Laporan Akhir Modul 4

Sensor touch adalah sebuah perangkat sensor elektronik yang dapat mendeteksi adanya sentuhan atau interaksi fisik. Selain itu, sensor touch dapat menangkap kedekatan tertentu tanpa interaksi langsung atau kontak fisik. Sensor touch ini akan merubah perubahan kapasitansi, resistansi, atau medan listrik yang terjadi akibat sentuhan menjadi sinyal listrik yang dapat diproses oleh mikrokontroler atau rangkaian elektronik lainnya

Gambar 2. 1 Sensor Touch

Prinsip kerja dari sensor touch ialah dengan mengukur perubahan kapasitansi pada permukaan sensor saat ada sentuhan. Tubuh manusia berfungsi sebagai konduktor, mempengaruhi kapasitansi pada area yang disentuh. Sensor Touch TTP223 memiliki pad sensing yang terbuat dari bahan konduktif. Ketika tidak ada sentuhan, kapasitansi antara pad sensing dan ground adalah rendah. Namun, ketika ada sentuhan, kapasitansi antara pad sensing dan ground akan meningkat. Sensor Touch TTP223 mengeluarkan sinyal output digital yang menunjukkan adanya sentuhan.

Karakteristik Spesifikasi Sensor Touch Berdasarkan Datasheet

· Tegangan Operasi: Nilai: 2.0V hingga 5.5V DC

· Konsumsi Daya: Nilai: < 1.5 µA (mode standby), < 8 µA (mode operasi)

· Output: Jenis: Sinyal digital

§ Tegangan Tinggi: 0.8 * VCC (maksimal)

§ Tegangan Rendah: 0.3 * VCC (maksimal)

· Response Time:

Mode fast response: Sekitar 220 ms
Mode low power: Sekitar 60 ms

· Sensitivitas: Kapastansi yang Disarankan: 0.1 μF hingga 50 pF untuk sensitivitas yang berbeda

· Mode Operasi:

Mode Touch: Ketika disentuh, output berubah (tinggi/rendah)
Mode Toggle: Ketika disentuh sekali, output berubah (tetap tinggi/rendah) sampai disentuh kembali

· Suhu Operasional: -30°C hingga 85°C

· Dimensi Fisik: Ukuran Modul: 2.4 cm x 2.4 cm (modul breakout TTP223)

Gambar 2. 2 Grafik Respon Sensor Touch

2. Sensor ACS712

Sensor arus ACS712, atau sensor arus berbasis efek Hall, adalah sebuah perangkat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya aliran arus listrik (AC atau DC) dan mengukur besar arus tersebut dalam suatu rangkaian tertentu, yang dapat difungsikan dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi dan besaran arus listrik yang mengalir di suatu sistem, yang di mana output dari sensor ini berupa sinyal analog yang proporsional dengan besar arus yang dideteksi.

Gambar 2. 3 Sensor ACS712

Sensor arus ACS712 dioperasikan dengan catu daya tunggal 5V yang stabil ke pin VCC dan GND, didukung oleh kapasitor deskupling 0.1 uF untuk stabilitas. Arus yang akan diukur (baik AC maupun DC) dilewatkan secara seri melalui pin-pin konduktor primer (Pin 1-4) yang memiliki resistansi internal rendah dan terisolasi secara elektrik dari bagian sinyal. Sensor kemudian menghasilkan tegangan output analog pada pin VOUT yang secara langsung proporsional dengan besarnya arus terdeteksi, dengan sensitivitas yang telah dikalibrasi pabrik. Pin FILTER (Pin 6) digunakan bersama dengan kapasitor eksternal (CFILTER, misal 1nF) untuk mengatur bandwidth atau menambahkan filter low-pass pada sinyal output, guna mengurangi noise dan mendapatkan pembacaan yang lebih halus dan stabil.

Sensor arus ACS712 memanfaatkan prinsip Efek Hall: arus listrik yang diukur mengalir melalui konduktor tembaga internal berresistansi rendah, menciptakan medan magnet. Medan magnet ini dideteksi oleh elemen Hall presisi di dalam chip, yang mengubahnya menjadi Tegangan Hall proporsional. Tegangan Hall ini kemudian diperkuat dan diproses oleh sirkuit internal untuk menghasilkan tegangan output analog yang akurat dan linier, merepresentasikan besar arus AC maupun DC yang terdeteksi. Sensor ini dikalibrasi pabrik untuk akurasi dan stabilitas, serta dilengkapi isolasi elektrik antara jalur arus dan sirkuit sensor untuk penggunaan yang aman.

Karakteristik Operasi Umum:

· Tegangan Suplai (VCC): Minimum 4.5 V, Tipikal 5.0 V, Maksimum 5.5 V

· Arus Suplai (ICC): Tipikal 10 mA, Maksimum 13 mA (pada VCC=5.0 V, output terbuka)

· Resistansi Konduktor Primer (RPRIMARY): Tipikal 1.2 mΩ (pada TA=25∘C)

· Waktu Naik (tT): Tipikal 3.5 μs

· Bandwidth Frekuensi (f): Tipikal 80 kHz (-3 dB, pada TA=25∘C, IP adalah 10 A puncak-ke-puncak)

· Nonlinearitas (ELIN): Tipikal 1.5% (pada seluruh rentang IP)

· Tegangan Output Arus Nol (VIOUT(Q)): Tipikal VCC×0.5 V (Bidireksional; IP=0 A, pada TA=25∘C)

Karakteristik Kinerja x05B (Untuk rentang ±5A):

· Rentang Akurasi yang Dioptimalkan (IP): ±5 A

· Sensitivitas (Sens): Minimum 180 mV/A, Tipikal 185 mV/A, Maksimum 190 mV/A (pada seluruh rentang IP, TA=25∘C)

· Total Kesalahan Output (ETOT): Tipikal ±1.5% (pada IP=±5 A, TA=25∘C)

Gambar 2. 4 Grafik Respon Sensor ACS712

Grafik menunjukkan hubungan tegangan output sensor (VIOUT) dengan arus yang dideteksi (IP) pada berbagai suhu ambien (TA), dengan catu daya VCC=5V. Sensor ACS712 memberikan output tegangan analog yang akurat dan linier, berbanding lurus dengan arus AC atau DC yang dideteksi, dan memiliki stabilitas yang baik terhadap perubahan suhu.

3. Sensor LDR

Sensor LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen elektronika yang masuk ke dalam keluarga resistor yang dimana nilai resistansinya dipengaruhi oleh intensitas cahaya. Sensor LDR memiliki nilai resistansi yang dapat berubah-ubah tergantung pada intensitas cahaya yang mengenainya. Semakin terang cahaya yang mengenai sensor, semakin rendah nilai resistansinya. Sebaliknya, semakin redup cahaya yang mengenai sensor, semakin tinggi nilai resistansinya.

Gambar 2. 5 Sensor LDR

Prinsip kerja sensor LDR mirip dengan variabel resistor. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR, nilai resistansinya akan turun. Sebaliknya, semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR, nilai resistansinya akan meningkat.

Karakteristrik spesifikasi Sensor LDR berdasarkan Datasheet :

· Supply: 3.3 V - 5 V (tersedia untuk Arduino)

· Tipe Output: Output Digital (0 dan 1)

· Output Terbalik

· Termasuk IC LM393 voltage comparator

· Sensitivitas dapat diatur

· Dimensi PCB: 3.2 cm x 1.4 cm

· Rentang Resistansi/Tahanan: 10Ω sampai 100KΩ

· Tegangan Maksimum (DC): 150V

· Konsumsi Arus Maksimum: 100mW

· Puncak Spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)

· Waktu Respon Sensor: 20ms - 30ms

· Suhu Operasi: -30° Celsius - 70° Celsius

mutiaradwiy183004.blogspot.com

Gambar 2. 6 Grafik Respon Sensor LDR

4. Sensor Suhu LM35DZ

Sensor suhu LM35 adalah sensor suhu sirkuit terintegrasi presisi yang dirancang khusus untuk memberikan tegangan output yang secara linier proporsional dengan suhu dalam derajat Celcius. Fungsi utamanya adalah mendeteksi dan mengukur suhu lingkungan secara akurat, kemudian mengubahnya menjadi sinyal tegangan analog yang mudah dibaca oleh perangkat lain seperti mikrokontroler atau sistem kontrol. Sensor ini memiliki keunggulan dibandingkan sensor suhu linier yang dikalibrasi dalam Kelvin, karena pengguna tidak perlu mengurangi tegangan konstan yang besar dari outputnya untuk mendapatkan skala Celcius yang nyaman.

Gambar 2. 7 Sensor Suhu LM35DZ

Prinsip kerjanya didasarkan pada karakteristik dioda atau transistor yang sensitif terhadap suhu, di mana perubahan suhu menyebabkan perubahan tegangan pada elemen internal sensor. Perubahan tegangan ini kemudian diproses dan diskalakan oleh sirkuit terintegrasi di dalam LM35 untuk menghasilkan output tegangan yang tepat 10 mV per derajat Celcius, dengan titik 0 Volt pada 0 derajat Celcius. Hal ini memungkinkan pembacaan suhu yang langsung dan akurat tanpa memerlukan kalibrasi atau penyesuaian eksternal yang rumit.

Karakteristik Sensor Suhu LM35 (Berdasarkan Datasheet):

· Output Linier: Tegangan output berbanding lurus secara linier dengan suhu Celcius (Centigrade).

· Sensitivitas: Memiliki faktor skala linier sebesar 10 mV/∘C.

· Kalibrasi Pabrik: Tidak memerlukan kalibrasi atau penyesuaian eksternal, karena sudah dikalibrasi dari pabrik.

· Akurasi: Akurasi tipikal ±41∘C pada suhu kamar (25∘C) dan ±43∘C pada rentang suhu penuh ($ -55^{\circ}C$ hingga +150∘C).

· Rentang Suhu Operasi:

o LM35 Series: −55∘C hingga +150∘C.

o LM35C Series: −40∘C hingga +110∘C (−10∘C dengan akurasi yang ditingkatkan).

· Konsumsi Arus Rendah: Hanya menarik sekitar 60 μA dari catu daya.

· Pemanasan Diri Rendah (Self-Heating): Kurang dari 0.1∘C di udara diam karena konsumsi daya yang sangat rendah.

· Impedansi Output Rendah: Impedansi output rendah mempermudah antarmuka dengan sirkuit pembacaan atau kontrol.

· Catu Daya: Dapat digunakan dengan catu daya tunggal atau catu daya positif dan negatif (untuk pengukuran suhu di bawah 0∘C).

· Kompensasi Non-Linearitas: Non-linearitas dikompensasi secara elektronik.

· Proteksi Arus Lebih: Output dilindungi dari arus lebih.

Gambar 2. 8 Grafik Sensor LM35DZ

Gambar 2. 9 Diagram Koneksi Sensor Suhu LM35DZ

5. Raspberry Pi Pico

Mikrokontroler RP2040 adalah chip mikrokontroler berkinerja tinggi dan berbiaya rendah yang dirancang oleh Raspberry Pi Ltd., berfungsi sebagai otak dari papan pengembangan populer seperti Raspberry Pi Pico. Fungsinya sangat luas, mencakup kontrol perangkat keras, pemrosesan data real-time, dan komunikasi dengan berbagai periferal, menjadikannya ideal untuk aplikasi IoT, robotika, otomatisasi, hingga proyek-proyek embedded yang membutuhkan kecepatan dan fleksibilitas.

Gambar 2. 10 Raspberry Pi Pico

Prinsip kerjanya berpusat pada dua inti prosesor ARM Cortex-M0+ yang efisien, memungkinkan eksekusi kode secara paralel dan pemrosesan instruksi yang cepat. Selain itu, RP2040 dilengkapi dengan sistem DMA (Direct Memory Access) yang canggih untuk transfer data efisien tanpa intervensi CPU, serta PIO (Programmable I/O) yang inovatif, memungkinkan emulasi berbagai antarmuka periferal khusus dan kontrol pin I/O secara tepat dan deterministik, bahkan untuk timing yang ketat. Ini semua didukung oleh memori on-chip yang melimpah dan beragam periferal standar industri untuk interaksi dengan dunia luar.

Karakteristik Spesifikasi Mikrokontroler RP2040 (Berdasarkan Datasheet):

· Prosesor: Dual-core ARM Cortex-M0+ @ 133MHz.

· SRAM (Internal): 264KB multi-bank high-performance SRAM.

· Flash (Eksternal): Mendukung hingga 16MB Flash memori QSPI eksternal di luar chip.

· DMA (Direct Memory Access): Pengontrol DMA penuh.

· Interpolator dan Divider: Periferal interpolator dan integer divider on-chip.

· GPIO (General Purpose Input/Output): Hingga 30 pin GPIO multifungsi, dengan 4 di antaranya dapat digunakan sebagai input ADC.

· ADC (Analog-to-Digital Converter): 12-bit ADC dengan 8 saluran, beroperasi hingga 500.000 sampel per detik.

· Sensor Suhu On-Chip: Sensor suhu terintegrasi.

· Periferal Hardware:

o 2 × UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter).

o 2 × SPI (Serial Peripheral Interface).

o 2 × I2C (Inter-Integrated Circuit).

o 16 × PWM (Pulse Width Modulation) channels.

o USB 1.1 Host/Device.

· PIO (Programmable I/O): 8 × PIO state machines, menyediakan I/O yang dapat diprogram untuk implementasi periferal kustom.

· Timer: 4 timer dengan penghitung 1 us.

· Catu Daya: Catu daya tunggal 3.3V (untuk chip).

· Boot ROM: Boot ROM dengan fungsi USB mass-storage UF2.

Gambar 2. 11 Pinout Raspberry Pi Pico

Penjelasan mengenai pin-pin tersebut:

GPIO (General Purpose Input/Output) - Pin 1, 2, 3, dst.:

Ini adalah pin serbaguna yang paling banyak jumlahnya.
Fungsi utamanya dapat diatur sebagai input (menerima sinyal dari sensor atau tombol) atau output (mengirim sinyal untuk mengontrol LED, motor, dan lain-lain).
Pin-pin ini juga memiliki fungsi alternatif (multiplexed functions) seperti:

UART: Untuk komunikasi serial (Tx/Rx).
SPI: Untuk komunikasi serial cepat dengan perangkat lain (misal sensor, layar).
I2C: Untuk komunikasi dengan perangkat yang menggunakan protokol I2C (misal sensor, RTC).
PWM (Pulse Width Modulation): Untuk mengontrol kecepatan motor, kecerahan LED, atau menghasilkan sinyal analog semu.
ADC (Analog-to-Digital Converter): Beberapa pin GPIO (biasanya GP26, GP27, GP28) dapat membaca sinyal analog dari sensor.

