MODUL 4

MODUL 4
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat Dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. Video Demo

7. Download File

Percobaan ...

1. 1. Prosedur percobaan
2. 2. Hardware
3. 3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
4. 4. Flowchart
5. 5. Video Demo
6. 6. Download File

MODUL 4: SISTEM KONTROL FERMENTASI

1. Pendahuluan [Kembali]

Kemajuan sistem digital telah memberikan dampak besar terhadap perkembangan teknologi dan otomatisasi dalam berbagai bidang industri, termasuk bidang pengolahan pangan dan bioteknologi. Salah satu implementasi pentingnya adalah pada sistem kontrol fermentasi, di mana proses fermentasi dapat dipantau dan diatur secara otomatis tanpa perlu campur tangan manusia secara terus-menerus. Hal ini meningkatkan efisiensi, akurasi, serta keamanan proses produksi.

Dalam sistem kontrol fermentasi, teknologi digital memegang peranan penting terutama dalam pengolahan sinyal dari sensor suhu dan sensor gas yang digunakan untuk memantau kondisi lingkungan fermentasi. Melalui penerapan logika digital, khususnya penggunaan gerbang OR, sistem mampu mengidentifikasi kondisi tertentu — misalnya ketika suhu atau gas melebihi batas aman — sehingga memicu tindakan otomatis seperti mengaktifkan kipas, alarm, atau penghenti proses.

Selain itu, penerapan rangkaian digital juga terlihat melalui penggunaan decoder dan seven segment yang berfungsi untuk menampilkan kondisi sistem secara langsung. Informasi seperti status suhu, tingkat gas, atau indikator peringatan dapat ditunjukkan dengan jelas melalui tampilan digital ini, sehingga memudahkan operator dalam memonitor keadaan fermentasi.

2. Tujuan [Kembali]

1. Merancang sistem kontrol fermentasi dengan menggunakan sensor suhu agar tetap pada suhu yang ditentukan.
2. Menerapkan rangkaian logika untuk menampilkan suatu kondisi sistem fermentasi dengan akurat.
3. Mengimplementasikan penerapan sensor gas agar dapat membantu menjaga gas yang terdapat dalam sistem agar tidak mengganggu fermentasi.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Dalam percobaan Modul 4 ini digunakan beberapa komponen elektronik dan perangkat pendukung yang saling terintegrasi untuk membentuk sistem kontrol Fermentasi. Berikut adalah daftar alat dan bahan yang digunakan

ALAT dan BAHAN

1. Voltmeter

Voltmeter DC merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengetahui besar tegangan listrik pada suatu komponen atau titik dalam rangkaian. Prinsip penggunaannya adalah dengan menghubungkan kedua terminal voltmeter secara paralel terhadap komponen yang akan diukur tegangannya.
Dengan cara ini, voltmeter dapat membaca perbedaan potensial tanpa mengubah arus utama pada rangkaian.

Karakteristik, Prinsip Kerja, dan Bagian Voltmeter
Voltmeter memiliki resistansi internal yang tinggi agar tidak memengaruhi arus listrik di rangkaian. Alat ini dilengkapi dengan probe pengukuran yang digunakan untuk menyentuh titik pengukuran secara langsung.

Spesifikasi Umum Probe DC Voltmeter

• Tegangan ukur: DC

• Rentang pengukuran: tergantung model

• Ketelitian: ±(0,5–2)%

• Tipe tampilan: analog atau digital

2.Power Supply 5V DC (Adapter) – Sebagai sumber tegangan utama rangkaian.

Spesifikasi :

Tegangan keluaran (Output Voltage): 5 Volt DC

Arus keluaran (Output Current): 1 A – 2 A (umumnya 1000 mA – 2000 mA)

Tegangan masukan (Input Voltage): 100 – 240 Volt AC, 50/60 Hz

Daya keluaran (Output Power): ±5 – 10 Watt

Jenis konektor: Port USB tipe A atau kabel tetap (micro USB / USB Type-C)

Polaritas output: Positif di bagian dalam konektor, negatif di bagian luar (standar DC)

Efisiensi: ≥ 80%

Perlindungan: Overload, overvoltage, dan short circuit protection

3. Breadboard

Breadboard merupakan papan percobaan yang digunakan untuk merangkai komponen elektronik tanpa perlu menyolder. Setiap lubang saling terhubung secara vertikal dan horizontal sesuai pola, memudahkan uji coba rangkaian sebelum dibuat permanen.

