PROJCET M4 PRAKTIKUM MIKRO

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

Smart Irrigation: Sistem Distribusi Air Irigasi Otomatis Pascabencana Berbasis STM32

1. Pendahuluan [Kembali]

Sektor pertanian, khususnya irigasi sawah, sering kali menjadi sektor yang paling rentan mengalami kelumpuhan pascabencana alam seperti banjir bandang atau galodo. Ketika infrastruktur atau saluran irigasi utama mengalami kerusakan parah, petani dihadapkan pada krisis ketersediaan air bersih untuk lahan pertanian mereka. Sebagai alternatif, air sungai di sekitar area terdampak kerap dimanfaatkan guna menjaga keberlangsungan siklus tanam. Kendati demikian, air sungai pascabencana umumnya memiliki kualitas yang buruk karena tercampur dengan material erosi seperti lumpur pekat, pasir, kerikil kecil, hingga sampah material bangunan. Jika air keruh dan kotor tersebut langsung dialirkan secara masif ke area persawahan tanpa melalui pengkondisian terlebih dahulu, hal tersebut tidak hanya dapat merusak kesuburan tanah dan mengganggu pertumbuhan optimal tanaman, tetapi juga berisiko tinggi menyumbat pipa serta mempercepat kerusakan mekanis pada komponen pompa air yang digunakan.

Pada penelitian ini dirancang sebuah Smart Irrigation: Sistem Distribusi Air Irigasi Otomatis Pascabencana Berbasis STM32 yang memanfaatkan air sungai sebagai sumber air alternatif. Sistem dilengkapi dengan dua tahap penyaringan untuk mengurangi kandungan sampah, lumpur, dan partikel padat sebelum air masuk ke tangki penampungan. Proses pengisian tangki dilakukan menggunakan pompa AC yang dikendalikan secara otomatis berdasarkan kondisi level air yang dideteksi oleh float switch. Selain itu, sensor turbidity digunakan untuk memantau tingkat kekeruhan air sehingga hanya air yang memenuhi batas kualitas tertentu yang dapat didistribusikan ke lahan pertanian melalui solenoid valve. Apabila tingkat kekeruhan melebihi nilai ambang yang telah ditentukan, sistem akan menghentikan aliran air dan memberikan peringatan melalui indikator LED serta buzzer untuk mencegah penyaluran air yang tidak layak ke area irigasi.

Untuk mendukung proses monitoring, sistem juga dilengkapi dengan flow sensor yang berfungsi mengukur debit dan volume air yang disalurkan ke lahan pertanian. Seluruh informasi penting seperti kondisi level air tangki, status pompa, tingkat kekeruhan air, debit aliran, dan status katup distribusi ditampilkan secara real-time pada LCD sehingga memudahkan pengguna dalam melakukan pengawasan sistem. Dengan penerapan teknologi sensor dan mikrokontroler STM32, sistem ini diharapkan mampu menjadi solusi alternatif dalam mendukung pemulihan jaringan irigasi pascabencana, meningkatkan efisiensi distribusi air, serta membantu menjaga keberlanjutan aktivitas pertanian di daerah terdampak bencana.

2. Tujuan [Kembali]

Sistem ini dirancang untuk:

Memanfaatkan air sungai pascabencana sebagai sumber air alternatif untuk irigasi.
Melakukan penyaringan dan pemantauan kualitas air sebelum didistribusikan ke sawah.
Mengotomatisasi pengisian tangki berdasarkan level air menggunakan float switch.
Mengendalikan distribusi air secara otomatis berdasarkan tingkat kekeruhan air.
Menampilkan informasi kondisi sistem secara real-time sebagai media monitoring.

3. Alat dan Komponen [Kembali]

Komponen

1. STM32F103C8T6

2. Sensor Turbidity

3. Float Switch

4. Flow Sensor

5. Solenoid Valve

6. Pompa DC 5V

7. AC Dimmer Robodyn

8. LCD I2C 16x2

9. Buzzer

10. LED Merah dan Hijau

11. Resistor

12. Adaptor 5V

Alat

1. ST-Link

2. Breadboard

3. Jumper

Bahan

1. Tangki Penampungan

2. Penyaring (Kain Kasa)

3. Selang/Pipa

4. Kabel Tunggal

5. Akrilik

4. Landasan Teori [Kembali]

1. General Input Output

Input adalah semua data dan perintah yang dimasukkan ke dalam memori untuk diproses lebih lanjut oleh mikroprosesor. Sebuah perangkat input adalah komponen piranti keras yang memungkinkan user atau pengguna memasukkan data ke dalam mikroprosesor. Output adalah data hasil yang telah diproses. Perangkat output adalah semua komponen piranti keras yang menyampaikan informasi kepada orang-orang yang menggunakannya.

