MODUL 4
TUGAS BESAR
Bencana banjir bandang merupakan salah satu
permasalahan serius di Indonesia, terutama pada daerah dengan curah hujan
tinggi dan kondisi drainase yang kurang baik. Banjir tidak hanya menyebabkan
kerugian material, tetapi juga dapat mengancam keselamatan jiwa manusia. Oleh
karena itu, dibutuhkan sistem peringatan dini yang dapat memberikan tanda
bahaya lebih cepat sebelum banjir terjadi, sehingga masyarakat dapat melakukan
tindakan pencegahan.
Perkembangan teknologi elektronika dan
sensor saat ini memungkinkan dibuatnya sistem yang mampu memberikan peringatan
dini terhadap potensi banjir. Sistem tersebut dapat memantau kondisi lingkungan
secara otomatis, seperti mendeteksi adanya hujan serta kenaikan permukaan air.
Dengan adanya sistem peringatan dini, masyarakat dapat memperoleh informasi
lebih cepat untuk melakukan tindakan pencegahan.
Dalam penelitian atau proyek ini dirancang
suatu rangkaian peringatan dini banjir bandang yang memanfaatkan sensor hujan
(Rain Sensor) dan sensor ketinggian air (Water Sensor). Sinyal dari kedua
sensor ini diolah menggunakan IC komparator (LM324/LM339) dan rangkaian logika
digital (IC 7408, 7432, dan 7447) untuk menghasilkan informasi berupa indikator
LED, buzzer, serta tampilan angka pada 7-segment display. Sistem ini diharapkan
dapat memberikan peringatan otomatis sesuai dengan kondisi curah hujan dan ketinggian
air.
- Membuat sistem pendeteksi dini banjir sederhana dengan memanfaatkan sensor hujan dan sensor ketinggian air.
- Mengetahui cara kerja komparator (LM324/LM339) dan gerbang logika digital dalam sistem pendeteksian.
- Menampilkan hasil pendeteksian kondisi lingkungan (waspada dan bahaya) secara visual dan audio.
1. Adaptor 5V 2A
Sebagai sumber tegangan 5V dengan arus keluaran 2A
2. Connector
Sebagai penghubung antara sumber tegangan ke breadboard
3. Rain Sensor
Berfungsi sebagai pembanding tegangan antara sensor dan tegangan referensi dari potensiometer
Mengonversi sinyal biner dari logika digital menjadi tampilan angka di display 7-segment.
AND Gate menghasilkan output logika “1” hanya jika kedua kondisi (hujan dan air tinggi) terpenuhi.
13. LED (Merah, Kuning)
Memberikan indikasi visual: kuning = waspada, merah = bahaya.
Sebagai alarm suara ketika sistem mendeteksi kondisi bahaya.
1. Sensor Hujan (Rain Sensor)
Sensor hujan terdiri dari pelat konduktor
yang mendeteksi air hujan berdasarkan resistansi. Ketika air turun dan
membasahi pelat, konduktivitas meningkat, sehingga resistansi turun.
Sensor ini terhubung ke modul pengkondisi sinyal yang mengubah perubahan
resistansi menjadi sinyal tegangan analog.
2. Sensor Ketinggian Air (Water Sensor)
Sensor ini bekerja dengan prinsip konduktivitas
air. Air yang bersifat konduktor akan menyebabkan arus listrik dapat mengalir
di antara probe sensor. Semakin tinggi air, semakin besar bagian konduktor yang
terendam, dan semakin besar pula sinyal tegangan yang dihasilkan.
Sinyal ini digunakan untuk menentukan tingkat ketinggian air.
3. Counter
Counter adalah sebuah rangkaian sekuensial
yang mengeluarkan urutan state-state tertentu, yang merupakan aplikasi dari
pulsa-pulsa inputnya. Pulsa input dapat berupa pulsa clock atau pulsa yang
dibangkitkan oleh sumber eksternal dan muncul pada interval waktu tertentu.
Counter banyak digunakan pada peralatan yang berhubungan dengan teknologi
digital, biasanya untuk menghitung jumlah kemunculan sebuah o kejadian/event
atau untuk menghitung pembangkit waktu. Counter yang mengeluarkan urutan biner
dinamakan Biner Counter. Sebuah n-bit binary counter terdiri dari n buah flip-
flop, dapat menghitung dari 0 sampai 2n - 1 . Counter secara umum
diklasifikasikan atas counter asyncron dan counter syncronous.
3.1 Counter Asyncronous
Counter
Asyncronous disebut juga Ripple Through Counter atau Counter Serial (Serial
Counter), karena output masing-masing flip-flop yang digunakan akan bergulingan
(berubah kondisi dan “0” ke “1”) dan sebaliknya secara berurutan atau langkah
demi langkah, hal ini disebabkan karena hanya flipflop yang paling ujung saja
yang dikendalikan oleh sinyal clock, sedangkan sinyal clock untuk flip-flop
lainnya diambilkan dan masing-masing flip-flop sebelumnya.
3.2 Counter Syncronous
Counter syncronous disebut sebagai Counter parallel, output flip-flop yang digunakan bergulingan secara serempak. Hal ini disebabkan karena masing- masing flip- flop tersebut dikendalikan secara serempak oleh sinyal clock
4. Operational Amplifier (Op-Amp)
Operational Amplifier (Op-Amp) merupakan komponen elektronik aktif yang berfungsi sebagai penguat diferensial, yaitu memperkuat selisih tegangan antara dua inputnya — input non-inverting (+) dan inverting (–). Op-Amp banyak digunakan dalam berbagai rangkaian analog seperti penguat sinyal, penyaring (filter), osilator, integrator, dan komparator. Karakteristik utama dari Op-Amp adalah penguatan (gain) yang sangat tinggi, impedansi input yang besar, serta impedansi output yang rendah, sehingga mampu mentransfer sinyal dengan efisien tanpa banyak kehilangan daya.
Salah satu contoh IC yang sering digunakan adalah LM324, yang berisi empat buah Op-Amp dalam satu kemasan (quad op-amp). LM324 dapat bekerja dengan tegangan tunggal (single supply) mulai dari +3V hingga +32V, menjadikannya sangat cocok untuk aplikasi berbasis mikrokontroler atau rangkaian digital yang menggunakan catu daya 5V. Dalam praktiknya, LM324 dapat digunakan dalam berbagai konfigurasi, seperti komparator dan voltage follower (buffer).
Sebagai komparator, Op-Amp membandingkan dua tegangan masukan. Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar dari input inverting (–), maka output akan menjadi logika HIGH (mendekati Vcc). Sebaliknya, jika tegangan input non-inverting lebih kecil, maka output akan menjadi logika LOW (mendekati ground). Fungsi ini sering digunakan dalam sistem sensor — misalnya deteksi level air atau suhu — untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital.
Sedangkan dalam konfigurasi voltage follower, output Op-Amp akan mengikuti tegangan input tanpa perubahan besar tegangan (Vout = Vin). Fungsinya adalah untuk menstabilkan sinyal dan memperkuat arus tanpa mengubah tegangan, berkat impedansi input yang tinggi dan impedansi output yang rendah. Dengan demikian, Op-Amp dalam bentuk voltage follower sering digunakan sebagai penghubung (buffer) antara sensor dan rangkaian digital seperti counter (misalnya IC 74192), agar sinyal yang diterima stabil dan tidak terganggu oleh beban.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar