Modul 3: Sensor & Aktuator - IoT Learning Platform

1. Pengertian Sensor & Aktuator

Sensor adalah perangkat yang mendeteksi dan merespon perubahan dalam lingkungan fisik, seperti suhu, cahaya, gerakan, atau tekanan. Sensor mengubah besaran fisik menjadi sinyal listrik yang dapat diukur dan diinterpretasi.

Aktuator adalah perangkat yang mengubah sinyal listrik menjadi aksi fisik, seperti menggerakkan motor, menyalakan lampu, atau membuka katup. Aktuator bertindak sebagai "otot" dalam sistem IoT.

🌡️

Input Devices

Sensor

Mendeteksi perubahan lingkungan dan mengubahnya menjadi sinyal listrik

Mengumpulkan data dari lingkungan
Analog atau digital output
Berbagai jenis berdasarkan parameter

⚡

Output Devices

Aktuator

Menerima sinyal listrik dan menghasilkan aksi fisik

Menghasilkan gerakan atau aksi
Diontrol oleh mikrokontroler
Berbagai jenis berdasarkan fungsi

Prinsip Kerja Sensor

Alur Kerja Sistem Sensor-Aktuator

🌡️

Sensor

→

💻

Mikrokontroler

→

⚡

Aktuator

2. Sensor Suhu & Kelembaban

🌡️

DHT11

Sensor Suhu & Kelembaban

Sensor digital yang mengukur suhu dan kelembaban dengan akurasi dasar. Cocok untuk aplikasi yang tidak membutuhkan presisi tinggi.

Spesifikasi:

Suhu: 0-50°C (±2°C)
Kelembaban: 20-90% (±5%)
Interface: Digital
Voltage: 3-5.5V
Harga: Murah

Contoh Kode Arduino:

Arduino - DHT11

                                #include <DHT.h>

                                #define DHTPIN 2

                                #define DHTTYPE DHT11

                                DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

                                void setup() {

                                  Serial.begin(9600);

                                  dht.begin();

                                }

                                void loop() {

                                  float temp = dht.readTemperature();

                                  float hum = dht.readHumidity();

                                  Serial.print("Suhu: ");

                                  Serial.print(temp);

                                  Serial.print("°C, Kelembaban: ");

                                  Serial.print(hum);

                                  Serial.println("%");

                                  delay(2000);

                                }

💧

DHT22

Sensor Presisi Tinggi

Versi yang lebih akurat dari DHT11 dengan range pengukuran yang lebih luas dan akurasi yang lebih baik.

Spesifikasi:

Suhu: -40 to 80°C (±0.5°C)
Kelembaban: 0-100% (±2%)
Interface: Digital
Voltage: 3-6V
Harga: Sedang

Aplikasi:

Weather stations
HVAC systems
Greenhouse monitoring
Food storage

3. Sensor Gerak & Proximity

🚶

PIR Sensor

Passive Infrared Sensor

Mendeteksi gerakan manusia atau hewan dengan mendeteksi perubahan radiasi inframerah.

Spesifikasi:

Detection Range: hingga 7 meter
Detection Angle: 120°
Output: Digital (HIGH/LOW)
Voltage: 3.3-5V
Response Time: <2 detik

Contoh Implementasi:

Arduino - PIR Sensor

                                int pirPin = 2;

                                int ledPin = 13;

                                void setup() {

                                  pinMode(pirPin, INPUT);

                                  pinMode(ledPin, OUTPUT);

                                  Serial.begin(9600);

                                }

                                void loop() {

                                  int motion = digitalRead(pirPin);

                                  if (motion == HIGH) {

                                    digitalWrite(ledPin, HIGH);

                                    Serial.println("Gerakan terdeteksi!");

                                  } else {

                                    digitalWrite(ledPin, LOW);

                                  }

                                  delay(500);

                                }

📏

Ultrasonic HC-SR04

Sensor Jarak

Mengukur jarak menggunakan gelombang ultrasonik. Cocok untuk obstacle avoidance dan pengukuran level.

Spesifikasi:

Range: 2cm - 4m
Accuracy: ±3mm
Interface: Digital
Voltage: 5V
Operating Current: 15mA

Prinsip Kerja:

Mengirim pulse ultrasonik
Mengukur waktu echo
Hitung jarak: jarak = (waktu × kecepatan suara) / 2

4. Sensor Cahaya & Gas

💡

LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor Cahaya

Resistor yang nilai hambatannya berubah berdasarkan intensitas cahaya. Semakin terang cahaya, semakin kecil hambatan.