Pada STM32 pin input/output terdiri dari digital dan analog yang jumlah pin-nya tergantung jenis mikrokontroller yang digunakan. Input digital digunakan untuk mendeteksi perubahan logika biner pada pin tertentu. Adanya input digital memungkinkan mikrokontroler untuk dapat menerjemahkan 0V menjadi logika LOW dan 5V menjadi logika HIGH. Membaca sinyal digital pada mikrokontroller dapat menggunakan sintaks digitalRead(pin):

Output digital terdiri dari dua buah logika, yaitu kondisi logika HIGH dan kondisi logika LOW. Untuk menghasilkan output kita dapat menggunakan sintaks digitalWrite(pin,nilai); yang sebelumnya pin sudah diset ke mode OUTPUT, lalu parameter kedua adalah set nilai HIGH atau LOW. Apabila pin diset dengan nilai HIGH, maka voltase pin tersebut akan diset ke 5V atau 3.3V dan bila pin diset ke LOW, maka voltase pin tersebut akan diset ke 0V.

2. PWM

PWM (Pulse Width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi.

Duty Cycle adalah perbandingan antara waktu ON (lebar pulsa High) dengan perioda. Duty Cycle biasanya dinyatakan dalam bentuk persen (%).

Duty Cycle = tON / ttotal

Ton = Waktu ON atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi (high atau 1)

Toff = Waktu OFF atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi rendah (low atau 0)

Ttotal = Waktu satu siklus atau penjumlahan antara Ton dengan Toff atau disebut juga dengan “periode satu gelombang”

3. ADC

Sistem mikrokontroler hanya dapat mengolah data dalam bentuk bine. Oleh sebab itu setiap data analog yang akan diproses oleh mikrokontroler harus diubah kedalam bentuk kode biner dimana Pengubahan data analog kedalam bentuk biner ditangani oleh piranti ADC. Tegangan masukan ADC didapatkan dari tranducer. Tranducer adalah pengubah besaran kontinu, dalam hal ini adalah tegangan DC 12 Volt. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh tranducer yang berubah secara kontinu pada suatu kisaran tertentu disebut tegangan analog, dan tegangan analog ini diubah oleh ADC menjadi bentuk digital yang sebanding dengan tegangan analognya.

Ada 4 karakteristik yang perlu diperhatikan dalam pemilihan komponen ADC, antara lain :

1) Resolusi

Merupakan spesifikasi terpenting untuk ADC, yaitu jumlah langkah dari sinyal skala penuh yang dapat dibagi dan juga ukuran dari langkah_langkah, dinyatakan dalam jumlah bit yang ada dalam satu kata (digital words), ukuran langkah terkecil sebagai persen dari skala penuh atau dapat juga langkah terkecil dalam miliVolt (untuk skala penuh yang dihasilkan).

2) Akurasi

Adalah jumlah dari semua kesalahan, misalnya kesalahan non linieritas, skala penuh, skala nol, dan lain-lain. Dapat juga menyatakan perbedaan antara tegangan masukan analog secara teoritis yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu kode biner tertentu terhadap tegangan masukan nyata yang menghasilkan tegangan kode biner tersebut.

3) Waktu Konversi

Adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengubah setiap sampel ke bentuk digital, atau yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu konversi.