4.Solder

5.Kabel jumper

Spesifikasi Kabel Jumper

 

Kabel jumper yang baik yaitu kabel yang lumayan lentur dengan konektor yang agak keras dan sulit dilepaskan dari ujung kabel. Kabel jumper yang keras, kaku dan mempunyai konektor lunak akan lebih mudah rusak ketika digunakan. 

 

Apa Fungsi Warna pada Kabel Jumper?

 

Pada kabel jumper akan terlihat warna kabel yang berwarna-warni. Ada hitam, coklat, merah, orang, kuning, hijau, biru, ungu, abu-abu dan putih. Sebenarnya, warna tersebut tidak ada maksud dan tujuan khusus. Pada dasarnya, kabel jumper mempunyai fungsi yang sama. Setiap warnanya tidak mempunyai fungsi khsusus. 

Cara Kerja Kabel Jumper

 

Sederhananya, kabel jumper bekerja untuk menghantarkan arus listrik dari satu komponen ke komponen lainnya yang dihubungkan. Hal ini terjadi karena di ujung dan di dalam kabel terdapat konduktor listrik kecil yang memang fungsinya untuk menghantarkan listrik. 

 

Kelebihan Kabel Jumper

 

1. Mempunyai konektor di ujungnya yang sangat memudahkan dalam memasang maupun melepas kabel ke komponen

2. Harga yang terjangkau

3. Mempunyai warna yang bervariasi yang memudahkan dalam membuat rangkaian

 

Kekurangan Kabel Jumper

Kabel jumper tidak mempunyai kekurangan yang berarti karena dengan adanya kabel ini sudah sangat memudahkan kita dalam membuat rangkaian proyek.

 

6.Spidol

Spidol dapat digunakan pada kardus, tetapi spesifikasi spidol akan menentukan hasil dan pengalaman penggunaannya. Kardus adalah permukaan yang berpori, menyerap tinta dengan cepat.

Berikut adalah pertimbangan spesifikasi spidol saat digunakan pada kardus:

Tinta Permanen adalah Pilihan Terbaik

Karena kardus bersifat menyerap (pori-pori terbuka), tinta permanen atau tinta cat adalah pilihan yang paling efektif.

• Keunggulan: Tinta akan meresap dan kering dengan cepat, menghasilkan tanda yang jelas, tahan pudar, dan tidak mudah luntur. Ini ideal untuk menulis alamat pengiriman, label inventaris, atau penandaan umum pada paket.
• Yang Harus Dihindari: Sebaiknya hindari spidol non-permanen (whiteboard marker) karena tintanya akan terserap tidak merata oleh serat kardus, sulit kering sempurna, dan mungkin terlihat samar.

7.. Adaptor 9V 2A

Sebagai sumber tegangan 5V dengan arus keluaran 2A

8. Connector 

Sebagai penghubung antara sumber tegangan ke breadboard

9.Segment Display – Menampilkan hasil cacahan jumlah kendaraan yang terdeteksi.

10. Transistor 2N2222A – Sebagai saklar elektronik untuk mengendalikan LED (lampu).

Transistor 2N2222 adalah jenis transistor bipolar NPN yang sering digunakan sebagai penguat atau saklar.

Memiliki tiga kaki utama: emitor (E), basis (B), dan kolektor (C). Dalam sistem ini, transistor berfungsi sebagai driver LED — mengatur arus sesuai sinyal logika yang diterima dari gerbang logika.

11.Resistor

Menahan arus listrik agar tidak berlebihan pada LED dan IC.

12.Power Supply 5V DC (Adapter) – Sebagai sumber tegangan utama rangkaian.

