RANGKAIAN SIMULASI DAN PRINSIP KERJA

1. Modul Deteksi Lingkungan (Siang/Malam) dan Pengaturan Waktu

Modul ini menetapkan batasan kapan sistem boleh beroperasi.

A. Sensor Cahaya dan Komparator (U2:A - LM358)

Sensor Cahaya (LDR), bersama dengan resistor dan potensio (RV2), membentuk pembagi tegangan. Tegangan output LDR (Vin) dibandingkan dengan tegangan referensi tetap (Vref) menggunakan Op-Amp sebagai Komparator (LM358).

• Siang Hari: Cahaya terang menyebabkan resistansi LDR rendah, menghasilkan Vin > Vref. Output komparator U2:A menjadi Logika Tinggi (HIGH).
• Malam Hari: Cahaya gelap menyebabkan resistansi LDR tinggi, menghasilkan Vin < Vref. Output komparator U2:A menjadi Logika Rendah (LOW).

B. Pengaruh Logika Malam Hari

Sinyal Logika Rendah (Malam Hari) memiliki dua peran penting:

1. Menonaktifkan Pengisian Tangki: Sinyal ini disalurkan ke Gerbang Logika yang mengontrol Pompa Air Sumur untuk memastikan pompa tidak hidup pada malam hari.
2. Reset Counter: Sinyal Malam Hari (LOW) disalurkan ke Gerbang U5:A, yang kemudian ke pin MR (Master Reset/Clear) pada IC Counter (U3 - 74193). Ini memastikan bahwa setiap malam, penghitung siklus penyiraman di-reset kembali ke Angka 0 pada tampilan 7-Segment (U7), memulai siklus penghitungan dari awal untuk keesokan harinya.

2. Modul Kontrol Pengisian Tangki (Pompa Air Sumur)

Modul ini menjamin ketersediaan air di tangki hanya pada waktu yang diizinkan.

A. Kondisi Pengaktifan

Pompa Air Sumur (digambarkan dikontrol oleh transistor Q4 dan relay RL1) hanya akan aktif jika kedua kondisi berikut terpenuhi secara simultan (fungsi Gerbang AND):

1. Tangki Habis: Sensor Ketinggian Air menghasilkan Logika 1.
2. Siang Hari: Output Komparator Cahaya yang sudah diolah logikanya menunjukkan BUKAN Malam (Siang).

B. Proses Logika

• Sinyal "Tangki Habis" (Logika 1) disalurkan ke salah satu input Gerbang U1:C (NAND).
• Sinyal "Siang/Malam" dari U2:A dilewatkan melalui Inverter U4:A terlebih dahulu. Tujuannya adalah membalik logika: Logika HIGH (Siang) menjadi LOW, dan Logika LOW (Malam) menjadi HIGH.
• Output dari kedua kondisi tersebut diolah oleh gerbang logika untuk menghasilkan sinyal yang menggerakkan basis transistor Q4, yang kemudian mengaktifkan relay RL1 untuk menyalakan Pompa Air Sumur. Logika ini secara efektif memastikan bahwa pengisian hanya terjadi saat air habis DAN saat Siang Hari.

3. Modul Kontrol Penyiraman dan Batasan Siklus

Modul ini adalah inti dari kontrol irigasi, menentukan kapan penyiraman terjadi dan membatasi frekuensinya.

A. Deteksi Kekeringan Tanah

Sensor Kelembaban Tanah menghasilkan tegangan analog yang berbanding terbalik dengan kelembaban. Tegangan ini dibandingkan dengan Vref oleh Komparator U1:A (LM358).

• Tanah Kering: Kelembaban rendah menghasilkan Vin < Vref. Output komparator U1:A menjadi Logika HIGH (1).
• Sinyal Logika 1 (Tanah Kering) ini menjadi salah satu pemicu utama untuk mengaktifkan Pompa Penyiram.

B. Pengaturan Batas Siklus Penyiraman

1. Counter (U3 - 74193): IC ini berfungsi sebagai pencacah naik (Up Counter). Ia menerima sinyal clock setiap kali kondisi penyiraman terpenuhi (tanah kering, bukan malam).
2. Decoder (U6 - 7447): Mengubah data BCD dari 74193 menjadi sinyal yang sesuai untuk ditampilkan pada 7-Segment Display (U7), menunjukkan berapa kali penyiraman telah terjadi.
3. Logika Penghentian: IC 74193 akan terus menghitung selama penyiraman terjadi (misalnya 0, 1, 2). Ketika mencapai Angka 3 (ditentukan oleh output Q0 dan Q1 yang menghasilkan Logika 1 pada Gerbang U5:B), Gerbang Logika ini akan menghasilkan sinyal yang menonaktifkan (disable) Pompa Penyiram Tanaman.
4. Pompa Penyiram Tanaman (dikontrol oleh Q2 dan relay RL4) hanya aktif jika:
• Tanah Kering (Logika 1) DAN
• BUKAN Malam Hari DAN
• Counter Belum Mencapai Angka 3 (Logika Penghalang dari U5:B adalah LOW/0).