BAB II LANDASAN TEORI. Sebelum membuat sebuah alat, diperlukan landasan-landasan teori dari

BAB II LANDASAN TEORI

Sebelum membuat sebuah alat, diperlukan landasan-landasan teori dari setiap komponen yang akan dipergunakan sehingga dapat diketahui karakteristik dari alat tersebut serta prinsip dari alat yang dipergunakan sehingga menghasilkan keluaran sesuai yang diharapkan. Pada bab ini menjelaskan teori komponen yang digunakan pada rangkaian. Namun teori tersebut tidak dijelaskan secara keseluruhan, melainkan hanya sebagian kecil yang berkaitan dengan rangkaian yang dibuat. Di bawah ini merupakan penjelasan dari beberapa komponen yang dipergunakan dalam membuat “Miniatur Kontrol dan Monitoring Pengukuran volume Air Berbasis Arduino Mega ,Water Flow Sensor, Modul WiFi Esp8266 dan Web Base ”.

2.1

Aliran Fluida Dalam Pipa Aliran fluida dalam pipa dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

kecepatan alir, gesekan terhadap pipa, viskositas dan kerapatan fluida. Fluida atau cairan yang mengalir dalam pipa dengan diameter penampang yang bervariasi,

7

http://digilib.mercubuana.ac.id/

8

volume yang mengalir akan sama ditiap titik. Maka kecepatan aliran akan meningkat pada penampang yang menyempit, dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Pipa Dengan Penampang yang Bervariasi

Debit (Q) di hitung dari volume cairan (V) di bagi dengan waktunya (t), ditunjukan pada persamaan 2.1 Q = V/t ……………(2.1) Volume cairan sendiri dihitung dari luas penampang (A) dikalikan panjangnya (s) : V = A.s …………..(2.2) Persamaan 2.1 dan 2.2 di gabung menjadi : Q = A.s / t………..(2.3) Sedangkan s / t adalah kecepatan (v) , setelah di distribusikan menjadi : Q = A.v………...(2.4)


9

Gambar 2.2 Pipa Dengan Penampang Menyempit Lihat pada gambar 2.2, jumlah debit (Q) pada tiap penampang di dalam pipa selalu sama. Jika ada perbedaan penampang pipa A1 dan A2, maka akan berpengaruh pada kecepatan v1 dan v2 [4]. Q1Q2;

Q 1 = A1 . v 1 ;

Q2 = A2 . v 2 …………….(2.5)

Persamaan antar penampang yang berbeda : A1. v1 = A 2 . v 2 …………………(2.6) Berikut ini keterangan simbol huruf pada persamaan 2.1 sampai persamaan 2.6 : Q : debit fluida (m3 / jam; liter/menit) V : volume (m3; liter) t : waktu (detik; menit; jam) A : luas penampang (m2 ) s : panjang (m) v : kecepatan (m/s)


10

2.2

Teori Sistem Pengukuran Fluida Pengukuran (measurement) adalah serangkaian kegiatan yang bertujuan

menentukan nilai suatu besaran dalam bentuk angka (kuantitatif). Jadi mengukur adalah suatu proses mengaitkan angka secara empiris dan obyektif pada sifat-sifat obyek atau kejadian nyata sehingga angka yang diperoleh tersebut dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai obyek atau kejadian yang diukur. Alat ukur adalah alat untuk mengetahui harga suatu besaran atau suatu variabel. Suatu alat ukur dikatakan baik bila memenuhi syarat yaitu valid dan reliable (dipercaya). Selain dua syarat di atas, ketelitian alat ukur juga harus diperhatikan. Semakin teliti alat ukur yang digunakan, maka semakin baik kualitas alat ukur tersebut. Contoh alat ukur untuk: panjang adalah mistar; berat adalah neraca; suhu adalah thermometer; waktu adalah stop watch. Instrumen adalah alat ukur yang komplek, yang minimal terdiri atas komponen: sensor dan tranducer, pengkondisi sinyal, dan unit keluaran analog atau monitor. Contoh instrumen yang banyak di industri maupun di laboratorium antara lain: alat ukur kadar air, alat ukur gaya, dan alat ukur getaran . Penakaran adalah suatu kegiatan pembanding suatu besaran tertentu, agar diperoleh hasil yang tepat dan sesuai dengan data yang didapat. Penakaran volume air berarti proses pembandingan isi (volume) air terhadap penampung atau wadah yang digunakan. Pada umumnya sistem penakaran volume air menggunakan gelas ukur yang sudah ada garis indikasi satuan volume (centimeter cubic; milliliter; liter).


