Tempat Sampah Pintar
1. Bahtiar, Y.A. et al. (2019) ‘Pemilah Organik dengan Sensor Inframerah Terintegerasi Sensor Induktif dan Kapasitif’, Jurnal EECCIS, 13(3), pp. 109–113. (IR Proximity Inductive, IR Proximity Capasitive)
2. Ayutantri, D.A., Dedy Irawan, J. and Wibowo, S.A. (2021) ‘PENERAPAN IoT (Internet of Things) DALAM PEMBUATAN TEMPAT SAMPAH PINTAR UNTUK RUMAH KOS’, JATI (Jurnal Mahasiswa Teknik Informatika), 5(1), pp. 115–124. Available at: https://doi.org/10.36040/jati.v5i1.3263.
3. Sutarti, Siswanto and Mulyanto, J. (2020) ‘Purwarupa Tempat Sampah Pintar Berbasis Arduino Uno’, Dinamika Informatika, 9(2), pp. 1–15. (Ultrasonik, LDR, IR Proximity)
4. Al Mubarok, F.R. et al. (2018) ‘Tempat Sampah Otomatis Berbasis Arduino’, Politeknik Harapan Bersama [Preprint], (09). (Ultrasonik, Sensor Air)
5. Yunus, M. (2018) ‘Rancang Bangun Prototipe Tempat Sampah Pintar Pemilah Sampah Organik Dan Anorganik Menggunakan Arduino’, Proceeding STIMA, 1(1), pp. 340–343. (IR Proximity Inductive, IR Proximity Capasitive)
1. Tong sampah akan terbuka secara otomatis yang dideteksi oleh sensor ultrasonic
2. Pemilahan sampah dilakukan otomatis oleh sensor ultrasonic dan ir proximity induktif dan kapasitif
5. Terdapat indikator buzzer sebagai bunyi apabila sampah penuh dengan menggunakan sensor ultrasonic
1. Abstrak[Back]
2. Pendahuluan[Back]
A. Sampah
B. Tempat Sampah Pintar
D. Sensor IR Proximity
E. Sensor PH
4. Metode Penelitian[Back]
.png)
5. Hasil dan Pembahasan[Back]
.jpg)
.jpg)
.jpg)
6. Kesimpulan[Back]
7. Daftar Pustaka[Back]
- rimbakita.com, Pengertian, Jenis, Dampak dan Pengelolaan, https://rimbakita.com/sampah/Sampah
Bahtiar, Y.A. et al. (2019) ‘Pemilah Organik dengan Sensor Inframerah Terintegerasi Sensor Induktif dan Kapasitif’, Jurnal EECCIS, 13(3), pp. 109–113.
- Ayutantri, D.A., Dedy Irawan, J. and Wibowo, S.A. (2021) ‘PENERAPAN IoT (Internet of Things) DALAM PEMBUATAN TEMPAT SAMPAH PINTAR UNTUK RUMAH KOS’, JATI (Jurnal Mahasiswa Teknik Informatika), 5(1), pp. 115–124. Available at: https://doi.org/10.36040/jati.v5i1.3263.
Sutarti, Siswanto and Mulyanto, J. (2020) ‘Purwarupa Tempat Sampah Pintar Berbasis Arduino Uno’, Dinamika Informatika, 9(2), pp. 1–15.
- Al Mubarok, F.R. et al. (2018) ‘Tempat Sampah Otomatis Berbasis Arduino’, Politeknik Harapan Bersama [Preprint], (09).
- Yunus, M. (2018) ‘Rancang Bangun Prototipe Tempat Sampah Pintar Pemilah Sampah Organik Dan Anorganik Menggunakan Arduino’, Proceeding STIMA, 1(1), pp. 340–343.
8. Percobaaan[Back]
8.1 Prosedur Percobaan
2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen.
3. Cari kompnen yang diperlukan di library proteus.
4. Pasang dan simulasikan rangkaian tersebut.
8.3 Prinsip Kerja
A. Sensor Ultrasonik
Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu.
Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik). Salah satu sensor ultrasonik yang paling sering dijumpai adalah HC-SR04.
Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat didengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba.
Bunyi ultrasonik dapat merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.
CARA KERJA SENSOR ULTRASONIK
Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut.
Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut.
Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima.
Secara detail, cara kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:
- Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi di atas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.
- Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika sinyal menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan kembali oleh benda tersebut.
- Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut.
Jarak benda dihitung berdasarkan rumus :
S = 340 . t / 2
Dimana:
APLIKASI SENSOR ULTRASONIK DALAM KEHIDUPAN
1. Bidang Kedokteran
Gelombang ultrasonik juga bermanfaat untuk diagnosis dan pengobatan dalam bidang kedokteran. Biasanya gelombang ultrasonik akan membantu untuk mendiagnosis berbagai penyakit yang dialami oleh pasien, contohnya penyakit tumor/ kanker.
Kita sering mendengar USG (Ultrasonografi) untuk ibu hamil agar dapat melihat janin dalam kandungannya.
2. Bidang Industri
Dalam bidang industri, gelombang ultrasonik digunakan untuk mendeteksi keretakan pada logam, meratakan campuran besi dan timah, meratakan campuran susu agar homogen, mensterilkan makanan yang diawetkan dalam kaleng, dan membersihkan benda benda yang sangat halus.
Gelombang ultrasonik juga bisa digunakan untuk mendeteksi keberadaan mineral maupun minyak bumi yang tersimpan di dalam perut bumi. Selain itu penggunaan sensor ultrasonik banyak ditemui di pabrik-pabrik, salah satunya sebagai pengukur level muatan pada tangki baik itu berupa zat cair maupun padat.
3. Bidang Militer
Dalam bidang militer, gelombang ultrasonik digunakan sebagai radar atau navigasi, di darat maupun di dalam air. Gelombang ultrasonik digunakan oleh kapal pemburu untuk mengetahui keberadaan kapal selam, dipasang pada kapal selam untuk mengetahui keberadaan kapal yang berada di atas permukaan air, mengukur kedalaman palung laut, mendeteksi ranjau, dan menentukan posisi sekelompok ikan.
4. Bidang Pertanian
Dalam bidang pertanian, sensor ultrasonik digunakan untuk memantau tanaman, aplikasi pupuk, pengukuran level, dan aplikasi lainnya. Sensor ultrasonik juga digunakan untuk memantau sistem irigasi untuk mencegah over watering dan under watering sebagai pencegahan terhadap kerusakan tanaman. Sensor ultrasonik juga digunakan untuk memantau dan mengontrol aplikasi insektisida, pupuk, dan pestisida.
Pestisida digunakan secara luas pada tanaman untuk memastikan kesehatan yang baik dan hasil yang maksimal. Sering kali, ini digunakan secara berlebihan, yang menyebabkan pemborosan. Adopsi sensor ultrasonik mendeteksi celah antara tanaman dalam baris untuk disemprot di tempat-tempat yang tidak ada tanaman.
5. Bidang Otomotif
Dalam bidang otomotif, aplikasi sensor ultrasonik yang umum sekarang ini adalah sistem keamanan saat berkendara pada mobil. Sensor ultrasonik akan mendeteksi rintangan dan memperingatkan bahkan mengerem sebelum kemungkinan terjadinya tabrakan di lingkungan lalu lintas yang padat.
Sensor tersebut ditempatkan pada bumper depan dan belakang sehingga membantu dalam menentukan kecepatan dan jarak melalui gelombang suara. Selain itu sensor ultrasonik juga digunakan pada sistem parkir mobil otomatis.
RANGKAIAN SENSOR ULTRASONIK
Sensor ultrasonik terdiri dari beberapa bagian. Berikut adalah rangkaian sensor ultrasonik.
1. Piezoelektrik
Piezoelektrik berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Bahan piezoelektrik adalah material yang memproduksi medan listrik ketika dikenai regangan atau tekanan mekanis. Sebaliknya, jika medan listrik diterapkan, maka material tersebut akan mengalami regangan atau tekanan mekanis.