4) Fungsi Transfer Ideal ADC

Fungsi transfer ideal untuk konverter analog-ke-digital (ADC, analog-to-digital converter) berbentuk garis lurus. Bentuk ideal garis lurus hanya dapat dicapai dengan konverter data beresolusi tak-hingga. Karena tidak mungkin mendapatkan resolusi tak hingga, maka secara praktis fungsi tranfer ideal tersebut berbentuk gelombang tangga seragam seperti terlihat pada Gambar 1.5 Semakin tinggi resolusi ADC, semakin halus gelombang tangga tersebut. ADC ideal secara unik dapat merepresentasikan seluruh rentang masukan analog tertentu dengan sejumlah kode keluaran digital. Pada gambar 1 ditunjukkan bahwa setiap kode digital merepresentasikan sebagian dari rentang masukan analog total. Oleh karena skala analog bersifat kontinyu sedangkan kode digital bersifat diskrit, maka ada proses kuantisasi yang menimbulkan kekeliruan (galat). Apabila jumlah kode diskritnya (yang mewakili rentang masukan analog) ditambah, maka lebar undak (step width) akan semakin kecil dan fungsi transfer akan mendekati garis lurus ideal. Lebar satu undak (step) didefinisikan sebagai 1 LSB (least significant bit) dan unit ini digunakan sebagai unit rujukan untuk besaran-besaran lain dalam spesifikasi peranti konversi data. Unit 1 LSB itu juga digunakan untuk mengukur resolusi konverter karena ia juga menggambarkan jumlah bagian atau unit dalam rentang analog penuh.

Resolusi ADC selalu dinyatakan sebagai jumlah bit-bit dalam kode keluaran digitalnya. Misalnya, ADC dengan resolusi n-bit memiliki 2n kode digital yang mungkin dan berarti juga memiliki 2n tingkat undak (step level). Meskipun demikian, karena undak pertama dan undak terakhir hanya setengah dari lebar penuh, maka rentang skala-penuh (FSR, full-scale range) dibagi dalam (2n -1) lebar undak.

4. Interrupt

Interrupt adalah mekanisme yang memungkinkan suatu instruksi atau perangkat I/O untuk menghentikan sementara eksekusi normal prosesor agar dapat diproses lebih dulu seperti memiliki prioritas tertinggi. Misalnya, saat prosesor menjalankan tugas utama, ia juga dapat terus memantau apakah ada kejadian atau sinyal dari sensor yang memicu interrupt. Ketika terjadi interrupt eksternal, prosesor akan menghentikan sementara tugas utamanya untuk menangani interrupt terlebih dahulu, kemudian melanjutkan eksekusi normal setelah selesai menangani interrupt tersebut. Fungsi yang menangani interrupt disebut Interrupt Service Routine (ISR), yang dieksekusi secara otomatis setiap kali interrupt terjadi.

5. COMMUNICATION

5.1 UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

     UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.

Gambar 12. Cara Kerja Komunikasi UART

Data dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudia di transfer secara parallel ke data bus penerima.

5.2 I2C (Inter-Integrated Circuit)

Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didisain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya.

Pada I2C, data ditransfer dalam bentuk message yang terdiri dari kondisi start, Address Frame, R/W bit, ACK/NACK bit, Data Frame 1, Data Frame 2, dan kondisi Stop. Kondisi start dimana saat pada SDA beralih dari logika high ke low sebelum SCL. Kondisi stop dimana saat pada SDA beralih dari logika low ke high sebelum SCL.

R/W bit berfungsi untuk menentukan apakah master mengirim data ke slave atau meminta data dari slave. (logika 0 = mengirim data ke slave, logika 1 = meminta data dari slave) ACK/NACK bit berfungsi sebagai pemberi kabar jika data frame ataupun address frame telah diterima receiver.

5.3 SPI (Series Peripheral Interface)

Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchronous berkecepatan tinggi yang dimiliki oleh STM32F407VGT6 dan Raspberry Pi Pico. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur utama yaitu MOSI, MISO, dan SCK, serta jalur tambahan SS/CS. Melalui komunikasi ini, data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroler maupun antara mikrokontroler dengan perangkat periferal lainnya.

• MOSI (Master Output Slave Input)
Jika dikonfigurasi sebagai master, maka pin MOSI berfungsi sebagai output. Sebaliknya, jika dikonfigurasi sebagai slave, maka pin MOSI berfungsi sebagai input.
• MISO (Master Input Slave Output)

Jika dikonfigurasi sebagai master, maka pin MISO berfungsi sebagai input. Sebaliknya, jika dikonfigurasi sebagai slave, maka pin MISO berfungsi sebagai output.

• SCLK (Serial Clock)

Jika dikonfigurasi sebagai master, maka pin SCLK bertindak sebagai output untuk memberikan sinyal clock ke slave. Sebaliknya, jika dikonfigurasi sebagai slave, maka pin SCLK berfungsi sebagai input untuk menerima sinyal clock dari master.

• SS/CS (Slave Select/Chip Select)
Jalur ini digunakan oleh master untuk memilih slave yang akan dikomunikasikan. Pin SS/CS harus dalam keadaan aktif (umumnya logika rendah) agar komunikasi dengan slave dapat berlangsung.

Sinyal clock dialirkan dari master ke slave yang berfungsi untuk sinkronisasi. Master dapat memilih slave mana yang akan dikirimkan data melalui slave select, kemudian data dikirimkan dari master ke slave melalui MOSI. Jika master butuh respon data maka slave akan mentransfer data ke master melalui MISO.

6. STM32F103C8T6

STM32F103C8T6 adalah salah satu mikrokontroler dari keluarga STM32 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini berbasis arsitektur ARM Cortex-M3 32-bit yang dirancang untuk memenuhi kebutuhan sistem tertanam dengan performa tinggi dan konsumsi daya rendah (STMicroelectronics, 2022). Chip ini termasuk dalam seri STM32F1 dan memiliki spesifikasi teknis yang cukup andal, seperti kecepatan clock hingga 72 MHz, memori flash sebesar 64 KB, dan RAM sebesar 20 KB. Selain itu, mikrokontroler ini dilengkapi dengan fitur ADC 12-bit sebanyak 10 kanal, serta antarmuka komunikasi digital seperti USART, SPI, dan I2C yang banyak digunakan dalam sistem monitoring dan kontrol otomatis (Mazidi, Naimi, & Naimi, 2018).

Keunggulan lainnya dari STM32F103C8T6 adalah fleksibilitas dalam pemrograman. Mikrokontroler ini dapat diprogram menggunakan berbagai platform pengembangan seperti STM32CubeIDE, Keil µVision, maupun Arduino IDE melalui STM32duino bootloader, sehingga mendukung kebutuhan pengguna pemula hingga profesional (Valvano, 2012). Board minimalis seperti “Blue Pill” yang menggunakan chip ini juga banyak dipilih karena harga yang terjangkau dan kemudahan dalam integrasi dengan sensor maupun aktuator. Mikrokontroler ini sangat cocok diterapkan dalam berbagai aplikasi, mulai dari otomasi rumah tangga, pengendali motor, sistem sensor lingkungan, hingga proyek berbasis Internet of Things (IoT) (Patterson, 2017).

STM32F103C8T6 adalah mikrokontroler 32-bit yang berbasis pada arsitektur ARM Cortex-M3 dan termasuk dalam keluarga STM32F1 series. Berikut adalah spesifikasi utamanya:

Fitur	Spesifikasi
Arsitektur CPU	ARM Cortex-M3 (32-bit RISC)
Frekuensi Clock Maksimum	72 MHz
Memori Flash	64 KB
SRAM (RAM)	20 KB
Jumlah GPIO (General I/O)	Hingga 37 pin I/O
Jumlah ADC (Analog to Digital)	2 ADC 12-bit, hingga 10 kanal input
DAC	Tidak tersedia (perlu eksternal jika diperlukan)
Timer	3 timer 16-bit + 1 timer 16-bit advanced (PWM, dll)
Komunikasi Serial	USART (x3), SPI (x2), I2C (x2)
USB	Full Speed USB 2.0 (Device only)
Watchdog Timer	Independent dan window watchdog
Operating Voltage	2.0 V – 3.6 V
Tegangan I/O	3.3 V (toleran hingga 5V input pada beberapa pin)
Tegangan Referensi ADC (Vref)	3.3 V
Operating Temperature	-40°C hingga +85°C
Packaging	LQFP-48 (48 pin)
Bootloader Interface	UART, USB (melalui DFU), atau SWD
Ukuran Fisik Board Blue Pill	Sekitar 5.3 cm x 2.2 cm

7. Sensor Turbidity

Sensor turbiditas mendeteksi kualitas air dengan mengukur tingkat kekeruhan. Ini menggunakan cahaya untuk mendeteksi partikel tersuspensi dalam air dengan mengukur transmisi cahaya dan laju hamburan, yang berubah dengan jumlah total padatan tersuspensi (TSS) dalam air. Ketika TTS meningkat, tingkat kekeruhan cairan meningkat. Sensor turbiditas digunakan untuk mengukur kualitas air di sungai dan sungai, pengukuran air limbah dan limbah, instrumentasi kontrol untuk kolam pengendapan, penelitian transportasi sedimen dan pengukuran laboratorium. Sensor ini menyediakan mode output sinyal analog dan digital. Ambang batas dapat disesuaikan saat dalam mode sinyal digital. Anda dapat memilih mode sesuai dengan MCU Anda.