11

Gambar 2.3 Gelas Ukur 2.3

Mikrokontroler Mikrokontroler merupakan sebuah processor yang digunakan untuk

kepentingan sistem kendali. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan programmer. Beberapa fitur yang umumnya ada didalam mikrokontroler adalah sebagai berikut: 1. RAM (Random Access Memory) RAM digunakan oleh mikrokontroler untuk penyimpanan variable. Memori ini bersifat volatile yang berarti akan kehilangan semua datanya jika tidak mendapatkan catu daya.


12

2. ROM (Read Only Memory) ROM seringkali disebut sebagai kode memori karena berfungsi untuk penyimpanan program yang akan diberikan oleh user. 3. Register Merupakan tempat penyimpanan nilai-nilai yang akan digunakan dalam proses yang telah disediakan oleh mikrokontroler. 4. Special Function Register Merupakan register khusus yang berfungsi untuk mengatur jalannya mikrokontroler. Register ini terletak pada RAM. 5. Input dan Output Pin Pin input adalah bagian yang berfungsi sebagai penerima signal dari luar, pin ini dapat dihubungkan ke berbagai media input-an seperti keypad, sensor dan sebagainya. Pin output adalah bagian yang berfungsi untuk mengeluarkan signal dari hasil proses algoritma mikrokontroler. 6. Interrupt Interrupt bagian mikrokontroler yang berfungsi sebagai bagian yang dapat melakukan interupsi, sehingga ketika program utama sedang berjalan, program utama tersebut dapat diinterupsi dan menjalankan program interupsi terlebih dahulu. Beberapa interrupt pada umumnya adalah sebagai berikut : a. Interrput External Interrupt akan terjadi bila ada input-an dari pin interrupt. b. Interrupt Timer Interrupt akan terjadi bila waktu tertentu telah tercapai.


13

c. Interrupt Serial Interrupt yang akan terjadi ketika ada penerimaan data dari komunikasi serial.

2.4

Pengertian Arduino Arduino merupakan platform prototyping berbasis open source elektronik

yang mudah digunakan (fleksibel) baik dari perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunaknya (software). Arduino mempunyai input yang dapat menerima input dari berbagai sensor dan output-nya sebagai pengendali seperti lampu, buzzer, dan aktuator lainnya. Arduino board mikrokontroler dapat diprogram menggunakan bahasa pemrograman arduino. Arduino dapat bekerja mandiri atau dapat juga berkomunikasi dengan perangkat keras yang lain seperti komputer melalui perangkat lunak seperti (flash, pengolahan, maxMSP). Arduino memiliki beberapa jenis papan yang telah di sesuaikan dengan fungsi dan tugasnya masing-masing, diantaranya adalah sebagai berikut : a.

Arduino USB : (Arduino Uno, Arduino Deumilanov, dan lain-lain)

b.

Arduino Serial

c.

Arduino Mega : (Arduino Mega dan Arduino Mega2560)

d.

Arduino Lilypad : (Lilypad 00, Lilypad 01 dan lain-lain)

e.

Arduino BT

f.

Arduino Nano : (Arduino Nano3.0, Arduino Nano2.0)

2.4.1

Arduino Mega2560 Arduino Mega2560 adalah papan mikrokontroler berbasiskan

ATmega2560. Arduino Mega2560 memiliki 54 pin digital input/output,


14

dimana 15 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 16 pin sebagai input analog, dan 4 pin sebagai UART (port serial hardware), 16 MHz kristal osilator, koneksi USB, jack power, header ICSP, dan tombol reset. Ini semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler. Cukup dengan menghubungkannya ke komputer melalui kabel USB atau power dihubungkan dengan

adaptor AC-DC atau baterai untuk mulai

mengaktifkannya. Arduino Mega2560 kompatibel dengan sebagian besar shield yang dirancang untuk Arduino Duemilanove atau Arduino Diecimila. Arduino Mega2560 berbeda dari papan sebelumnya, karena versi terbaru sudah tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Tapi, menggunakan chip ATmega16U2 (ATmega8U2 pada papan Revisi 1 dan Revisi 2) yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial. Arduino Mega2560 Revisi 2 memiliki resistor penarik jalur HWB 8U2 ke Ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.