Spesifikasi:

Resistance Range: 1kΩ (terang) - 10MΩ (gelap)
Response Time: 100ms
Interface: Analog
Voltage: 3.3-5V
Harga: Sangat Murah

Aplikasi:

Automatic lighting
Photography light meters
Security systems
Weather stations

⚠️

MQ-2 Gas Sensor

Sensor Gas Combustible

Mendeteksi berbagai gas combustible seperti LPG, propane, methane, alcohol, dan asap.

Spesifikasi:

Detection: LPG, Propane, Methane
Range: 200-10000 ppm
Interface: Analog/Digital
Heater Voltage: 5V
Preheat Time: 24 jam (stabil)

Keamanan:

Butuh pemanasan awal
Kalibrasi diperlukan
Lifetime terbatas
Sensitif terhadap suhu & kelembaban

5. Jenis-jenis Aktuator

🔌

Relay

Switch elektromekanis untuk mengontrol perangkat AC/DC daya tinggi

Voltage: 5V, 12V, 24V
Current: hingga 10A
Aplikasi: Lampu, motor, heater

⚙️

Servo Motor

Motor dengan kontrol posisi yang presisi

Rotation: 0-180°
Control: PWM signal
Aplikasi: Robotics, camera pan

🌀

DC Motor

Motor untuk aplikasi yang membutuhkan rotasi kontinu

Control: PWM untuk speed
Driver: H-Bridge required
Aplikasi: Wheels, fans

💡

LED & Display

Output visual untuk status dan informasi

Types: LED, OLED, LCD
Control: Digital/PWM
Aplikasi: Indicators, screens

Contoh Kontrol Relay dengan Arduino

Arduino - Relay Control

                        int relayPin = 7;

                        int buttonPin = 2;

                        void setup() {

                          pinMode(relayPin, OUTPUT);

                          pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);

                        }

                        void loop() {

                          int buttonState = digitalRead(buttonPin);

                          if (buttonState == LOW) {

                            digitalWrite(relayPin, HIGH);  // Turn ON

                          } else {

                            digitalWrite(relayPin, LOW);   // Turn OFF

                          }

                          delay(100);

                        }

6. Interface dengan Mikrokontroler

Koneksi Pin dan Wiring

Diagram Koneksi DHT11 dengan Arduino Uno

🌡️

DHT11 Sensor

VCC → 5V

GND → GND

DATA → Pin 2

⇄

🟦

Arduino Uno

5V → VCC

GND → GND

Pin 2 → DATA

Tips Interface yang Baik

Power Supply

Gunakan voltage yang sesuai
Perhatikan current requirement
Gunakan capacitor decoupling
Hindari noise power supply

Signal Quality

Gunakan pull-up/pull-down resistors
Perhatikan panjang kabel
Shielding untuk sinyal analog
Grounding yang proper

Communication

Pilih protocol yang sesuai
Perhatikan baud rate
Error handling yang robust
Timeout management

7. Lab Virtual Sensor

Simulator Sensor DHT11

Parameter Lingkungan

Suhu (°C): 25°C

Kelembaban (%): 60%

Kontrol Sensor

Output Sensor

--

Sensor siap

Data Logging

Sensor Data Log

[00:00:00] Sistem dimulai

8. Kuis Pemahaman Sensor & Aktuator

1. Sensor mana yang paling tepat untuk mendeteksi gerakan manusia?

A. DHT11
B. PIR Sensor
C. LDR
D. MQ-2

2. Apa fungsi utama dari aktuator dalam sistem IoT?

A. Mengumpulkan data dari lingkungan
B. Memproses data sensor
C. Menghasilkan aksi fisik
D. Menyimpan data ke cloud

3. Manakah dari berikut ini yang merupakan sensor analog?

A. PIR Sensor
B. DHT11
C. LDR
D. Ultrasonic HC-SR04

4. Berapa range pengukuran suhu untuk sensor DHT11?

A. -40°C to 80°C
B. 0°C to 50°C
C. -10°C to 60°C
D. 10°C to 40°C