Power Pins:

VBUS: Pin ini menyediakan tegangan 5V saat Pico ditenagai melalui USB.
VSYS: Pin input daya utama untuk board, biasanya 3.3V, atau dapat digunakan untuk memonitor tegangan sistem.
3V3: Pin output regulator 3.3V onboard, digunakan untuk memberi daya pada periferal eksternal.
GND (Ground): Pin referensi umum untuk semua tegangan (titik nol). Ada banyak pin GND yang tersebar di sepanjang board untuk memudahkan koneksi.

Debug/Programming Pins:

SWD (Serial Wire Debug): Pin-pin ini (SWCLK, SWDIO) digunakan untuk debugging program pada mikrokontroler RP2040. Ini penting saat mengembangkan firmware.
RUN: Pin ini dapat digunakan untuk mereset atau menjalankan ulang mikrokontroler.

Misc. Pins:

AGND (Analog Ground): Ground terpisah untuk bagian ADC untuk mengurangi noise.
VREF: Pin referensi tegangan untuk ADC (biasanya terhubung ke 3V3).
LED: Biasanya terhubung ke LED onboard (jika ada, pada Pico standar terhubung ke GP25).

6. Motor Servo SG90

Motor servo SG90 adalah motor kecil, ringan, dan berdaya output tinggi yang dapat berputar sekitar 180 derajat (90 derajat ke setiap arah dari posisi tengah), menjadikannya sangat populer dalam proyek elektronik dan robotika skala kecil. Fungsinya adalah untuk memberikan gerakan rotasi yang presisi dan terkontrol ke posisi sudut tertentu, seringkali digunakan dalam aplikasi seperti menggerakkan lengan robot, membuka/menutup mekanisme kecil, mengarahkan sensor, atau mengendalikan permukaan kontrol pada model pesawat.

Gambar 2. 12 Motor Servo

Prinsip kerjanya didasarkan pada modulasi lebar pulsa (PWM). Motor servo SG90 menerima sinyal PWM dari mikrokontroler melalui salah satu dari tiga kabelnya (sinyal, daya, dan ground). Lebar pulsa pada sinyal ini (biasanya antara 1 milidetik hingga 2 milidetik) menentukan posisi sudut yang diinginkan oleh motor. Di dalam servo, terdapat motor DC kecil, serangkaian gigi reduksi untuk meningkatkan torsi, dan sirkuit kontrol elektronik yang membandingkan posisi aktual poros motor (melalui potensiometer internal) dengan posisi yang diperintahkan oleh sinyal PWM. Sirkuit kontrol ini kemudian menggerakkan motor hingga posisi aktual sesuai dengan perintah, lalu menahan posisi tersebut. Pulsa 1.5 ms umumnya memposisikan motor di tengah, sementara pulsa 1 ms menggerakkan ke satu ekstrem dan 2 ms ke ekstrem lainnya.

Karakteristik Spesifikasi Motor Servo SG90 (Berdasarkan Datasheet):

· Berat: 9 gram.

· Dimensi: Sekitar 22.2×11.8×31 mm.

· Torsi Stall (Stall Torque): Umumnya sekitar 1.8 kgf.cm (kilogram-force per centimeter) pada 4.8V (beberapa datasheet mungkin mencantumkan 1.5 kgf.cm atau 2.0 kgf.cm pada 4.8V/6V).

· Kecepatan Operasi (Operating Speed): Umumnya sekitar 0.1 detik/60 derajat pada 4.8V (beberapa datasheet mungkin mencantumkan 0.09 s/60deg atau 0.12 s/60deg pada 4.8V/6V).

· Tegangan Operasi (Operating Voltage): 4.8 V hingga 6 V (nilai tipikal 4.8V atau ~5V).

· Lebar Dead Band (Dead Band Width): Umumnya 10 μs (mikrodetik) atau 7 μs. Ini adalah rentang pulsa di mana servo tidak akan bereaksi terhadap perubahan sinyal, untuk mencegah osilasi.

· Rentang Suhu Operasi: 0∘C hingga 55∘C.

· Rotasi Maksimum: Dapat berputar sekitar 180 derajat (90 derajat ke setiap arah dari posisi tengah).

· Modulasi: Analog (dikontrol dengan sinyal PWM).

· Panjang Kabel: Sekitar 260 mm.

· Kelengkapan: Dilengkapi dengan 3 buah horn (lengan) dan perangkat keras pendukung.

Gambar 2. 13 Diagram Pinout dari Motor Servo SG90

Diagram ini menunjukkan tiga kabel standar yang umumnya ditemukan pada motor servo SG90, masing-masing dengan warna dan fungsi spesifiknya. Kabel cokelat (Brown) adalah Ground (GND), berfungsi sebagai titik referensi negatif untuk catu daya dan sinyal kontrol, dan harus dihubungkan ke ground pada mikrokontroler atau sumber daya. Kabel merah (Red) adalah pin Power (VCC), yang berfungsi untuk menyediakan catu daya positif ke motor servo, dengan rentang tegangan operasi yang disarankan antara 4.8V hingga 6V. Terakhir, kabel oranye (Orange) adalah pin Signal (PWM), yang menerima sinyal Modulasi Lebar Pulsa (PWM) dari mikrokontroler. Lebar pulsa pada sinyal inilah yang menginstruksikan servo untuk bergerak ke posisi sudut tertentu dalam rentang rotasinya (umumnya 0 hingga 180 derajat), dengan durasi pulsa 1.5 milidetik biasanya menempatkan poros servo di posisi tengah. Dengan demikian, ketiga kabel ini esensial untuk memberi daya pada servo dan mengontrol gerakan sudutnya secara presisi.

