

- LED

- Kapasitor Terpolarisasi (Polarized Capacitor)

- D Flip Flop 4013

                                                        

- Operational Amplifier 1458 dan LM258

Operational Amplifier (Op-Amp) 1458 dan LM258 adalah contoh dari rangkaian penguat operasional yang sering digunakan dalam aplikasi elektronik. Op-Amp adalah perangkat elektronik yang dapat memperkuat atau mengubah sinyal listrik dengan karakteristik tertentu.

- Resistor ERA-3YEB102V

- Relay NTE-R22-5

- Transistor BC547

- Dioda 10A01

- Encoder IC 74LS147

- Decoder IC 7447

- Multiplexer dan Demultiplexer IC 4052

- 4-Bit Full Adder 7483

- MOSFET IRF540

- Seven Segment Common

- Sensor Infra Merah (Infra Red Obstacle Sensor)

- Sensor Kelembaban (Humidity Sensor) HIH-503

- Sensor Sentuh (Touch Sensor)

- Sensor Bunyi (Sound Sensor) SW-420

- Sensor Getaran (Vibration Sensor)

- Sensor Hujan (Rain Sensor)

- Sensor LDR (LDR Sensor)

- Sensor Lengkung (Flex Sensor)

- Sensor Magnet (Magnetic Reed Sensor)

Dasar Teori [Daftar Isi]

- Prinsip Mesin Perontok Padi:

Mesin perontok padi adalah bagian penting dari sistem semi-otomatis ini. Prinsip dasar mesin perontok padi adalah untuk memisahkan butiran-butiran padi dari tangkai atau malai dengan bantuan gaya mekanis. Mesin perontok padi menggunakan elemen-elemen seperti drum perontok, bilah perontok, dan sistem penggerak untuk menciptakan gerakan yang akan menghasilkan gaya perontokan yang diperlukan untuk memisahkan butiran-butiran padi dari tangkainya.

- Prinsip Mesin Pengering Padi:

Mesin pengering padi adalah komponen lain dari sistem ini. Prinsip dasar mesin pengering padi adalah untuk menghilangkan kelembaban dari butiran-butiran padi yang baru saja dipanen. Kelembaban harus dikurangi agar padi dapat disimpan dengan aman tanpa risiko pembusukan atau pertumbuhan mikroorganisme yang tidak diinginkan. Mesin pengering padi menggunakan proses pengeringan dengan memanfaatkan sirkulasi udara panas untuk menghilangkan kelembaban secara efisien.

- Sistem Semi-Otomatis:

Sistem semi-otomatis menggabungkan mesin perontok dan pengering padi untuk memberikan pengolahan padi yang lebih efisien dan efektif. Sistem ini beroperasi dengan cara sebagai berikut: setelah padi dipanen, tangkai padi dimasukkan ke dalam mesin perontok. Mesin perontok akan menggunakan gaya mekanis untuk memisahkan butiran padi dari tangkai. Setelah proses perontokan selesai, butiran-butiran padi yang terpisah dari tangkai akan dipindahkan ke mesin pengering padi. Di mesin pengering padi, butiran-butiran padi akan ditempatkan dalam ruang yang dilengkapi dengan sirkulasi udara panas. Udara panas ini akan membantu menghilangkan kelembaban dari butiran-butiran padi, secara bertahap menjadikannya siap untuk penyimpanan atau penggilingan lebih lanjut. Sistem semi-otomatis memberikan keuntungan dalam hal efisiensi dan waktu. Proses pemisahan butiran padi dari tangkai dan pengeringan dapat dilakukan secara berurutan, dengan sedikit intervensi manusia. Hal ini memungkinkan pengolahan padi yang lebih cepat dan lebih efisien, mengurangi ketergantungan pada tenaga manusia secara manual dan meminimalkan risiko kerusakan atau hilangnya butiran padi. 

D. Prinsip Kerja Rangkaian [Daftar Isi]

Rancangan mesin panen padi ini merupakan kombinasi dari mesin perontok padi dan pengering padi. Keseluruhan sistem menggunakan 5 sensor, di antaranya:

- Sensor infra merah yang diletakkan pada bagian awal shaker dekat lubang masuk berfungsi untuk mendeteksi masuknya tanaman padi dalam mesin perontok padi

- Sensor getaran yang diletakkan pada bagian dalam dekat shaker untuk mendeteksi apabila adanya getaran sangat kencang tanda kerusakan mesin

- Sensor kelembaban yang diletakkan pada  bagian awal shaker dekat lubang masuk berfungsi untuk mendeteksi kelembaban tanaman padi dalam mesin perontok padi 

- Sensor suara yang diletakkan di dinding luar mesin untuk mendeteksi suara dari buzzer agar dapat mengaktifkan mesin pengering