Spesifikasinya meliputi

Tegangan Operasi: 5V DC
Operasi Saat Ini: 40mA (MAX)
Waktu Respons: <500ms
Resistansi isolasi: 100M (mnt)
Output analog: 0-4.5V
Output Digital: Sinyal level Tinggi / Rendah
Suhu Operasional: 5 ~ 90
Suhu penyimpanan: -10 ~ 90
Berat: 30g
Dimensi adaptor: 38mm * 28mm * 10mm / 1.5 inci * 1.1 inci * 0.4 inci

8. Float Switch

Float switch merupakan sensor level cairan yang bekerja berdasarkan pergerakan pelampung (float) akibat perubahan ketinggian fluida di dalam tangki. Ketika permukaan cairan naik atau turun, pelampung akan bergerak mengikuti level cairan tersebut. Di dalam pelampung terdapat magnet permanen yang akan mengaktifkan atau menonaktifkan reed switch yang berada di dalam tabung sensor. Saat pelampung mencapai titik level yang telah ditentukan, kontak reed switch akan berubah kondisi (ON/OFF) sehingga menghasilkan sinyal untuk mengendalikan atau memberikan indikasi kondisi level cairan.

Spesifikasi:

Parameter	Nilai
Daya kontak maksimum	10 W
Tegangan switching maksimum	100 VDC
Arus switching maksimum	0,5 A
Tegangan tembus maksimum	220 VDC
Arus hantar maksimum	1,0 A
Resistansi kontak maksimum	100 mΩ
Rentang suhu operasi	-20°C hingga 80°C
Resistansi isolasi	> 10 Ω
Resistansi kontak	< 100 mΩ
Material pelampung	Polypropylene (PP)
Panjang bodi sensor	46 mm
Diameter luar sensor	17,5 mm
Panjang kabel	350 mm

9. Flow Sensor

Water flow sensor YF-S201 merupakan sensor aliran air berbasis efek Hall yang mengukur volume air dengan mendeteksi putaran rotor. Sensor ini terdiri dari rumah plastik berisi turbin kecil yang berputar ketika air mengalir, seperti ditunjukkan pada Gambar 3 [struktur water flow sensor]. Pada rotor terdapat magnet permanen yang memicu sensor Hall setiap kali melewatinya, menghasilkan pulsa listrik.

Prinsip Kerja
Konversi Aliran ke Pulsa
Debit air yang mengalir memutar turbin dengan kecepatan proporsional.
Setiap putaran menghasilkan 1 pulsa dari sensor Hall (Gambar 4 [grafik pulsa vs debit]).
Kalibrasi standar: 4500 pulsa/liter (tertera di datasheet).
2. Proses Pembacaan
Pulsa dihitung oleh STM32 menggunakan fitur interrupt pada pin PA2.
Volume air dihitung dengan rumus:

10. Solenoid Valve

Solenoid valve atau katup solenoida adalah komponen elektromekanis yang digunakan untuk mengontrol aliran cairan atau gas dengan prinsip kerja berbasis medan magnet. Katup ini bekerja secara otomatis dengan menggunakan lilitan kawat (koil) yang menghasilkan medan magnet saat dialiri arus listrik. Medan magnet ini kemudian menggerakkan plunger (batang logam ferromagnetik) untuk membuka atau menutup jalur aliran fluida. Saat tidak dialiri listrik, pegas akan mengembalikan plunger ke posisi semula, sehingga katup kembali ke posisi default (normal tertutup atau normal terbuka) (Patterson, 2017).

Terdapat dua jenis utama solenoid valve berdasarkan kondisi default-nya:

Normally Closed (NC): jalur tertutup saat tidak dialiri listrik, dan terbuka saat koil aktif.
Normally Open (NO): jalur terbuka saat tidak dialiri listrik, dan tertutup saat koil aktif.

Dalam sistem otomatis seperti pemanenan air nira, solenoid valve biasanya digunakan untuk membuka dan menutup aliran cairan secara otomatis berdasarkan input dari sensor. Ketika sensor level air mendeteksi bahwa penampungan akhir belum penuh, mikrokontroler akan mengaktifkan solenoid valve sehingga cairan nira dapat mengalir dari tangki atas ke tangki bawah. Ketika sensor mendeteksi bahwa volume sudah mencukupi, mikrokontroler akan memutus aliran listrik ke solenoid valve, sehingga katup menutup secara otomatis.