Gambar 2.4 Arduino Mega2560


15

Arduino Mega2560 Revisi 3 memiliki fitur-fitur baru berikut : a. Pertama adalah pin out : Ditambahkan pin SDA dan pin SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET, IOREF memungkinkan shield untuk beradaptasi dengan tegangan yang tersedia pada papan. Di masa depan, shield akan kompatibel baik dengan papan yang menggunakan AVR yang beroperasi dengan 5 Volt dan dengan Arduino Due yang beroperasi dengan tegangan 3.3 Volt. Dan ada dua pin yang tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan masa depan. b. Kedua adalah sirkuit RESET. c. Ketiga

adalah

Chip

ATmega16U2

menggantikan

chip

ATmega8U2.

2.4.2

Sumber Daya Arduino Mega2560 dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau

dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Untuk sumber daya eksternal (non-USB) dapat berasal baik dari adaptor AC-DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan memasukkan 2.1mm jack DC ke port listrik papan. Baterai dapat dimasukkan pada pin header Gnd dan Vin dari konektor daya. Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai 20 Volt. Namun jika tegangan kurang dari 6 Volt kemungkinan tidak stabil pada perangkat sangat besar. Jika menggunakan lebih dari 12 V regulator


16

tegangan bisa panas dan merusak papan. Rentang yang dianjurkan adalah 7 sampai 12 Volt. Pin listrik yang tersedia adalah sebagai berikut: 1. VIN. Input tegangan ke papan Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal dapat disediakan melalui pin ini, atau jika menggunakan sumber tegangan melalui colokan listrik. 2. 5 V. Pin ini merupakan output 5 V yang telah diatur oleh regulator papan Arduino. Papan dapat diaktifkan dengan daya, baik dari colokan listrik DC (7-12 V), konektor USB (5 V), atau pin VIN board (7-12 V). Jika tegangan dimasukan melalui pin 5 V atau 3.3 V secara langsung (tanpa melewati regulator) dapat merusak papan Arduino. Penulis tidak menyarankan itu. 3. Tegangan pada pin 3.3 V dihasilkan oleh regulator on-board. Menyediakan arus maksimum 50 mA. 4. GND. Pin untuk ground. 5. IOREF. Pin ini di papan Arduino memberikan tegangan referensi ketika mikrokontroler beroperasi. Sebuah shield yang dikonfigurasi dengan benar dapat membaca pin tegangan IOREF sehingga dapat memilih sumber daya yang tepat agar dapat bekerja dengan 5 V atau 3.3 V. Tabel 2.1 Data Spesifikasi Arduino Mega2560 Mikrokontroler

ATmega2560

Tegangan Operasi

5V


17

Input Voltage

7-12V (Rekomendasi)

Input Voltage

6-20V (limit)

Pin Digital I/O

54 (15 pin output PWM)

Pins Input Analog

16

Arus DC per pin I/O

40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V

50 mA 256

KB

Flash Memory

bootloader)

SRAM

8 KB

EEPROM

4 KB

Clock Speed

16 MHz

(8

KB

2.4.3 Memori Mikrokontroler ATmega2560 memiliki 256 KB flash memory untuk menyimpan kode (8 KB bootloader), 8 KB SRAM dan 4 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan library EEPROM).

2.4.4 Input dan Output Masing-masing dari 54 digital pin pada Arduino Mega dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(),


18

digitalWrite(), dan digitalRead(). Arduino Mega2560 beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (yang terputus secara default) sebesar 20-50 kOhms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus, antara lain: 1. Serial : 0 (RX) dan 1 (TX); Serial 1 : 19 (RX) dan 18 (TX); Serial 2 : 17 (RX) dan 16 (TX); Serial 3 : 15 (RX) dan 14 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data serial TTL. Pins 0 dan 1 juga terhubung ke pin chip ATmega16U2 Serial USB-to-TTL. 2. Eksternal Interupsi : Pin 2 (interrupt 0), pin 3 (interrupt 1), pin 18 (interrupt 5), pin 19 (interrupt 4), pin 20 (interrupt 3), dan pin 21 (interrupt 2). Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubah nilai. 3. SPI : Pin 50 (MISO), pin 51 (MOSI), pin 52 (SCK), pin 53 (SS). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan library SPI. Pin SPI juga terhubung dengan header ICSP, yang secara fisik kompatibel dengan Arduino Uno, Arduino Duemilanove dan Arduino Diecimila. 4. LED: Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino ATmega2560. LED terhubung ke pin digital 13. 5. TWI: Pin 20 (SDA) dan pin 21 (SCL). Yang mendukung komunikasi TWI menggunakan library Wire. Arduino Mega2560 memiliki 16 pin sebagai analog input, yang masingmasing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda).