- Sensor sentuh yang diletakkan di dinding luar mesin, di mana jika ditekan akan memulai proses pengeringan

Proses dimulai dari sisi mesin perontok padi dan seluruh indikator logika bisa dilihat pada rangkaian. Ketiga sensor yakni infra merah, getaran, dan kelembaban digabungkan inputnya dalam gerbang AND dengan tujuan agar jika seluruh logika 1 maka mengeluarkan output 1 sehingga dapat menggerakan motor DC. Jika salah satunya tidak aktif, misal terdeteksi kerusakan mesin, tanaman padi yang terlalu lembab, atau tidak ada tanaman padi yang masuk, maka sesuai dengan kaidah gerbang AND yakni pengalian, salah satu logika 0 maka outputnya akan tetap 0.

Dapat dilihat juga bahwa sensor infra merah dan getaran bersifat hanya bilangan bulat 1 dan 0 sehingga tegangan tidak perlu diperkuat, namun untuk sensor kelembaban karena memiliki jenis sinyal input analog yang biasanya tegangan kecil, maka diperlukan amplfier sebanyak dua kali untuk menaikkan tegangan dan mengaktifkan transistor yakni sama dengan atau lebih dari 0,7 Volt. Setelah tegangan cukup, relay bergerak dan motor DC bergerak sehingga hasil perontokan padi dibawa oleh moving walkaway ke bagian tempat penampungan di pengering. Sistem ini dikatakan mesin semi-otomatis karena dekat motor terdapat switch yang berguna agar proses pengeringan tidak langsung menyala ketika tanaman padi dalam skala kecil telah masuk ke tempat penampungan. Para petani bisa melihat kapasitas apakah telah penuh atau belum sehingga meminimalisir konsumsi daya berlebih.

Ketika petani merasa kapasitas di tempat pengering telah cukup, maka jika switch di buat close loop, buzzer berbunyi dan terdeteksi oleh sensor bunyi di bagian mesin pengering dan proses pengeringan dimulai. Proses pengeringan biasanya bergantung pada jumlah atau kapasitas padi, misal 3 atau 5 jam. Oleh karena itu kami menyediakan sensor sentuh, agar petani dapat mengatur lamanya pengeringan. Ketika sensor sentuh ditekan, sensor sentuh berlogika satu berbarengan dengan logika satu dari sensor bunyi melewati mux-demux dan gerbang XOR sehingga mengeluarkan output 0 dan mesin pengering berhenti.

E. Gambar Rangkaian [Daftar Isi]

F. Unduh Data Blog [Daftar Isi]

Tautan untuk mengunduh dapat dilihat pada bawah ini dengan cara menekan tulisan berwarna biru:

Utama

Berkas HTML dapat diunduh di sini

Berkas rangkaian dapat diunduh di sini

Berkas video dapat diunduh di sini

Datasheet

Berkas datasheet dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Proteus Design Suite dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Power Supply dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Ground dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Voltmeter dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Logic State dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Logic Probe dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Battery dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Switch dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Button dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Buzzer dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Speaker dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Gerbang NOT dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Gerbang OR dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Gerbang AND dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Gerbang XOR dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Motor DC dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Potensiometer dapat diunduh di sini

Berkas datasheet LED dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Kapasitor Terpolarisasi (Polarized Capacitor) dapat diunduh di sini

Berkas datasheet D Flip Flop 4013 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Operational Amplifier 1458 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Operational Amplifier LM258 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Resistor ERA-3YEB102V dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Relay NTE-R22-5 dapat diunduh di sini 

Berkas datasheet Transistor BC547 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Dioda 10A01 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Encoder IC 74LS147 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Decoder IC 7447 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Multiplexer dan Demultiplexer IC 4052 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet 4-Bit Full Adder 7483 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet MOSFET IRF540 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Seven Segment Common Anode dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Seven Segment Common Cathode dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Sensor Infra Merah (Infra Red Obstacle Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Sensor Kelembaban (Humidity Sensor) HIH-503 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Sensor Sentuh (Touch Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Sensor Getaran (Vibration Sensor) SW-420 dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Sensor Bunyi (Sound Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Sensor Hujan (Rain Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Sensor LDR (LDR Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Sensor Lengkung (Flex Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas datasheet Sensor Magnet (Magnetic Reed Sensor) dapat diunduh di sini

Library

Berkas library Sensor Infra Merah (Infra Red Obstacle Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas library Sensor Sentuh (Capacitive Touch Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas library Sensor Bunyi (Sound Sensor) SW-420 dapat diunduh di sini

Berkas library Sensor Getaran (Vibration Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas library Sensor Hujan (Rain Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas library Sensor Lengkung (Flex Sensor) dapat diunduh di sini

Berkas library Sensor Magnet (Magnetic Reed Sensor) dapat diunduh di sini