7. Kabel Jumper

Kabel jumper adalah kabel elektrik yang memiliki pin konektor di setiap ujungnya dan digunakan untuk menghubungkan dua komponen dalam rangkaian elektronik tanpa perlu menggunakan solder. Kabel jumper ini berfungsi sebagai konduktor listrik yang menyambungkan rangkaian listrik antara komponen-komponen yang terlibat.

Gambar 2. 13 Jumper

Prinsip kerja kabel jumper sangat sederhana. Kabel jumper bekerja dengan menghantarkan arus listrik dari satu komponen ke komponen lain yang dihubungkan. Di dalam kabel jumper terdapat konduktor listrik kecil yang berfungsi untuk menghantarkan listrik dari satu ujung kabel ke ujung kabel lainnya.

8. Bread Board

Breadboard juga dikenal sebagai papan coba, papan pelompat, atau prototyping board adalah salah satu komponen elektronika yang digunakan untuk menyusun rangkaian elektronika tanpa perlu melakukan penyolderan. Dengan menggunakan breadboard maka dapat dengan mudah menempatkan dan menyusun piranti atau komponen-komponen elektronika menjadi rangkaian elektronika yang fungsional

Gambar 2. 14 Bread Board

Prinsip kerja bread board ialah setiap lima lubang berturut-turut pada baris yang sama dihubungkan bersama. Kolom vertikal besar dengan garis merah dan kolom vertikal berdekatan lainnya dengan garis biru atau hitam juga terhubung. Untuk menghubungkan dua kelompok lubang, diperlukan kabel jumper yang disusun secara khusus. Terdapat dua pasang jalur pada bagian atas dan bawah yang terhubung secara horizontal sampai bagian tengah. Jalur ini berfungsi sebagai jalur catu daya (power) dan jalur sinyal. Bagian tengah breadboard digunakan sebagai lokasi perakitan komponen.

9. Baterai Li-ion 3.7 Volt

Baterai Li-ion (Lithium-ion) 3.7 Volt, seperti model 18650-2200mAh ini, adalah jenis baterai isi ulang yang sangat populer karena kepadatan energi yang tinggi, tegangan nominal yang relatif tinggi (3.7V), dan kemampuan untuk menyimpan energi dalam volume yang kecil. Fungsi utamanya adalah sebagai sumber daya portabel untuk berbagai perangkat elektronik, mulai dari laptop, ponsel, senter, power bank, hingga kendaraan listrik.

Prinsip kerjanya melibatkan pergerakan ion lithium antara elektroda positif (katoda, biasanya terbuat dari bahan seperti lithium cobalt oxide, lithium manganese oxide, atau lithium nickel manganese cobalt oxide) dan elektroda negatif (anoda, biasanya terbuat dari grafit) melalui elektrolit cair. Saat baterai diisi daya, ion lithium bergerak dari katoda menuju anoda dan tersimpan di sana. Saat baterai digunakan (pengosongan), ion lithium bergerak kembali dari anoda ke katoda, menghasilkan aliran elektron di sirkuit eksternal yang kita kenal sebagai arus listrik. Proses ini sangat efisien, memungkinkan baterai menyimpan dan melepaskan energi dengan baik, serta dapat diisi ulang berkali-kali.

Gambar 2. 15 Baterai Li-ion 3.7 Volt

Karakteristik Spesifikasi Baterai Li-ion 18650-2200mAh 3.7V (Berdasarkan Datasheet Velog d.o.o.):

· Tipe Sel: Lithium-ion Rechargeable cell (sel isi ulang Lithium-ion).

· Model: 18650-2200mAh-3.7V.

· Tegangan Nominal (Nominal Voltage): 3.7 V.

· Kapasitas Nominal (Nominal Capacity): 2200 mAh (pada pengosongan 0.5C pada 25∘C).

· Tegangan Pengisian (Charge Voltage): 4.20 ± 0.03 V.

· Tegangan Akhir Pengosongan (Discharge Cut-off Voltage): 2.5 V.

· Metode Pengisian Standar:

o Pengisian Arus Konstan (CC) 0.5 CA (1100mA) hingga tegangan sel 4.2V.

o Kemudian Pengisian Tegangan Konstan (CV) 4.2V hingga arus pengisian kurang dari 0.02 CA (44mA).

· Waktu Pengisian Standar: Sekitar 3.0 jam.

· Arus Pengosongan Kontinu Maksimum: 3CA (6600 mA atau 6.6 A).

