PROJEK MINI :Plants Watering Watcher (Water Detector)

KURSUS DAN KOD KURSUS:

ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK (VET 3063)

SEMESTER 2 (SESI 2012/2013)

NAMA AHLI KUMPULAN NO. MATRIK

NORDALILA BT ABDULLAH D20091034928

NOR FAZURA BT SAPARI D20091034929

NURUL ASHIKIN BT ABD RAHMAN D20091034935

NUR RASYIDAH BT AB WAHAB D20091034960

PENSYARAH

PUAN NURUL NAZIRAH BT MOHD IMAM MA’AROF

UNIT MUKA SURAT

1.0 PENGENALAN 1

2.0 OBJEKTIF 2

3.0 BAHAN DAN KOMPONEN

4.0 PERALATAN

5.0 KOS PROJEK

6.0 LITAR SKEMATIK DAN LITAR SAMBUNGAN PAPAN JALUR

2

7

9

7.0 LANGKAH KERJA

8.0 GAMBAR PROJEK

9

10

9.0 PERBINCANGAN 17

10.0 KESIMPULAN 18

RUJUKAN 20

2

1.0 PENDAHULUAN

Untuk subjek Elektrik dan Elektronik, kami diminta untuk membuat satu projek mini. Setelah

membuat perbincangan antara ahli kumpulan, kami bersetuju untuk membuat Plants Watering

Watcher (Water Detecter) sebagai mini projek kumpulan kami. Alat ini menggunakan water

sensor detecter. Water sensor detector ini digunakan untuk mengesan ketiadaan air.

Plants Watering Watcher boleh digunakan dalam bidang pertanian terutamanya tanaman

hiasan. Plants Watering Watcher digunakan untuk mengesan kandungan air dalam tanah.

Sekiranya tanah tersebut telah kering, Water detecter tidak dapat mengesan kehadiran air maka

lampu LED yang berwarna hijau pada alat ini akan mengeluarkan cahaya. Hal ini adalah kerana

apabila tanah adalah sangat kering, cahaya LED menjadi terang kerana rintangan tanah adalah

sangat tinggi. Namun, apabila tanah telah disiram beberapa hari sebelum ini tetapi berlaku

pengeringan, LED mengeluarkan cahaya yang samar-samar. Justeru itu, pengguna dapat

mengetahui masa yang sepatutnya untuk menyiram tanaman mereka. LED akan mati apabila

tanah tersebut disiram (lembap). Perlu diingatkan bahawa tanah yang berbeza mempunyai

ketahanan (rintangan) yang berbeza. Selain itu alat ini juga sesuai untuk diaplikasikan pada

tangki air.

Alat ini dibina dengan menggunakan bahan utama iaitu papan litar tercetak, geganti

(relay), diod, LED, transistor, pemuat seramik, litar pemasa 555, perintang, batery snap dan

wayar. Papan litar tercetak (PCB) ialah suatu komponen penting dalam dunia elektronik hari ini.

PCB berfungsi untuk menyambung dan menyokong komponen elektronik secara elektrik.

Komponen elektronik dipasang padanya mengikut reka bentuk yang telah dihasilkan oleh pereka

bentuk papan litar tercetak. Sambungan kuprum yang direka bentuk akan menyambungkan

kesemua komponen elektronik bagi menghasilkan satu sistem elektronik yang dipanggil

pemasangan papan litar tercetak (PCBA). Papan litar asas mengandungi dua lapisan utama iaitu

lapisan penebat (dielektrik) dan lapisan pengalir. Biasanya bahan penebat yang digunakan ialah

gentian kaca yang lebih dikenali dengan kod FR4. Manakala bahan pengalir utama ialah kuprum.

Geganti ialah suis yang dibuka dan ditutup secara elektrik dengan mengaplikasikan

magnet buatan. Ia mempunyai pin NO (normally open, asalnya terbuka) dan NC (normally close,

1

asalnya tertutup). Pin NO akan mengalirkan arus elektrik manakala Pin NC akan memutuskan

litar jika geganti menerima arus.