Spesifikasi :

Tegangan keluaran (Output Voltage): 5 Volt DC

Arus keluaran (Output Current): 1 A – 2 A (umumnya 1000 mA – 2000 mA)

Tegangan masukan (Input Voltage): 100 – 240 Volt AC, 50/60 Hz

Daya keluaran (Output Power): ±5 – 10 Watt

Jenis konektor: Port USB tipe A atau kabel tetap (micro USB / USB Type-C)

Polaritas output: Positif di bagian dalam konektor, negatif di bagian luar (standar DC)

Efisiensi: ≥ 80%

Perlindungan: Overload, overvoltage, dan short circuit protection

13. Breadboard

Breadboard merupakan papan percobaan yang digunakan untuk merangkai komponen elektronik tanpa perlu menyolder. Setiap lubang saling terhubung secara vertikal dan horizontal sesuai pola, memudahkan uji coba rangkaian sebelum dibuat permanen.

14. Aplikasi Proteus - Untuk perancangan dan simulasi rangkaian

15.Potensiometer 

Mengatur sensitivitas pembacaan sensor agar batas jarak bisa disesuaikan

16. ic decoder BCD to 7-segment

IC 7447, merupakan IC TTL Decoder BCD to 7 Segment. IC ini berfungsi untuk mengubah kode bilangan biner BCD (Binary Coded Decimal) menjadi data tampilan untuk penampil/display 7 segment yang bekerja pada tegangan TTL (+5 volt DC).

17. Buzzer

Bunyinya aktif ketika jarak sudah terlalu dekat. Memberi peringatan suara.

18.Op-AMP

IIC LM358 adalah Operational Amplifier (Op-Amp) yang berisi dua penguat (amplifier) dalam satu chip. Komponen ini sering digunakan untuk memperkuat sinyal lemah dari sensor sebelum sinyal tersebut masuk ke rangkaian logika atau IC counter.

19.Gerbang OR

Prinsip Kerja IC 7432 (Gerbang OR)

• Dasar Logika: Gerbang OR bekerja berdasarkan operasi disjungsi logis, di mana outputnya akan HIGH (Logika 1) jika setidaknya satu dari inputnya HIGH (Logika 1).
• Tabel Kebenaran: Jika Input A HIGH atau Input B HIGH, maka Outputnya HIGH. Hanya jika A LOW dan B LOW, outputnya akan LOW.
• Implementasi Fisik: Dalam IC 7432, terdapat empat gerbang OR independen dalam satu paket, biasanya beroperasi pada tegangan 5V (TTL)

20.FAN 5V

Fan 5V adalah kipas DC bertegangan rendah yang digunakan untuk mendinginkan rangkaian elektronik agar suhu komponen tetap stabil. Fan ini sering digunakan pada modul sensor, rangkaian daya, maupun sistem mikrokontroler yang mudah panas.

4. Dasar Teori [Kembali]

• Sensor MQ-2

Sensor gas MQ-2 adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan gas-gas berbahaya seperti LPG, propana, metana, alkohol, hidrogen dan asap. Sensor ini sering digunakan dalam berbagai aplikasi seperti sistem keamanan, pemantauan kualitas udara dan proyek-proyek DIY (Do It Yourself) menggunakan platform mikrokontroler seperti Arduino.

Sensor gas MQ-2 adalah sensor semikonduktor yang dirancang untuk mendeteksi keberadaan gas tertentu di udara. Sensor ini terdiri dari elemen pemanas kecil dengan sensor oksida logam. Ketika gas target hadir di lingkungan, maka akan diserap oleh permukaan sensor dan menyebabkan perubahan dalam resistansi internal sensor. Perubahan resistansi ini dapat diukur dan dikonversi menjadi sinyal analog yang dapat dibaca oleh mikrokontroler seperti Arduino. 

Spesifikasi Teknis Sensor Gas MQ-2

• Tegangan operasi 5V DC

• Kisaran deteksi 200 - 10000 ppm (part per million) untuk LPG, propana, dan metana

• Output analog

• Waktu pemanasan sekitar 20 detik

• Konsumsi daya kurang lebih 150 mA

Prinsip Kerja Sensor Gas MQ-2

Sensor MQ-2 bekerja berdasarkan perubahan resistansi pada material semikonduktor di dalam sensor ketika gas tertentu teradsorpsi. Material semikonduktor ini biasanya adalah SnO2 (Timah Dioksida) yang memiliki resistansi tinggi ketika berada di udara bersih. Namun, ketika gas-gas yang dapat dideteksi oleh sensor ini hadir, maka akan berinteraksi dengan permukaan SnO2 dan menurunkan resistansinya. Berikut ini prinsip kerja sensor gas MQ-2:

1. Sensor MQ-2 dilengkapi dengan elemen pemanas internal yang memanaskan material semikonduktor dengan suhu sekitar 300°C hingga 400°C. Pemanasan ini diperlukan untuk mengaktifkan material semikonduktor sehingga dapat berinteraksi dengan gas target.