Keunggulan utama dari solenoid valve adalah waktu respon yang cepat, desain kompak, dan kemudahan integrasi dengan sistem kontrol otomatis berbasis mikrokontroler seperti STM32. Solenoid valve yang digunakan dalam proyek ini biasanya beroperasi pada tegangan 5V, 12V DC atau 24V DC dan dikendalikan melalui relay yang diaktifkan oleh sinyal digital dari mikrokontroler.

Spesifikasi Teknis Solenoid Valve 5V DC

Tegangan Nominal (Tegangan Terukur): 5V
Arus (pada DC 5V): 1,1A
Resistansi DC (Hambatan): 4,5 ± 5% Ω
Jarak Dorong/Langkah (pada DC 5V): 3mm / 80g (kekuatan dorong)
Panjang Kabel Selubung (Panjang Timah): ~57mm / 2,2"
Berat: 12,6g

11. Pompa DC 5V

Motor pump / pompa air adalah alat untuk menggerakan air dari tempat bertekanan rendah ke tempat bertekanan yang lebih tinggi. Pada dasarnya motor pump sama dengan motor DC pada umumnya, hanya saja sudah di-packing sedemikian rupa sehingga dapat digunakan di dalam air.

Spesifikasi :

Panjang kabel USB: 1 Meter
Jenis Pompa: Submersible DC
Tegangan Kerja: 3 - 5V
Batas Tegangan: 2.5 - 6V DC
Konsumsi Arus: 120 - 330 mA
Konsumsi Daya: 0.4 - 1.5W
Kapasitas Pompa: 80 - 120L/H
Dimensi Luar: 7.5mm / 0.3"
Dimensi Dalam: 4.7mm / 0.18"
Diameter Pompa: Kurang lebih 24 mm / 0.95"
Panjang Pompa: Kurang lebih 45 mm / 1.8"
Tinggi Pompa: Kurang lebih 33 mm / 1.30"
Material: Engineering plastic
Aktuator: Brushless DC
Masa Kerja: 500 jam

12. AC Dimmer Robodyn

AC Dimmer RobotDyn merupakan modul pengendali daya beban AC yang memungkinkan pengaturan besar daya listrik yang diberikan ke beban seperti lampu, pemanas, kipas AC, atau peralatan listrik lainnya menggunakan mikrokontroler. Modul ini bekerja pada tegangan logika 5 V dan kompatibel dengan mikrokontroler 5 V maupun 3,3 V. AC Dimmer digunakan untuk mengatur tingkat kecerahan lampu, kecepatan motor AC, atau daya keluaran beban AC lainnya dengan cara mengubah besar daya yang diterima oleh beban.

Prinsip kerja AC Dimmer didasarkan pada metode Pulse Width Modulation (PWM) yang dikombinasikan dengan deteksi zero crossing pada gelombang AC. Pin Zero Crossing digunakan untuk mendeteksi saat gelombang AC melewati titik nol, kemudian mikrokontroler memberikan sinyal PWM ke pin DIM untuk mengatur waktu penyalaan TRIAC pada setiap setengah siklus gelombang AC. Semakin cepat TRIAC diaktifkan setelah titik zero crossing, semakin besar daya yang diberikan ke beban. Sebaliknya, semakin lama penundaannya, semakin kecil daya yang diterima beban. Dengan metode ini, daya keluaran dapat diatur secara bertahap dari 0% hingga 100% sesuai kebutuhan aplikasi.

Spesifikasi:

Parameter	Spesifikasi
Jumlah kanal	1 Channel
Tegangan operasi	5 V DC
Kompatibilitas logika	3,3 V dan 5 V
Metode kontrol	Pulse Width Modulation (PWM)
Tegangan beban	230 V AC
Arus beban maksimum	5 A
Kontrol daya	0–100%
Pin kontrol	PWM (DIM) dan Zero Crossing

13. LCD I2C 16x2

Pengertian LCD (Liquid Crystal Display), LCD (Liquid Crystal Display) adalah jenis tampilan layar yang menggunakan senyawa cair yang memiliki struktur molekul polar, ditempatkan di antara dua elektroda transparan. Ketika medan listrik diberikan, molekul-molekul tersebut akan menyesuaikan posisinya pada medan dan membentuk susunan kristalin yang mempolarisasi cahaya yang melaluinya. Citra dihasilkan dengan menggabungkan kondisi nyala dan mati dari piksel-piksel yang membentuk layar LCD. Umumnya, LCD yang dijual di pasaran telah dilengkapi dengan sirkuit terintegrasi sehingga pengguna dapat dengan mudah mengontrol tampilan LCD menggunakan mikrokontroler dan mengirimkan data melalui pin input yang telah tersedia.