2.0 OBJEKTIF

Projek mini ini dihasilkan bertujuan untuk:

a) mengaplikasikan ilmu yang telah dipelajari berkaitan elektrik dan elektronik.

b) mereka cipta alat elektronik yang dapat digunakan dalam kehidupan seharian.

c) menilai keberkesanan alat yang di reka cipta.

d) mengaplikasikan alat yang direka dalam kehidupan seharian.

3.0 BAHAN & KOMPONEN

Bahan Fungsi

Papan litar bercetak

Alat ini digunakan untuk menyambung dan

menyokong komponen elektronik secara elektrik.

Alat pateri Alat pemateri digunakan untuk meleburkan

timah pateri.

Alat ini diletakkan pada pemegang khas yang

disertakan dengan sejenis span apabila

digunakan.

Digunakan pada suhu 250ºC

Timah pateri Timah pateri ialah satu aloi yang terdiri daripada

2

campuran timah dan plumbum pada kadar 60:40

(iaitu 60% timah dan 40% plumbum).

Apabila melebur, timah pateri bertukar menjadi

cecair yang kemudiannya melekatkan bahagian-

bahagian logam yang hendak dicantum.

Penyedut timah pateri Menyedut timah pateri yang hendak ditanggalkan

daripada bod litar setelah lebur (digunakan

serentak dengan alat pemateri)

Pemotong sisi.

Memotong dawai elektrik dan kaki komponen

Penjalur wayar Menanggalkan penebat dawai elektrik

3

Kertas pasir Untuk menanggalkan kesan marker pen yang

digunakan untuk melindungi jalur kuprum

sebagai pembekal arus.

Air panas Digunakan untuk membuat larutan Ferric

chloride anhydrous untuk menanggalkan lapisan

kuprum.

Ferric chloride anhydrous

Untuk menanggalkan lapisan kuprum yang tidak

ingin digunakan.

Marker pen PCB Untuk melindungi lakaran sebagai pembekal

arus semasa proses etching dilakukan.

Komponen Fungsi

4

IC 555 dan tapak Boleh digunakan untuk menyediakan kelewatan

masa, sebagai pengayun dan sebagai elemen flip-

flop.

Geganti (Relay) Geganti ialah suis yang dibuka dan ditutup secara

elektrik dengan mengaplikasikan magnet buatan.

Wayar penyambung [jumper]

Digunakan untuk menyambung daripada papan

litar bercetak ke water sensor

Perintang 10 kΩ, Perintang

390Ω, Perintang 47kΩ Kegunaan utamanya ialah menghadkan aliran

arus dalam litar kerana adanya rintangan.

Perintang juga digunakan sebagai pembahagi

voltan.

Komponen ini melesapkan tenaga elektrik

dalam bentuk haba.

5

Transistor Transistor adalah peranti semikonduktor yang

digunakan untuk menguatkan dan menukar isyarat

elektronik dan kuasa elektrik

Pemuat seramik 104 uF Pemuat jenis ini menyediakan kemuatan yang

rendah.

Ia juga digunakan dalam litar frekuensi yang

tinggi untuk perubahan suhu yang luas.

Diod pemancar cahaya (LED) Diod pemancar cahaya (LED) adalah satu jenis diod yang dapat memancarkan cahaya apabila mendapat punca voltan positif pada anod dan negatif pada katod.

LED membenarkan arus elektrik mengalir sehala.

LED biasa digunakan sebagai penunjuk. LED beroperasi pada voltan rendah (sekitar

1.5V). Perintang perlu disambung secara siri kepadanya

untuk mengelakkan arus berlebihan mengalir melaluinya

Baterry snap Untuk menyambungkan bateri kepada litar lengkap

4.0 PERALATAN

6

Peralatan Fungsi

Multimeter Digunakan untuk mengetahui kewujudan arus

Juga di gunakan untuk mengetahui kaki pada komponen elektronik.

Dapat di gunakan untuk mengenal pasti kerosakan komponen dan sambungan pada litar.

Superdrill Digunakan untuk menebuk lubang kaki komponen

pada papan litar bercetak

Holder Memegang papan litar bercetak ketika proses

pematerian

Wire stripper Ia digunakan bagi membuang bahagian penebat

pada bahagian luar wayar

Playar muncung tirus Playar muncung tirus digunakan membentuk kaki

komponen sebelum di susun atas papan.