2. Ketika gas target seperti LPG, metana atau asap hadir di lingkungan, molekul-molekul gas tersebut akan diadsorpsi oleh permukaan material semikonduktor. Interaksi ini menyebabkan perubahan pada resistansi material.

3. Perubahan resistansi pada material semikonduktor ini akan diukur dan dikonversi menjadi sinyal analog yang dapat dibaca oleh mikrokontroler. Nilai resistansi ini akan bervariasi, tergantung pada konsentrasi gas yang terdeteksi.

• Sensor Suhu LM35

• LM35 is a temperature measuring device having an analog output voltage proportional to the temperature.
• It provides output voltage in Centigrade (Celsius). It does not require any external calibration circuitry.
• The sensitivity of LM35 is 10 mV/degree Celsius. As temperature increases, output voltage also increases.

          E.g. 250 mV means 25°C.

• It is a 3-terminal sensor used to measure surrounding temperature ranging from -55 °C to 150 °C.
• LM35 gives temperature output which is more precise than thermistor output.

 

Karakteristik sensor LM35

1. Kalibrasi dalam Celcius. Alat ini peka terhadap suhu dengan faktor penskalaan linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC dan dapat dikalibrasi langsung dalam           derajat Celcius.
2. Akurasi 0,5C pada suhu kamar.
3. Rentang -55C - 150C.
4. Bekerja dengan catu daya 4V-30V. 5. Tarik arus kurang dari 60A
6. Impedansi keluaran rendah 0,1W pada beban 1mA.

Cara kerja sensor LM35

Dalam praktiknya, proses antarmuka sensor LM35 dapat dikatakan cukup sederhana. IC sensor LM35 memiliki tiga pin: Vs, Vout, dan pin ground. Dalam pengoperasiannya, pin Vs dihubungkan dengan tegangan suplai 4-20 volt, pin Ground dihubungkan ke ground, dan pin Vout merupakan keluaran yang menenggelamkan tegangan yang besarnya sesuai dengan suhu yang diterima.

Prinsip kerja termometer ini adalah menggunakan sensor suhu untuk mengubah suhu menjadi tegangan. Dengan kata lain, ia mengubah panas yang diserap oleh LM35 sebagai sensor suhu menjadi tegangan. Proses mengubah panas menjadi tegangan adalah karena adanya termistor PTC (koefisien suhu positif) di dalam LM35, termistor yang merasakan perubahan panas. Prinsip kerja PTC ini adalah resistansi meningkat seiring dengan kenaikan suhu. Semakin tinggi resistansi, semakin tinggi tegangan output.

Kelebihan sensor LM35

1. Kisaran suhu yang luas dari -55 hingga +150 °C
2. Pemanasan sendiri rendah, 0,08 °C
3. Operasi pada tegangan dari 4 hingga 30 V
4. sirkuit tidak rumit
5. Tidak diperlukan pengkondisian sinyal

Kekurangan sensor LM35

Membutuhkan sumber tegangan untuk operasi

Pendeteksian suhu dengan LM35

Sensor ini dapat mendeteksi suhu dari 0 sampai 100 derajat Celcius dengan karakteristik 10 mV pada output setara dengan 1 derajat Celcius. Ketika tegangan output 300mV, suhunya 30 derajat Celcius, dan ketika tegangan output 230mV, suhunya 23 derajat Celcius.

Misalnya percobaan dengan sumber tegangan 5 VDC dan sensor suhu LM35. Tujuan penggunaan AVO digital adalah agar tegangan keluaran pada sensor lebih mudah terbaca.