19

Secara default pin ini dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Ada beberapa pin lainnya yang tersedia, antara lain: 1. AREF: Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference(). 2. RESET: Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang)

mikrokontroler.

Jalur

ini

biasanya

digunakan

untuk

menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino.

2.4.5 Komunikasi Arduino

Mega2560

memiliki

sejumlah

fasilitas

untuk

berkomunikasi dengan komputer, dengan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya. Arduino ATmega328 menyediakan 4 hardware komunikasi serial UART TTL (5 Volt). Sebuah chip ATmega16U2 (ATmega8U2 pada papan Revisi 1 dan Revisi 2) yang terdapat pada papan digunakan sebagai media komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada Device komputer) untuk berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer, untuk sistem operasi Windows masih tetap memerlukan file inf, tetapi untuk sistem operasi OS X dan Linux akan mengenali papan sebagai port COM secara otomatis. Perangkat

lunak

Arduino

termasuk

didalamnya

serial

monitor

memungkinkan data tekstual sederhana dikirim ke dan dari papan Arduino.


20

LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang dikirim atau diterima melalui chip USB-to-serial yang terhubung melalui USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial seperti pada pin 0 dan 1). Sebuah library SoftwareSerial memungkinkan untuk komunikasi serial pada salah satu pin digital Mega2560. ATmega2560 juga mendukung komunikasi TWI dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk library Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus TWI. Untuk komunikasi SPI, menggunakan library SPI.

2.4.6 Pemograman Arduino Mega dapat diprogram dengan software. (Mengenai pemahasan lebih rinci tentang perangkat lunak Arduino akan dibahas pada artikel terpisah). ATmega2560 pada Arduino Mega sudah tersedia preburned dengan bootloader yang memungkinkan Anda untuk mengupload kode baru tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Hal ini karena komunikasi yang terjadi menggunakan protokol asli STK500. Anda juga dapat melewati (bypass) bootloader dan program mikrokontroler melalui pin header ICSP (In-Circuit Serial Programming). Chip ATmega16U2 (atau 8U2 pada board Rev. 1 dan Rev. 2) source code firmware tersedia pada repositori Arduino. ATmega16U2/8U2 dapat dimuat dengan bootloader DFU, yang dapat diaktifkan melalui:


21

1. Pada board Revisi 1: Menghubungkan jumper solder di bagian belakang papan (dekat dengan peta Italia) dan kemudian akan me-reset 8U2. 2. Pada board Revisi 2 : Ada resistor yang menghubungkan jalur HWB 8U2/16U2 ke ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.

Gambar 2.5 Tampilan Framework Arduino Mega2560

2.5

Teori Dasar LCD ( Liquid Cristal Display ) Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi

sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid


22

Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

Gambar 2.6 Tampilan Depan LCD

2.5.1

Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca

bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan

tidak

dapat

melewati

molekul-molekul


yang

telah

23

menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. 2.5.2 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display) Dalam

modul

LCD

(Liquid

Cristal

Display)

terdapat

mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). Mikrokontroler pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan mikrokontroler internal LCD adalah : 1. DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada. 2. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan. 3. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.


24

Gambar 2.7 Tampilan Belakang LCD Register kontrol yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah: 1. Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data. 2. Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya. 3. Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah : a. Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.


25

b. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data. c. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. d. Pin V LCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.

Gambar 2.8 Kaki Pin LCD

2.6

Matrix Keypad Keypad Matrix memang sangat akrab digunakan dalam aplikasi-aplikasi

mikrokontroler karena digabungkan

aritekturnya

yang

sederhana dan

mudah

untuk

dengan segala macam mikrokontroler. Keypad dengan metode

matrix memiliki berbagai jenis tipe, ada yang 4 x 4, ada yang 3 x 4 dan lain – lain tipe tergantung dari kebutuhan pengguna. Pembuatan sebuah keypad matrix umumnya sangat mudah. Seperti yang ditunjukkan

oleh

gambar

dibawah

dimana mempunyai empat baris serta empat kolom sebagai tahapan awalnya. Diantara setiap persimpangan baris dan kolom ditempatkan sebuah tombol.