7

memotong dawai elektrik

Bateri 9v Digunakan untuk mengalirkan arus pada papan

litar .

Dapat menyalakan LED sekiranya litar lengkap.

Gergaji lengkung halus Digunakan untuk memotong papan jalur bercetak

Glove Digunakan semasa proses etching kerana

menggunakan bahan kimia yang kuat.

5.0 KOS PROJEK

8

Komponen Harga Seunit (RM)/Pcs Harga(RM)

Papan litar tercetak 5.00/1 5.00

Relay 5.00/1 5.00

IC 555 3.00/1 3.00

LED 0.30/1 0.30

Transistor 0.50/1 0.50

Pemuat elektronik 0.30/1 0.30

Perintang 0.50/3 1.50

Battery snap 0.30/1 0.30

Wayar 0.60/semeter 0.60

Base 0.50/1 0.50

Bekas 3.70/1 3.70

Jumlah: RM20.70

6.0 GAMBAR RAJAH LITAR

9

Rajah 5.1: Litar Skematik Water Detector Relay

7.0 LANGKAH KERJA

1. Pemotongan PCB

a) PCB diukur mengikut kesesuaian saiz yang ingin digunakan bagi proses pemasangan

komponen. Kumpulan kami telah membahagikan PCB kepada dua bahagian dan

memotongnya.

10

Rajah 5.2: Litar Bergambar Water Detector Relay

Rajah 5.3: Litar PCB Water Detector Relay

b) Kami menterjemahkan litar skematik kepada litar bergambar seperti dalam Rajah 5.2 bagi

memudahkan kerja-kerja pemasangan komponen elektronik pada PCB..

2. Uji Komponen

a) Sebelum memulakan sesuatu projek mini projek, setiap komponen harus di uji terlebih

dahulu.Ini penting kerana untuk memastikan semua komponen yang akan digunakan berada

dalam keadaan yang baik.

b) Komponen seperti perintang, LED, litar bersepadu dan pemuat seramik diuji dengan

menggunakan analog multimeter. Prob positif dan negatif multimeter disentuh pada kaki

komponen. Apabila jarum menunjukkan pesongan, ini menunjukkan komponen dapat

berfungsi dengan baik.

3. Reka litar di atas PCB

a) Untuk mereka litar di atas PCB, kami telah merujuk litar skematik yang telah dibuat untuk

mencipta reka bentuk laluan litar yang dikehendaki.

b) Kemudian, verobod telah digunakan untuk memastikan kedudukan kaki komponen yang

akan dipateri terutamanya litar bersepadu (Integrated circuit-IC) berada dalam kedudukan

yang tepat.

11

c) Laluan litar dilukis dengan menggunakan pensel di atas PCB. Proses mereka litar ini harus

dilakukan dengan teliti untuk mengelakkan sebarang kesalahan berlaku.

d) Saiz sebenar sesuatu komponen perlu diberi perhatian semasa melukis di atas PCB.

e) Setiap lubang untuk setiap kaki komponen juga dilakar.

f) Kedudukan juga dilabel dengan huruf untuk mengelak kesilapan semasa memasang

komponen.

4. Menyurih litar di atas PCB dengan menggunakan PCB marker

a) Dalam projek ini, teknik penyurihan dilakukan dengan menggunakan PCB marker.

12

Rajah 6.3: Litar bergambar water detector relay pada PCB

Rajah 6.2: Verobod yang digunakan

b) Surihan dilakukan ke atas laluan litar yang telah dilukis dengan menggunakan pensel tadi. Ini

memudahkan lagi proses menyurih menggunakan PCB marker dilakukan.

c) Kami memastikan PCB marker mempunyai dakwat yang cukup dan terang. Ini untuk

mengelakkan laluan litar yang dibuat tidak pudar semasa proses asid Etching.