Dalam percobaan, ujung kaki kiri (+5VDC) dihubungkan ke terminal positif dengan kabel merah catu daya, dan kaki tengah terhubung ke terminal positif dengan kabel merah AVO meter (yaitu tegangan output dari sensor), yaitu Hubungkan kaki kanan ke ground. Yaitu, pin dan klip hitam AVO dan power.

• 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 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

• Transistor

Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

    Transistor Bipolar adalah salah satu jenis transistor yang terbentuk dari 2 dioda sehingga memiliki polaritas atau sisi positif dan sisi negatif. Biasanya transistor Bipolar atau disebut dengan BJT (Basis Junction Transistor) memiliki 2 jenis, diantaranya yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Transistor ini memiliki 3 polaritas yang biasa disebut B (Basis), E (Emiter), C (Collector). Basis berfungsi sebagai base atau tempat berkumpulnya kumpulan aliran arus yang masuk ke transistor, Emiter dan Collector sebagai aliran arus masuk dan keluar.

Lambang Transistor BJT

Sudah jelas seperti gambar di atas bahwa transistor PNP memiliki simbol yang arah panahnya masuk dan sebaliknya untuk NPN arah panah dari emiter mengarah keluar.

Bentuk aliran arus pada sebuah transistor dapat dirumuskan dengan hukum KCL ( Kirchoff Current Law) Atau hukum Kirchoff I, yang dirumuskan sebagai berikut.

Ie = Ic + Ib  

Keterangan : 
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector
Ib = Arus Basis

Pada Transistor BJT nilai arus Ib relatif sangat kecil terhadap Ic, maka Ib ini dapat diabaikan. Sehingga persamaan diatas bisa berubah menjadi

Ie = Ic

Keterangan :
Ie = Arus Emitter
Ic = Arus Collector

Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V

Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.

Gelombang input dan output transistor

Jenis-jenis transistsor yang digunakan

    1. Fixed Bias

Fixed bias pada transistor BJT adalah metode yang sangat sederhana di mana tegangan basis transistor ditetapkan oleh sumber tegangan eksternal melalui sebuah resistor basis (RB). Konfigurasi dasar rangkaian ini melibatkan tegangan suplai (VCC), resistor kolektor (RC), dan resistor basis yang terhubung ke sumber tegangan bias (VBB). Kelebihan dari metode ini adalah kesederhanaannya, namun kelemahannya adalah stabilitas yang rendah. Fixed bias sangat sensitif terhadap variasi parameter transistor seperti β (gain) dan perubahan suhu, sehingga titik kerja transistor dapat mudah bergeser.

Gambar Rangkaian Fixed Bias

Rumus Untuk Rangkaian Fixed Bias

    2. Self Bias

Self bias meningkatkan stabilitas dengan menambahkan resistor emitor (RE) yang memberikan umpan balik negatif. Dalam konfigurasi self bias, tegangan basis diatur melalui resistor basis (RB) dan tegangan pada emitor yang dikendalikan oleh arus emitor (IE) yang mengalir melalui RE. Ini membantu menstabilkan arus kolektor (IC) karena perubahan dalam arus kolektor akan mempengaruhi tegangan emitor dan, pada gilirannya, menyesuaikan tegangan basis-emitor (VBE). Metode ini menawarkan stabilitas yang lebih baik dibandingkan fixed bias, tetapi masih relatif sederhana.

Gambar Rangkaian Self Bias

Rumus untuk Rangkaian Self Bias

• Emitter Bias 

Emitter bias menggabungkan pembagi tegangan untuk basis dan resistor emitor untuk mencapai stabilitas yang lebih tinggi. Konfigurasi ini melibatkan dua resistor pembagi tegangan (RB1 dan RB2) yang menetapkan tegangan basis, serta resistor emitor (RE) yang menyediakan umpan balik negatif. Pembagi tegangan memastikan tegangan basis tetap stabil meskipun ada perubahan dalam tegangan suplai atau parameter transistor. Sementara itu, resistor emitor menambah stabilitas termal dengan mengurangi efek perubahan suhu pada arus kolektor. Emitter bias adalah metode yang sangat stabil dan cocok untuk aplikasi yang memerlukan titik kerja yang sangat stabil.

Gambar Rangkaian Emitter Bias

Rumus untuk Rangkaian Emitter Bias

• Sevent Segment

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk  dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.