Jika rangkaian pengukur beroperasi pada mode pulsa elemen piezoelektrik yang sama, maka dapat digunakan sebagai transmitter dan reiceiver. Frekuensi yang ditimbulkan tergantung pada osilatornya yang disesuaikan frekuensi kerja dari masing-masing transduser. Karena kelebihannya inilah maka tranduser piezoelektrik lebih sesuai digunakan untuk sensor ultrasonik.
2. Transmitter
Transmitter adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai pemancar gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu (misal, sebesar 40 kHz) yang dibangkitkan dari sebuah osilator. Untuk menghasilkan frekuensi 40 KHz, harus di buat sebuah rangkaian osilator dan keluaran dari osilator dilanjutkan menuju penguat sinyal.
Besarnya frekuensi ditentukan oleh komponen RLC / kristal tergantung dari desain osilator yang digunakan. Penguat sinyal akan memberikan sebuah sinyal listrik yang diumpankan ke piezoelektrik dan terjadi reaksi mekanik sehingga bergetar dan memancarkan gelombang yang sesuai dengan besar frekuensi pada osilator.
3. Receiver
Receiver terdiri dari transduser ultrasonik menggunakan bahan piezoelektrik, yang berfungsi sebagai penerima gelombang pantulan yang berasal dari transmitter yang dikenakan pada permukaan suatu benda atau gelombang langsung LOS (Line of Sight) dari transmitter.
Oleh karena bahan piezoelektrik memiliki reaksi yang reversible, elemen keramik akan membangkitkan tegangan listrik pada saat gelombang datang dengan frekuensi yang resonan dan akan menggetarkan bahan piezoelektrik tersebut.
CONTOH SENSOR ULTRASONIK
Salah satu contoh sensor ultrasonik yang mudah dijumpai adalah HC-SR04. Sensor ini banyak digunakan karena harganya yang sangat terjangkau.Sensor ini merupakan sensor ultrasonik siap pakai, satu alat yang berfungsi sebagai pengirim, penerima, dan pengontrol gelombang ultrasonik. Alat ini bisa digunakan untuk mengukur jarak benda dari 2 cm - 4 m dengan akurasi sebesar 3 mm.
Alat ini memiliki 4 pin, pin VCC, GND, Trigger, dan Echo. Pin VCC untuk tegangan positif dan GND untuk ground-nya. Pin Trigger untuk trigger/pemicu keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda.
B. Sensor IR Proximity
Cara Kerja Sensor Proximity
- Untuk melakukan deteksi pergerakan objek di sekitarnya, ternyata proximity sensor memanfaatkan adanya radiasi elektromagnetik (medan elektromagnetik). Dimana sensor jarak tersebut juga mengatur interval nominal agar bisa melaporkan objek yang terdeteksi.
- Jadi, saat terdapat benda atau objek mendekati sensor maka akan tercipta sebuah sinyal. Benda atau objek tersebut bisa bersifat logam maupun non logam. Lalu kemudian signal tersebut akan dihubungkan dengan berbagai sistem otomatisasi.
- Sensor Proximity terdiri dari device elektronik solid state yang tampilannya dalam kondisi terbungkus. Dengan keadaan terbungkus, maka akan melindungi perangkat tersebut dari getaran, korosif, ataupun cairan dan kimiawi yang berlebihan.
- Dalam proses kerjanya, sensor gerak ini dapat diandalkan. Selain nilai akuratnya yan tinggi, sensor tersebut juga dapat digunakan untuk mendeteksi benda-benda yang sangat kecil sekalipun.
Jarak deteksi sensor proximity merupakan jarak yang dibutuhkan agar Sensor Proximity dapat bekerja dengan baik. Mengatur jarak yang tepat dari permukaan sensor membuat operasi kerja alat tersebut menjadi lebih stabil.
Standarnya posisi objek sensing transit yaitu sekitar 70% sampai dengan 80% dari jarak normalnya. Karakteristik rangkaian sensor proximity hanya bisa berfungsi jika jarak objek berada di 1 mm sampai dengan beberapa cm saja.