· Arus Pengosongan Puncak (Pulse Discharge Current): 5CA (11 A) selama 10 detik.

· Impedansi Internal: Kurang dari 60 mΩ (pada 1000 Hz setelah pengisian standar).

· Rentang Suhu Operasi:

o Pengisian: 0∘C hingga 45∘C.

o Pengosongan: −20∘C hingga 60∘C.

· Penyimpanan Jangka Panjang (lebih dari 3 bulan): Direkomendasikan pada suhu −20∘C hingga +40∘C dengan kelembaban rendah dan tanpa gas korosif.

· Siklus Hidup (Cycle Life): Kapasitas ≥80% dari kapasitas nominal setelah 300 siklus (pada pengosongan 0.5C).

10. OLED 0.96” Display

Modul Display OLED (Organic Light-Emitting Diode) 0.96 inci dari seri ER-OLEDM0.96-1 adalah perangkat tampilan elektronik berukuran kecil yang menggunakan teknologi OLED untuk menghasilkan gambar. Berbeda dengan LCD yang memerlukan lampu latar terpisah, setiap piksel pada display OLED memancarkan cahayanya sendiri, memungkinkan warna hitam sejati, kontras tinggi, sudut pandang lebar, dan konsumsi daya yang efisien. Fungsi utamanya adalah sebagai antarmuka visual kompak untuk menampilkan informasi digital berupa teks, angka, atau grafis sederhana dalam berbagai aplikasi perangkat elektronik berukuran kecil seperti wearable devices, perangkat IoT, peralatan medis portabel, atau proyek mikrokontroler.

Gambar 2. 16 OLED 0.96” Display

Prinsip kerjanya melibatkan lapisan tipis bahan organik yang terletak di antara dua konduktor. Ketika arus listrik dilewatkan melalui lapisan-lapisan organik ini, mereka memancarkan cahaya. Setiap piksel terdiri dari sub-piksel yang dapat memancarkan cahaya merah, hijau, atau biru (atau variasi monokromatik seperti putih/biru), dan intensitas cahaya dapat dikontrol secara individual. Karena sifat self-emissive ini, modul OLED dapat mencapai tingkat kontras yang luar biasa dan respon yang cepat, menjadikannya pilihan ideal untuk tampilan berukuran kecil namun berkualitas tinggi.

Karakteristik Spesifikasi Modul Display OLED 0.96 inci (Berdasarkan Datasheet):

· Tipe Display: Passive Matrix OLED.

· Ukuran Display: 0.96 inci (diagonal).

· Warna Display (Color): Monokrom (Datasheet umum menyebutkan opsi warna seperti putih, biru, kuning, atau kombinasi dua warna, tergantung varian).

· Jumlah Piksel: 128 x 64 dot.

· Driver IC (Controller IC): SSD1306 (ini adalah chip yang mengendalikan piksel-piksel display).

· Antarmuka (Interface): Mendukung beberapa antarmuka, yaitu:

o I2C (Inter-Integrated Circuit) - (Ditambahkan pada REV 2.0).

o SPI (Serial Peripheral Interface).

o 8-bit 6800/8080 parallel.

o Tergantung pada konfigurasi modul spesifik.

· Tegangan Suplai VDD (Logic Supply Voltage): 1.65V hingga 3.3V (nilai tipikal 3.0V).

· Tegangan Suplai VCC (Panel Display Supply Voltage): 7.0V hingga 16.0V (nilai tipikal 7.5V atau 12.0V, bergantung pada konfigurasi).

· Suhu Operasi: -40$^{\circ}C$ hingga 80∘C.

· Suhu Penyimpanan: -40$^{\circ}C$ hingga 85∘C.

· Duty Ratio (Siklus Tugas): 1/64 duty (ini mengacu pada bagaimana baris-baris piksel diaktifkan secara bergantian).

· Ukuran Modul (Dimension): 24.7×24.7×1.4 mm (tergantung varian).

· Ukuran Area Aktif (Active Area): 21.74×10.86 mm.

· Ukuran Piksel (Pixel Size): 0.15×0.15 mm.

· Pitch Piksel (Pixel Pitch): 0.17×0.17 mm.

11. Panel Surya 1.1 Watt (5V 220mA)

Panel surya 1.1 Watt (5V 220mA) adalah sebuah perangkat semikonduktor yang berfungsi sebagai konverter fotovoltaik, mengubah energi cahaya matahari langsung menjadi energi listrik. Panel ini umumnya berukuran kompak, dirancang untuk aplikasi daya rendah seperti pengisian daya perangkat elektronik kecil, menyalakan lampu LED portabel, atau menyuplai daya untuk sensor dan mikrokontroler dalam proyek-proyek DIY dan IoT.

Gambar 2. 17 Panel Surya 1.1 Watt (5 V 220 mA)

Prinsip kerjanya didasarkan pada efek fotovoltaik: ketika foton (partikel cahaya) dari sinar matahari menabrak material semikonduktor (umumnya silikon) di dalam sel surya, mereka melepaskan elektron dari atom. Struktur sel surya, yang terdiri dari lapisan semikonduktor tipe-p dan tipe-n yang membentuk sambungan p-n, menciptakan medan listrik internal. Medan listrik ini mengarahkan elektron yang terbebas untuk bergerak dalam satu arah, membentuk arus listrik searah (DC).