Tabel Pengaktifan Seven Segment Display

7-Segment Display adalah komponen penampil angka (0–9) yang tersusun dari 7 buah LED (Light Emitting Diode) berbentuk huruf “8”.
Setiap LED disebut segmen, diberi nama a, b, c, d, e, f, g, dan dapat dinyalakan secara kombinasi untuk menampilkan angka tertentu.

Pada 7-segment Common Cathode, setiap LED menyala jika:

• Katoda dihubungkan ke GND (0V)
• Anoda segmen diberi logika HIGH (+5V)

Misalnya, untuk menyalakan segmen “a”, cukup beri logika 1 ke pin “a”.

Counter digital (IC 4026, 74LS90 + 74LS47)

Display penghitung langkah atau waktu

  Sistem kontrol penyiram tanaman otomatis (seperti milikmu)

→ IC 4026 menghitung jumlah penyiraman dan menampilkannya pada 7-segment Common Cathode.

Teori dasar mengenai IC Decoder BCD ke 7-Segmen adalah tentang bagaimana sirkuit terintegrasi ini menjembatani kesenjangan antara logika biner komputer dengan tampilan desimal yang dapat dibaca manusia.

Berikut adalah ringkasan teori dasarnya dalam Bahasa Indonesia:

Teori Dasar IC Decoder BCD ke 7-Segmen

IC decoder BCD (Binary-Coded Decimal) ke 7-segmen adalah komponen kunci dalam elektronika digital yang berfungsi untuk menerjemahkan input kode biner 4-bit menjadi output yang sesuai untuk menyalakan segmen-segmen pada layar 7-segmen, sehingga membentuk angka desimal (0-9).

1. Konsep BCD:

• BCD adalah sistem pengkodean di mana setiap digit desimal (0-9) direpresentasikan menggunakan empat digit biner.
• Misalnya, angka desimal 5 dalam BCD adalah 0101, dan angka 9 adalah 1001.

2. Fungsi Decoder:

• Tugas utama IC decoder adalah mengambil input BCD ini melalui empat pin masukan (biasanya diberi label A, B, C, D) dan mengaktifkan output yang benar.
• Ada tujuh pin keluaran (biasanya diberi label a, b, c, d, e, f, g), masing-masing sesuai dengan satu segmen fisik pada layar.

3. Jenis Tampilan (Common Anode vs. Common Cathode):

Teori penting lainnya adalah kompatibilitas IC dengan jenis layar yang berbeda:

• Common Cathode (Katoda Bersama): Semua katoda (pin negatif) dari LED dihubungkan menjadi satu pin umum yang terhubung ke ground (0V). Untuk menyalakan segmen, IC harus memberikan output HIGH (logika 1 atau tegangan positif).
  • Contoh IC: 74LS48 atau CD4511.
• Common Anode (Anoda Bersama): Semua anoda (pin positif) dari LED dihubungkan menjadi satu pin umum yang terhubung ke VCC (tegangan positif). Untuk menyalakan segmen, IC harus memberikan output LOW (logika 0 atau ground).
  • Contoh IC: 74LS47.

4. Rangkaian Internal (Gerbang Logika):

Di dalam IC decoder ini terdapat matriks kompleks dari gerbang logika (AND, OR, NOT) yang dirancang secara spesifik. Gerbang-gerbang ini memastikan bahwa untuk setiap kombinasi input BCD yang valid, hanya segmen yang diperlukan untuk membentuk angka desimal yang menyala.

Singkatnya: IC ini bertindak sebagai penerjemah otomatis, mengubah "bahasa" biner menjadi tampilan angka yang dapat kita lihat dengan mudah, tanpa perlu rangkaian gerbang logika yang rumit secara manual

Gerbang OR (OR Gate)

Gerbang OR memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran (Output) 1 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.

Simbol yang menandakan Operasi Logika OR adalah tanda Plus (“+”). Contohnya : Z = X + Y.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang OR (OR Gate)

5. Percobaan [Kembali]

(Bagian ini disediakan untuk dokumentasi langkah-langkah praktikum, data pengamatan, dan hasil simulasi rangkaian kontrol fermentasi yang telah dilakukan).