5. Proses Etching

13

Rajah 6.4: Menyurih litar pada PCB

Rajah 6.5: PCB selepas disurih menggunakan PCB marker

a) PCB yang telah siap dilukis dengan menggunakan PCB Marker, perlulah melalui proses

Etching . Proses Etching dilakukan untuk menyingkirkan lapisan kuprum (copper layer) yang

tidak diperlukan pada PCB dengan menggunakan etchant liquid.

b) Bahan kimia Ferric Chloride (FeCl3) digunakan untuk menghasilkan etchant liquid yang

bersifat menghakis. Dalam mengendalikan proses ini, perlulah dilakukan dengan berhati-hati

bahan kimia ini.

c) Larutan ini akan menghakis lapisan kuprum di atas PCB yang tidak dilindungi oleh cetakan

litar yang terhasil melalui proses developer.

d) Jangka masa proses ini bergantung kepada kepekatan larutan, suhu larutan dan saiz PCB yang

dihasilkan.

e) Langkah bagi melakukan proses Etching adalah seperti berikut:

i. Cara untuk mencairkan asid ini kami mencampurkan air panas kepadanya untuk bertindak

balas kimia di dalam air panas tersebut. Campuran ini tidak boleh terlalu pekat kerana ia

akan melunturkan Maker-Ink yang dilukis pada PCB dan seterusnya akan merosakkan litar

yang diingini. Campuran ini juga tidak boleh terlalu cair kerana ia akan mengambil masa

14

Rajah 6.6: Proses etching

yang panjang untuk proses Etching ini. Campuran ini haruslah bernisbah 4:1 dimana

bahagian 4 adalah air panas dan satu bahagian lagi adalah serbuk asid.

ii. Proses Etching ini seharusnya dilakukan di dalam bekas terpakai. Bekas plastik adalah

bekas yang paling biasa digunakan di dalam proses Etching ini. Proses ini seharusnya

dilakukan di kawasan yang mempunyai sinaran cahaya matahari yang panas kerana ia

boleh mempercepatkan proses Etching ini.

iii. Selepas itu kami masukkan PCB ke dalam larutan asid tersebut .Semasa merendamkan

PCB ke dalam campuran ini, bekas plastik tersebut perlulah digoncangkan bersama PCB

dan larutan asid supaya kuprum yang tidak dikehendaki tertanggal.

iv. Semasa proses eching, perlu diberi perhatian terhadap PCB sekiranya terdapat PCB marker

yang tertanggal perlu di bilas dengan air, keringkan dan lukis semula dibahagian yang

tertanggal PCB marker. Ini bertujuan bagi mengelakkan ketiadaan arus pada track yang

telah dibina.

v. Sekiranya PCB marker tidak tertanggal dan berpuas hati dengan PCB yang telah

direndam, ambil PCB tersebut dan PCB itu hendaklah dibilas dengan air bersih supaya

kekotoran yang terlekat pada PCB semasa proses Etching itu tertanggal.

vi. Setelah proses Etching selesai, kesan PCB marker yang terdapat pada PCB akan hilang

dengan menggunakan kertas pasir. Kertas pasir perlulah digosok pada garisan-garisan yang

telah dilukis sehingga kesan hitam PCB marker hilang.

15

Rajah 6.6: Proses menghilangkan kesan marker

vii. Akhir sekali, kami bilas dengan air bersih sekali lagi dan keringkannya untuk proses

selanjutnya iaitu proses Drilling.

6. Uji Litar

a) Setelah selesai proses Etching, proses uji litar perlu dilakukan ke atas laluan yang dibuat

untuk mengetahui kehadiran arus elektrik. Laluan yang terputus-putus menyebabkan

ketiadaan arus elektrik dan perlu dibaiki dengan menambahkan timah di atas laluan atau

memasang wayar penyambung di atas laluan yang dibuat bagi membolehkan kesinambungan

arus elektrik bagi semua laluan.

b) Ujian dilakukan dengan menggunakan digital multimeter (Ohm).

c) Bunyi ‘bip’ menandakan arus mengalir.

7. Susun dan Pateri Komponen

a) Litar bersepadu di susun dan dimasukkan setiap kaki komponen tersebut dengan berhati-hati.

b) Perintang, LED, relay, pemuat seramik dan pemuat elektrolit dan pemegang bateri juga

disusun mengikut kedudukan yang telah dirancang.

c) Proses pematerian dijalanakan dengan teliti dan sempurna.

