Tugas Besar Hidroponik Bayam

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan  

6. Download File  

Percobaan ...

1. A. Prosedur
2. B. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
3. C.Video Simulasi
4. D. Download File

1. Pendahuluan [Kembali]

Hidroponik merupakan metode budidaya tanaman tanpa tanah, menggunakan larutan nutrisi dan air. Dalam sistem ini, kontrol otomatis berbasis sensor dapat membantu mengoptimalkan pertumbuhan tanaman, termasuk bayam, dengan memantau suhu, kelembaban, cahaya, dan ketinggian air.

Rangkaian pada tugas besar ini dirancang untuk mengotomatisasi pengairan, pencahayaan, dan pemantauan kondisi lingkungan, menggunakan sensor-sensor dan komponen digital/analog yang dikombinasikan.

2. Tujuan[Kembali]

1. Mendesain sistem kontrol hidroponik otomatis berbasis sensor.

2. Menganalisis fungsi masing-masing sensor dalam rangkaian kontrol.

3. Melakukan simulasi kondisi lapangan menggunakan Proteus.

4. Mengintegrasikan sistem kontrol ke dalam pengendalian pompa, lampu, dan indikator.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

• Sensor Suhu (LM35)

• Soil Moisture Sensor

• Water Level Sensor

• Sensor Cahaya (LDR)
  
  
  
  
  
• Sensor Infrared (IR Counter)
  
  
  
  
  
• Transistor (2N3866, 2N1711)
  
  
  
  
  
• Motor DC
  
  
  
  
  
• JK Flip Flop
  
  
  
  
  

•  Gerbang AND

jenis pertama adalah gerbang AND. Gerbang AND ini memerlukan dua atau lebih input untuk menghasilkan satu output. Jika semua atau salah satu inputnya merupakan bilangan biner 0, maka outputnya akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner 1, maka outputnya akan menjadi 1.

• Gerbang OR

Jenis kedua adalah gerbang OR. Sama seperti gerbang sebelumnya, gerbang ini juga memerlukan dua input untuk menghasilkan satu output. Gerbang OR ini akan menghasilkan output 1 jika semua atau salah satu input merupakan bilangan biner 1. Sedangkan output akan menghasilkan 0 jika semua inputnya adalah bilangan biner 0.

• Gerbang XOR

Jenis berikutnya adalah gerbang XOR. Gerbang XOR ini memerlukan dua input untuk menghasilkan satu output. Jika input berbeda (misalkan: input A=1, input B=0) maka output yang dihasilkan adalah bilangan biner 1. Sedangkan jika input adalah sama maka akan menghasilkan output dengan bilangan biner 0.

• NOT

Jenis berikutnya adalah gerbang NOT. Gerbang NOT ini berfungsi sebagai pembalik keadaan. Jika input bernilai 1 maka outputnya akan bernilai 0 dan begitu juga sebaliknya.

4. Dasar Teori[Kembali]

Sistem otomatisasi ini dibangun dengan prinsip dasar:

• Sensor sebagai input utama untuk pengukuran parameter lingkungan.

• Komparator untuk membandingkan sinyal sensor dengan nilai ambang.

• Gerbang logika untuk pengambilan keputusan.

• Transistor + Relay untuk mengaktifkan aktuator (pompa/lampu).

• Counter digital sebagai sistem monitoring jumlah pengunjung (IR).

Sensor memberikan sinyal analog/digital yang diproses oleh rangkaian kontrol untuk mengatur aktuator dengan cermat dan responsif.

Sensor Suhu (LM35)

• Output analog meningkat 10mV per 1°C.

• Op-amp (inverting comparator) membandingkan tegangan LM35 dan referensi dari RV2.

• Jika suhu > 36°C → output op-amp aktif → transistor ON → relay aktif → pompa hidup untuk mendinginkan tanaman.

✅ Soil Moisture Sensor

• Output digital:

  • HIGH (1) saat tanah basah

  • LOW (0) saat tanah kering

• Sinyal LOW dikondisikan oleh NOT + AND gate → memicu pompa penyiraman.

✅ Water Level Sensor

• Output:

  • HIGH saat air penuh

  • LOW saat air habis

• Dihubungkan ke komparator non-inverting.

• Jika air habis → output HIGH → sistem mematikan pompa untuk menghindari kerusakan.

✅ Sensor Cahaya (LDR)

• Terhubung ke op-amp (non-inverting comparator).

• Cahaya rendah → resistansi LDR naik → output op-amp aktif → menyalakan lampu LED tanaman.

✅ Sensor Infrared (IR Counter)

• Mendeteksi benda bergerak lewat sinyal pulsa.

• Sinyal masuk ke rangkaian JK Flip-Flop 3-bit → mengatur counter dan display 7-segment.

• Digunakan untuk memantau jumlah pengunjung atau aktivitas di sistem hidroponik.

5.Percobaan[Kembali]

 a) Prosedur[kembali]

• Buka Proteus.

• Bangun rangkaian sesuai blok sensor, komparator, transistor, dan aktuator.

• Atur nilai suhu, kelembaban, level air, cahaya secara simulatif.

• Amati:

• Pompa menyala saat suhu tinggi atau tanah kering.

• Lampu menyala saat intensitas cahaya rendah.

• Counter bertambah saat IR mendeteksi gerakan.

Hasil

Sistem merespons dengan akurat terhadap masing-masing sensor. Setiap perubahan nilai lingkungan memicu aksi spesifik sesuai logika kontrol yang dirancang.

 b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

Rangkaian Lengkap Kontrol Hidroponik Bayam

Rangkaian Sensor Infrared Dengan Output Pintu Geser

Rangkaian Sensor LDR untuk Lampu Otomatis 

Rangkaian Sensor Soil Moisture, Water Level dan Sensor Suhu (LM35) Dengan Output Pompa Air

Penjelasan Cara Kerja

• Saat Shift/Load = LOW, data input paralel A–H akan masuk langsung ke masing-masing flip-flop.

• Saat Shift/Load = HIGH dan diberikan pulsa clock:

  • Data bergeser ke kanan: QA → QB → QC → … → QH.

  • Input baru masuk melalui Serial Input.

• Clear akan mereset semua output menjadi LOW.

• Jika Clock Inhibit = HIGH, clock tidak memengaruhi register (shift tertunda).

c) Contoh Soal [Kembali]

 Contoh Soal [Kembali]

1. Jika output LM35 = 0.39V, apakah pompa hidup?
Jawaban: Ya, karena 0.39V = 39°C > 36°C → pompa aktif.

2. Jika soil moisture LOW, dan water level HIGH, apa yang terjadi?
Jawaban: Pompa penyiram hidup karena kelembaban rendah.

3. LDR menghasilkan resistansi tinggi, bagaimana respon sistem?
Jawaban: Output op-amp aktif → lampu tanaman menyala.

4. Apa fungsi IR sensor dan counter?
Jawaban: Mendeteksi gerakan dan menghitung jumlah aktivitas (pengunjung/sirkulasi).

6. Download File[Kembali]

Rangkaian Proteus

• TB Hidroponik Bayam  [Download]

Datasheet Resistor [Download]

Datasheet Kapasitor [Download]

Datasheet Water Level  [Download]

Datasheet Soil Moisture [Download]

Datasheet OP-Amp [Download]

Datasheet IR Sensor [Download]

Datasheet LDR Sensor [Download]