Gambar 25. Stuktur penyusun LCD

Spesifikasi LCD I2C:

• Format tampilan : 16 x 2 karakter

• Pengontrol bawaan : ST 7066 (atau setara)

• Siklus kerja : 1/16

• 5 x 8 titik termasuk kursor

• Supply + 5 V (juga tersedia untuk + 3 V)

• LED dapat digerakkan oleh pin 1, pin 2, pin 15, pin 16 atau A dan K

• N.V. opsional untuk supply + 3 V

• Kontrol pin : SDA dan SCL

• Built-in potensio untuk adjust brightness

• Built-in jumper untuk menon-aktifkan backlight

• Dimensi : 40mm x 18mm

• Berat : 20 gram

Pinout LCD I2C

Pin name	Pin type	Pin description
GND	Power	Ground
VCC	Power	Voltage Input
SDA	I2C Data	Serial Data
SCL	I2C Clock	Serial Clock
A0	Jumper	I2C Address Selection 1
A1	Jumper	I2C Address Selection 2
A2	Jumper	I2C Address Selection 3
Backlight	Jumper	Control Backlight of panel

14. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi. Buzzer akan menghasilkan getaran suara ketika diberikan sejumlah tegangan listrik dengan taraf tertentu sesuai dengan spesifikasi bentuk dan ukuran buzzer itu sendiri. Pada umumnya, buzzer ini sering digunakan sebagai alarm karena penggunaannya yang cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi yang dapat didengar.

Spesifikasi :

• Nilai tegangan : 6V DC

• Tegangan pengoperasian : 4 hingga 8V DC

• Arus : ≤30mA

• Keluaran suara pada 10cm : ≥85dB

• Frekuensi resonansi : 2300 ±300Hz

• Nada : Berkelanjutan

• Suhu operasional : -25°C hingga +80°C

• Suhu penyimpanan : -30°C hingga +85°C

• Berat : 2g

15. LED Merah dan Hijau

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.

· 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.

16. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 10^5 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

17. Adaptor 5V

Adaptor 5V merupakan perangkat catu daya yang berfungsi mengubah tegangan listrik AC dari jaringan PLN menjadi tegangan DC sebesar 5 volt yang dapat digunakan oleh perangkat elektronik. Pada proyek Sistem Pengendalian dan Distribusi Air Irigasi Otomatis Pascabencana Berbasis STM32 Blue Pill, adaptor 5V digunakan sebagai sumber daya utama untuk mikrokontroler STM32, sensor, LCD, buzzer, dan komponen elektronik lainnya. Adaptor bekerja dengan menurunkan tegangan AC, menyearahkan arus menggunakan rangkaian penyearah, kemudian menstabilkan tegangan sehingga diperoleh keluaran DC 5V yang aman dan stabil untuk sistem.

Spesifikasi:

Tegangan input: 100–240 V AC

Frekuensi: 50–60 Hz

Tegangan output: 5 V DC

Arus output maksimum: 1,2 A

Daya maksimum: 6 W

Suhu operasi: 0–40°C.

18. ST-Link

ST-Link merupakan perangkat pemrograman (programmer) dan debugging yang digunakan untuk mengunggah program dari komputer ke mikrokontroler STM32. Pada proyek ini, ST-Link berfungsi sebagai media komunikasi antara komputer dan STM32 Blue Pill saat proses pemrograman maupun pengujian sistem. Cara kerjanya yaitu dengan menghubungkan antarmuka SWD (Serial Wire Debug) pada STM32 ke ST-Link, sehingga kode program yang dibuat dapat ditransfer dan dijalankan pada mikrokontroler secara langsung.