Semakin kuat intensitas cahaya matahari, semakin banyak foton yang menabrak sel, dan semakin besar pula jumlah elektron yang dilepaskan, sehingga menghasilkan arus listrik yang lebih tinggi. Panel 1.1 Watt ini berarti mampu menghasilkan daya listrik hingga 1.1 Watt pada kondisi pencahayaan standar, dengan tegangan operasi nominal sekitar 5 Volt dan arus sekitar 220 mA, menjadikannya sumber daya terbarukan yang praktis untuk berbagai kebutuhan energi berskala kecil.

Karakteristik Spesifikasi Umum Panel Surya 1.1 Watt (5V 220mA):

· Daya Maksimum (Pmax): 1.1 Watt

· Tegangan Operasi Optimal (Vmp): Sekitar 5.0 Volt

· Arus Operasi Optimal (Imp): Sekitar 220 mA

· Tegangan Sirkuit Terbuka (Voc): Umumnya 6.0 - 7.2 Volt

· Arus Hubung Singkat (Isc): Umumnya 230 - 250 mA

· Tipe Sel: Polikristalin atau Monokristalin (tergantung produsen).

· Efisiensi: Cukup baik untuk ukuran panel kecil.

· Dimensi: Berukuran kompak, bervariasi tergantung desain, biasanya sekitar 110 mm×60 mm.

· Penggunaan: Ideal untuk proyek DIY, pengisian daya baterai kecil, atau menyuplai perangkat berdaya rendah.

12. Kabel tunggal

Kabel tunggal adalah kabel listrik yang terdiri dari satu konduktor kawat padat atau serabut, dilapisi isolasi, berfungsi menyalurkan arus dari satu titik ke titik lain dalam berbagai instalasi. Prinsip kerjanya sederhana: konduktor logam beresistansi rendah menyediakan jalur aliran elektron, sementara isolasi mencegah korsleting dan menjaga arus tetap pada jalurnya, dengan kemampuan penyaluran arus dan keamanan dipengaruhi luas penampang serta jenis isolasinya.

Gambar 2. 18 Motor 9 Volt

Karakteristik Spesifikasi Umum Kabel Tunggal:

· Tipe Konduktor: Kawat padat (solid) atau serabut tunggal (stranded).

· Material Konduktor: Umumnya Tembaga (Copper).

· Material Isolasi: PVC (Polyvinyl Chloride) adalah yang paling umum.

· Ukuran Penampang (Gauge): Dinyatakan dalam mm² (misal: 1.5 mm², 2.5 mm²), menentukan kapasitas arus.

· Tegangan Nominal: Tegangan kerja maksimum yang diizinkan (misal: 450/750 V).

· Suhu Operasi Maksimum: Suhu tertinggi yang dapat ditahan isolasi (misal: 70∘C).

· Fleksibilitas: Rendah (untuk solid) hingga sedang (untuk stranded).

· Standar: Memenuhi standar keamanan listrik nasional/internasional.

13. Kabel Serabut

Kabel serabut adalah kabel listrik yang konduktornya tersusun dari banyak untaian kawat halus, dilapisi isolasi. Fungsinya vital dalam aplikasi yang membutuhkan fleksibilitas tinggi dan ketahanan terhadap tekukan berulang, seperti pada perangkat portabel atau kabel bergerak. Prinsip kerjanya serupa kabel tunggal dalam menyalurkan listrik, namun konstruksi serabutnya memberikan keunggulan fleksibilitas. Isolasi melindungi konduktor dari korsleting dan bahaya sentuhan, sementara kapasitas arus ditentukan oleh luas penampang total serabutnya.

Gambar 2. 19 Kabel Serabut

Karakteristik Spesifikasi Kabel Serabut:

Tipe Konduktor: Serabut (stranded).
Material Konduktor: Umumnya Tembaga.
Material Isolasi: PVC, Silikon, atau Karet.
Ukuran Penampang (Gauge): Ditentukan dalam mm² atau AWG, menentukan kapasitas arus.
Tegangan Nominal: Tegangan kerja maksimum yang diizinkan (misal: 450/750 V).
Suhu Operasi Maksimum: Suhu tertinggi yang dapat ditahan isolasi (misal: 70∘C).
Fleksibilitas: Tinggi, tahan tekukan dan getaran.
Standar: Memenuhi standar keselamatan dan kualitas yang berlaku.

14. LED

LED (Light Emitting Diode) adalah perangkat semikonduktor yang menghasilkan cahaya ketika arus listrik melewatinya. LED terdiri dari bahan semikonduktor yang memiliki dua terminal, yaitu anoda (terminal positif) dan katoda (terminal negatif). Ketika arus listrik mengalir melalui LED, energi listrik tersebut merangsang elektron-elektron di dalam bahan semikonduktor, yang kemudian menghasilkan cahaya.