16

Rajah 6.8 : Proses Pengujian Kehadiran arus elektrik

8. Uji Litar

a) Setelah selesai memateri ke semua komponen di dalam litar.

b) Semua komponen yang telah dipateri diuji kelancaran arus yang mengalir. Ujian dilakukan

dengan menggunakan digital multimeter(Ohm). Litar pintas dipastikan tidak berlaku di dalam

litar.

c) Bunyi ‘bip’ menandakan arus mengalir dan sambungan diantara komponen betul.

8.0 GAMBAR PROJEK

17

Rajah 7.1: Plants Watering Watcher

Rajah 7.2: Pandangan Belakang

Rajah7.3: Pandangan Hadapan

9.0 PERBINCANGAN

Kelebihan alat ini adalah boleh mengesan sekiranya ketiadaan air. Alat ini akan mengeluarkan

cahaya sekiranya air telah kering. Manakala kelemahan alat ini tidak mengeluarkan sebarang

bunyi menyebabkan pengguna kurang peka sekiranya air telah kering. Alat ini juga terdedah

kepada persekitaran tanpa dilindungi oleh sebarang pelindung. Oleh sebab itu, penambahbaikan

yang boleh dilakukan ialah dengan meletakkan alat yang boleh menghasilkan bunyi seperti

speaker dan buzzer supaya pengguna lebih peka. Seterusnya alat elektronik ini perlu ditempatkan

18

di dalam bekas jernih yang tertutup bagi melindunginya daripada sebarang kerosakan seperti

faktor cuaca dan haiwan perosak. Inisiatif lain pula adalah dengan menggantikan bateri dengan

tenaga solar bagi menjimatkan tenaga tersebut dengan menggantikan dengan tenaga semula jadi

yang lebih menjimatkan serta bersifat mesra alam.

Langkah berjaga-jaga yang perlu diambil semasa melakukan mini projek ini ialah,

memastikan lapisan marker semasa proses etching tidak tertanggal supaya arus tidak akan

terputus. faktor-faktor berikut haruslah diatasi bagi memastikan litar berfungsi dengan baik.

Sebelum memulakan pemasangan komponen pada litar, pastikan komponen-komponen tersebut

berfungsi dengan baik dan tidak mengalami sebarang kerosakan. Seterusnya, potong kaki-kaki

komponen dengan berhati-hati dan cermat bagi memastikan tiada kaki komponen yang

bersentuhan antara satu sama lain.

Selain itu, komponen-komponen yang berkutub seperti batery snap dan LED

disambungkan mengikut kutubnya. Kaki positif mestilah disambungkan ke punca voltan positif

dan kaki negatif kepada punca voltan negatif. Semasa melakukan proses etching hendaklah

memakai glove kerana menggunakan bahan kimia yang kuat. Pemasangan semua komponen

hendaklah dilakukan dengan betul dan memastikan semua kaki komponen dipateri dengan

kemas. Langkah berjaga-jaga ini perlu supaya litar yang dihasilkan akan berfungsi.

10.0 KESIMPULAN

Mini projek ini dijalankan bertujuan untuk memberi peluang kepada kami supaya

mengaplikasikan apa yang telah dipelajari dengan mereka cipta mini projek yang dapat berfungsi

dengan baik. Kami juga dapat melakukan proses penterjemahan litar skematik mini projek yang

direka kepada litar bergambar. Mini projek yang direka cipta dapat digunakan di dalam bidang

pertanian iaitu mengesan ketiadaan air sekiranya lampu LED menyala. Oleh itu, objektif mini

projek kami tercapai.

19

RUJUKAN

Transistor (2013). Diperolehi pada 10 Mei 2013 daripada http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor

Geganti (2013). Diperolehi pada 14 Mei 2013 daripada http://ms.wikipedia.org/wiki/Geganti.

Kamaros Zaman et.al (2009). KHB (Kemahiran Teknikal). Kuala Lumpur, Pelangi Publishing

Group Bhd

Papan litar tercetak (2013). Diperolehi pada 14 Mei 2013 daripada

http://ms.wikipedia.org/wiki/Papan_litar_tercetak

Syed Adnan . Jenis-Jenis Pemuat. Diperolehi pada 22 April, 2013 daripada http://habib-

adnan.blogspot.com/p/jenis-jenis-pemuat.html

20