Spesifikasi:

Tegangan kerja: 5 V DC
Tegangan target STM32: 3,0–3,6 V
Antarmuka: USB 2.0, SWD/JTAG
Suhu operasi: 0–50°C

19. Breadboard

Breadboard terdiri dari lubang yang digunakan untuk menempatkan terminal komponen dan kemudian lubang ini dihubungkan satu sama lain menggunakan berbagai kabel/kawat. Dua baris pertama (atas) dan dua baris terakhir (bawah) papan breadboard digunakan untuk positif (satu baris pertama dan terakhir dua) dan untuk negatif (baris lain dari dua pertama dan terakhir). Pada gambar breadboar di atas, dua baris pertama (atas) dan terakhir (bawah) papan breadboard terdiri dari 5 lubang di setiap kolom (total 10 kolom) saling terhubung secara horizontal satu sama lain secara internal. Jika terminal sumber daya terhubung dalam satu lubang satu kolom di baris atas atau bawah (salah satu dari dua baris), maka daya listrik yang sama dapat diambil dari lima lubang berturut-turut di kolom yang sama.

20. Jumper

Kabel jumper adalah kabel elektrik yang memiliki pin konektor di setiap ujungnya dan memungkinkan untuk menghubungkan dua komponen tanpa memerlukan solder. Biasanya kabel jamper digunakan pada breadboard atau alat prototyping lainnya agar lebih mudah untuk mengutak-atik rangkaian. Konektor yang ada pada ujung kabel terdiri atas dua jenis yaitu konektor jantan (male connector) dan konektor betina (female connector).

Jenis-jenis kabel jumper meliputi:

a. Kabel Jumper Male-to-Male (M-M): Kabel ini memiliki konektor male di kedua ujungnya. Digunakan untuk menghubungkan dua titik pada breadboard atau menghubungkan titik pada breadboard dengan pin header pada mikrokontroler atau modul.
b. Kabel Jumper Male-to-Female (M-F): Kabel ini memiliki konektor male di satu ujung dan konektor female di ujung lainnya. Biasanya digunakan untuk menghubungkan pin header pada mikrokontroler atau modul dengan perangkat yang memiliki konektor male.
c. Kabel Jumper Female-to-Female (F-F): Kabel ini memiliki konektor female di kedua ujungnya. Umumnya digunakan untuk menghubungkan dua perangkat yang memiliki konektor male, seperti menghubungkan modul sensor dengan mikrokontroler

21. Tangki Penampungan

Tangki penampungan merupakan wadah yang digunakan untuk menampung air sebelum didistribusikan ke lahan irigasi. Pada proyek ini, tangki berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara air yang telah dipompa dari sumber air sungai sehingga ketersediaan air untuk irigasi dapat lebih terjaga. Tangki bekerja sebagai reservoir yang menampung debit air masuk dan mengalirkannya kembali melalui sistem distribusi sesuai kebutuhan, dengan kondisi volume air dipantau menggunakan sensor level air (float switch).

22. Penyaring (Kain Kasa)

Penyaring berupa kain kasa digunakan untuk menyaring kotoran berukuran besar yang terbawa oleh aliran air sungai, seperti daun, ranting, lumpur kasar, dan sampah kecil. Pada proyek ini, penyaring berfungsi sebagai tahap filtrasi awal sebelum air masuk ke pompa dan sistem distribusi. Cara kerjanya yaitu dengan menahan partikel-partikel padat yang ukurannya lebih besar daripada pori-pori kain kasa sehingga kualitas air yang masuk ke sistem menjadi lebih baik dan risiko penyumbatan komponen dapat dikurangi.

23. Selang/Pipa

Pipa merupakan saluran yang digunakan untuk mengalirkan air dari satu titik ke titik lainnya dalam sistem irigasi. Pada proyek ini, pipa berfungsi sebagai media distribusi air dari sumber air menuju tangki penampungan dan dari tangki menuju saluran irigasi. Cara kerjanya yaitu dengan mengarahkan aliran air yang dihasilkan oleh pompa sehingga air dapat sampai ke lokasi tujuan dengan lebih terkontrol dan efisien.

24. 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.

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.

25. Akrilik

Akrilik merupakan material plastik transparan yang memiliki sifat ringan, kuat, dan tahan terhadap korosi. Pada proyek ini, akrilik digunakan sebagai bahan konstruksi atau casing sistem, seperti wadah prototipe, dudukan sensor, maupun penutup rangkaian elektronik. Penggunaan akrilik memudahkan proses pengamatan komponen di dalam sistem karena sifatnya yang transparan, sekaligus memberikan perlindungan terhadap komponen elektronik dari gangguan fisik dan percikan air.

5. Flowchart [Kembali]

Cari Blog Ini

NAJWA JIA HARDIKA