Gambar 2. 20 LED

Karakteristrik spesifikasi LED berdasarkan Datasheet :

· Tegangan Maju (Vf): Tegangan minimum yang diperlukan agar LED dapat menyala. Biasanya berkisar antara 1.8V hingga 3.3V, tergantung pada warna LED.

· Arus Maju (If): Arus maksimum yang dapat dialirkan melalui LED tanpa merusaknya. Biasanya berkisar antara 10mA hingga 30mA.

· Intensitas Cahaya (Luminous Intensity): Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh LED, biasanya dinyatakan dalam millicandela (mcd).

· Panjang Gelombang (Wavelength): Menentukan warna cahaya yang dipancarkan oleh LED.

· Sudut Pandang (Viewing Angle): Sudut di mana cahaya LED dapat terlihat dengan jelas.

15. Charger Module (TP4056)

Charger Module TP4056 adalah sebuah modul pengisi daya baterai Li-ion single-cell (satu sel) yang ringkas dan efisien, dibangun di sekitar chip TP4056. Modul ini berfungsi untuk mengisi ulang baterai lithium-ion atau lithium-polimer dengan aman dan optimal, melindungi baterai dari kondisi pengisian berlebih atau arus balik. Prinsip kerjanya menggunakan algoritma pengisian daya CC/CV (Constant Current/Constant Voltage), yang merupakan metode pengisian standar untuk baterai Li-ion. Pada tahap awal, modul memberikan arus konstan ke baterai hingga tegangan baterai mencapai 4.2V. Setelah mencapai 4.2V, modul beralih ke mode tegangan konstan, di mana tegangan dipertahankan pada 4.2V sementara arus pengisian secara bertahap menurun. Proses pengisian akan berhenti secara otomatis ketika arus pengisian turun di bawah ambang batas tertentu (biasanya sekitar 1/10 dari arus pengisian awal), menandakan baterai sudah terisi penuh. Modul ini juga sering menyertakan fitur perlindungan terhadap pengosongan berlebih dan arus berlebih (overcurrent) melalui chip pengaman tambahan, meskipun fitur dasar pengisian saja sudah cukup untuk banyak aplikasi.

Gambar 1.16 Charger Module (TP4056)

Karakteristik Spesifikasi Charger Module (TP4056) - Berdasarkan Datasheet TP4056 IC:

· Tegangan Input: Umumnya 4.5V hingga 5.5V (disarankan 5V, biasanya dari USB).

· Tegangan Pengisian Penuh (Float Voltage): 4.2V (presisi ±1% atau ±1.5%).

· Arus Pengisian (Charge Current): Dapat diprogram dari 100mA hingga 1000mA (1A) menggunakan resistor eksternal.

· Algoritma Pengisian: Pengisian arus konstan/tegangan konstan (CC/CV).

· Indikator Status Pengisian:

o LED merah/biru (atau sejenisnya) untuk indikasi pengisian (charging).

o LED hijau/biru (atau sejenisnya) untuk indikasi penuh (charged).

· Perlindungan Baterai (Built-in pada IC TP4056):

o Pengosongan Otomatis (Automatic Recharge): Mengisi ulang baterai saat tegangannya turun di bawah batas tertentu (misal 4.0V).

o Soft-Start: Membatasi arus inrush saat pengisian dimulai.

o Proteksi Suhu (Thermal Regulation): Mengurangi arus pengisian jika suhu chip terlalu tinggi.

· Fitur Tambahan (Tergantung Implementasi Modul):

o Beberapa modul TP4056 juga menyertakan sirkuit proteksi baterai terpisah (misalnya chip DW01A + MOSFET) yang menyediakan perlindungan dari pengosongan berlebih (over-discharge), arus berlebih (over-current), dan hubung singkat (short-circuit).

· Paket (Package): Tersedia dalam paket SOP-8 (TP4056 IC itu sendiri).

· Konsumsi Arus Rendah: Modul memiliki konsumsi arus siaga (standby current) yang rendah.

16. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk menghambat aliran arus listrik dalam suatu rangkaian. Prinsip kerja resistor didasarkan pada hukum Ohm, yang menyatakan bahwa arus listrik (I) yang mengalir melalui suatu resistor sebanding dengan beda potensial atau tegangan (V) yang diterapkan pada resistor tersebut, dan berbanding terbalik dengan nilai hambatan (R) resistor tersebut.

Gambar 2. 22 Resistor

5.Percobaan [kembali]

Pembahasan [kembali]

1) Langkah Kerja[kembali]

2) Gambar rangkaian [kembali]

3) Prinsip Kerja [kembali]

4) Lampiran [kembali]

>Flowchart [kembali]

>Listing Program [kembali]

>Video rangkaian [kembali]

>Downnload File [kembali]

Cari Blog Ini

M. Alvin Irhammullah

Laporan Akhir Modul 4

Suntracker dengan Monitoring Intensitas dan Suhu Panel Surya

Komentar

Posting Komentar