Sensor Proximity Induktif adalah sensor yang bisa melakukan deteksi jika terdapat benda logan besi maupun non-ferro di sekitarnya. Fungsinya adalah untuk mendeteksi peralatan logam, menghitung benda logam, hingga aplikasi posisi.
Eleman aktif yang terdapat pada sensor kapasitif adalah terdiri dari dua buah elektroda logam. Yang mana elektroda ini dimasukan dalam rangkaian resonansi dengan frekuensi tinggi.
Jadi ketika ada objek yang mendekati permukaan sensor. Maka bidang elektrostatik dalam alat tersebut akan mendeteksi adanya objek.
Prinsip kerja sensor proximity capacitive adalah sebagai berikut:
- Objek hanya dapat dideteksi dengan jarak tertentu, yakni maksimal 2 cm.
- Metode pemasangan dilakukan dengan cara dibenamkan pada metal (flush) dan juga didekatkan pada objek-objek disekitarnya (non flush).
- Medan elektrostatik akan mendeteksi beberapa jenis objek, baik logam maupun non logam.
C. Sensor pH
pH meter adalah alat yang digunakan untuk menentukan keasaman atau kebasaan dari suatu larutan. pH adalah konsentrasi ion hidrogen pada suatu larutan. Suatu larutan yang mengandung banyak ion H+ akan dalam suasana asam sedangkan suatu larutan mengandung lebih banyak ion OH– maka akan menjadi suasana asam. Kisaran rentang pH di kimia adalah dari 1-14. Suatu larutan dengan nilai pH 1 akan menjadi sangat asam dan dengan nilai pH 14 akan menjadi sangat basa. Keasaman dan kebasaan dari suatu larutan tergantung pada konsentrasi dari ion hidrogen (H+ ) dan ion OH–. Suatu larutan netral yang terdiri dari air murni mempunyai pH 7. pH meter hampir semuanya berbentuk digital dengan display angka pada alatnya yang menunjukkan nilai pH dan suhu larutan.
Prinsip kerja utama pH meter adalah terletak pada sensor probe berupa elektrode kaca (glass electrode) dengan jalan mengukur jumlah ion H3O+ di dalam larutan. Ujung elektrode kaca adalah lapisan kaca setebal 0,1 mm yang berbentuk bulat (bulb). Bulb ini dipasangkan dengan silinder kaca non-konduktor atau plastik memanjang, yang selanjutnya diisi dengan larutan HCl (0,1 mol/dm3). Di dalam larutan HCl, terendam sebuah kawat elektrode panjang berbahan perak yang pada permukaannya terbentuk senyawa setimbang AgCl. Konstannya jumlah larutan HCl pada sistem ini membuat elektrode Ag/AgCl memiliki nilai potensial stabil.
Inti sensor pH terdapat pada permukaan bulb kaca yang memiliki kemampuan untuk bertukar ion positif (H+) dengan larutan terukur. Kaca tersusun atas molekul silikon dioksida dengan sejumlah ikatan logam alkali. Pada saat bulb kaca ini terekspos air, ikatan SiO akan terprotonasi membentuk membran tipis HSiO+ sesuai dengan reaksi berikut:
SiO + H3O+ → HSiO+ + H2O
Seperti pada ilustrasi di atas bahwa pada permukaan bulb terbentuk semacam lapisan “gel” sebagai tempat pertukaran ion H+. Jika larutan bersifat asam, maka ion H+ akan terikat ke permukaan bulb. Hal ini menimbulkan muatan positif terakumulasi pada lapisan “gel“. Sedangkan jika larutan bersifat basa, maka ion H+ dari dinding bulb terlepas untuk bereaksi dengan larutan tadi. Hal ini menghasilkan muatan negatif pada dinding bulb.
Pertukaran ion hidronium (H+) yang terjadi antara permukaan bulb kaca dengan larutan sekitarnya inilah yang menjadi kunci pengukuran jumlah ion H3O+ di dalam larutan. Kesetimbangan pertukaran ion yang terjadi di antara dua fase dinding kaca bulb dengan larutan, menghasilkan beda potensial di antara keduanya.
Edinding kaca/larutan ≈ |RT/2,303F loga(H3O+)|
dimana R adalah konstanta molar gas (8,314 J/mol K), T untuk temperatur (Kelvin), F adalah konstanta Faraday 96.485,3 C/mol, 2,303 adalah angka konversi antara logaritma alami dengan umum, dan a(H3O+) adalah aktivitas dari hidronium (bernilai rendah jika konsentrasinya rendah). Pada temperatur 25°C nilai dari RT/2,303F mendekati angka 59,16 mV. Angka 59,16 mV ini menjadi bilangan penting karena pada suhu konstan larutan 25°C, setiap perubahan 1 satuan pH, terjadi perubahan beda potensial elektrode kaca sebesar 59,16 mV.
Perhitungan nilai aktivitas hidronium (a(H3O+)) pada persamaan di atas memiliki rentang yang sangat lebar yakni antara 10 hingga 10-15 mol/dm3. Sehingga untuk meringkas persamaan, maka lahirlah istilah pH dengan persamaan sebagai berikut:
pH = -log a(H3O+)
Tanda negatif adalah untuk membuat semua nilai pH dari berbagai larutan, kecuali larutan yang bersifat sangat ekstrim asam, menjadi bernilai positif.
Seperti yang telah kita bahas di atas, bulb kaca berisi larutan HCl yang merendam sebuah elektrode perak. HCl ini memiliki pH konstan karena ia berada pada sistem yang terisolasi. Karena pH konstan inilah maka ia menciptakan beda potensial yang konstan pada temperatur yang konstan pula. Sebut saja potensial tersebut bernilai E’, maka persamaan (Eq. 1) di atas bersama dengan persamaan (Eq. 2) didapatkan persamaan beda potensial total dari elektrode kaca:
Eelektrode kaca = E’ – RT/2,303F pH
…… Eq. 3
Pada sebuah sistem pH meter secara keseluruhan, selain terdapat elektrode kaca juga terdapat elektrode referensi. Kedua elektrode tersebut sama-sama terendam ke dalam media ukur yang sama. Elektrode referensi digunakan untuk menciptakan rangkaian listrik pH meter. Untuk menghasilkan pembacaan pH yang valid, elektrode referensi harus memiliki nilai potensial stabil dan tidak terpengaruh oleh jenis fluida yang diukur.
Seperti halnya elektrode kaca, di dalam elektrode referensi juga digunakan larutan HCl (elektrolit) yang merendam elektrode kecil Ag/AgCl. Pada ujung elektrode referensi terdapat liquid junction berupa bahan keramik sebagai tempat pertukaran ion antara elektrolit dengan larutan terukur, pertukaran ion ini dibutuhkan untuk menciptakan aliran listrik sehingga pengukuran potensiometer (pH meter) dapat dilakukan.
8.4 Flowchart dan Cara Kerja Alat
A. Flowchart
9. Video[Back]
Video Simulasi Smart Trash Proteus
Video Alat smart trash
Video Diperiksa Muhammad Dafa (2010951044)
10. Download File[Back]
- Download Rangkaian disini
- Download Video Percobaan disini
- Download Video Diperiksa disini
- Download Jurnal 1 disini
- Download Jurnal 2 disini
- Download Jurnal 3 disini
- Download Jurnal 4 disini
- Download Jurnal 5 disini
- Download Library Ultrasonic Sensor disini
- Download Library IR Proximity disini
- Download Library pH meter disini
- Download Listing program disini
- Download Datasheet IR Proximity Capacitive disini
- Download Datasheet Ultrasonic sensor disini
- Download Datasheet Resistor disini
- Download Datasheet Kapasitor disini
- Download Datasheet Induktor disini
- Download Datasheet LED disini
- Download Datasheet Motor DC disini
- Download Datasheet Potensiometer disini
- Download Datasheet Arduino Uno disini
.jpeg){kind=link}
Tidak ada komentar:
Posting Komentar