26

Gambar 2.9 Konfigurasi Matrix Keypad 4x4 Rangkaian matrix keypad diatas terdiri dari 16 saklar push buton dengan konfigurasi 4 baris dan 4 kolom. 8 line yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom tersebut dihubungkan dengan port mikrokontrol 8 bit. Sisi baris dari matrix keypad ditandai dengan nama Row1, Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3 dan Col4. Sisi input atau output dari matrix keypad 4×4 ini tidak mengikat, dapat dikonfigurasikan kolom sebagi input dan baris sebagai output atau sebaliknya tergantung programernya.

2.7

Water Flow Sensor Flow Sensor merupakan sebuah perangkat sensor yang digunakan untuk

mengukur debit fluida. Biasanya flow sensor adalah elemen (bagian) yang digunakan pada flow meter. Sebagaimana pada semua sensor, keakuratan absolut


27

dari pengukuran membutuhkan pengkalibrasian sensor. Tipe flow sensor yang digunakan merupakan mechanical flow sensor. Sensor tipe ini memiliki rotor dan transducer hall-effect didalamnya untuk mendeteksi putaran rotor ketika fluida melewatinya. Putaran tersebut akan menghasilkan pulsa digital yang banyaknya sebanding dengan banyaknya fluida yang mengalir melewatinya Sensor ini merupakan salah satu tranduser yang sering digunakan untuk mendeteksi medan magnet. Hall Effect dapat digunakan untuk mendeteksi gerakan atau putaran apabila gerakan atau putaran tersebut dipengaruhi oleh medan magnet. Efek hall terjadi ketika konduktor pembawa arus tertahan pada medan magnet, medan memberi gaya menyamping pada muatan-muatan yang mengalir pada konduktor. Setiap perubahan medan magnet yang terjadi akan dideteksi oleh hall effect, dimana perubahan kutub utara dan selatan akan dapat memberikan input pada hall effect dan menghasilkan output berupa pulsa transisi turun (activ low).

Gambar 2.10 Water Flow Sensor Spesifikasi: Model

: Lurus (straight)

Ukuran inlet

: 1/2" drat luar

Ukuran outlet

: 1/2" drat luar


28

Material

: Kuningan

Arus kerja

: 10mA

Tegangan kerja

: DC 3-18V (Rated 5v)

Kapasitas

: 1-30 L/menit

Pressure

: max 1.75 MPa

Flow characteristic

: F=11*Q +/- 10% ( F: Hz, Q: l/min )

Flow conversion

: 1 liter air = 596 pulse

Jumlah kabel

: 3 (merah-hitam-kuning)

Ukuran

: 60x28mm

2.8

Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Gambar 2.11 Buzzer 5 volt DC


29

2.9

Relay Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara listrik dan

merupakan komponen electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yaitu elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Relay 5V dengan 2 channel output dapat digunakan sebagai saklar elektronik untuk mengendalikan perangkat listrik yang memerlukan tegangan dan arus yang besar. Kompatible dengan semua mikrokontroler (khususnya Arduino, 8051, 8535, AVR, PIC, DSP, ARM, ARM, MSP430, TTL logic) maupun Raspberry Pi. Relay 2 Channel ini memerlukan arus sebesar sekurang-kurangnya 15-20mA untuk mengontrol masing-masing channel. Disertai dengan relay high-current sehingga dapat menghubungkan perangkat dengan AC 250V 10A. Modul ini dilengkapi isolasi elektris dengan menggunakan optocoupler yang merupakan proteksi antara mikrokontroler pengendali dengan rangkaian relay

Gambar 2.12 Modul Relay 2 Chanel


30

2.10

Solenoid Valve Solenoid valve merupakan katup yang dikendalikan dengan arus listrik

baik AC maupun DC melalui kumparan / selenoida. Solenoid valve ini merupakan elemen kontrol yang paling sering digunakan dalam sistem fluida. Seperti pada sistem pneumatik, sistem hidrolik ataupun pada sistem kontrol mesin yang membutuhkan elemen kontrol otomatis. Contohnya pada sebuah tandon air yang membutuhkan solenoid valve sebagai pengatur pengisian air, sehingga tandon tersebut tidak sampai kosong. Banyak sekali jenis-jenis dari solenoid valve, karena solenoid valve ini di desain sesuai dari kegunaannya. Mulai dari 2 saluran, 3 saluran, 4 saluran dan sebagainya. Contohnya pada solenoid valve 2 saluran atau yang sering disebut katup kontrol arah 2/2. Memiliki 2 jenis menurut cara kerjanya, yaitu NC dan NO. Jadi fungsinya hanya menutup / membuka saluran karena hanya memiliki 1 lubang inlet dan 1 lubang outlet. Atau pada solenoid 3 saluran yang memiliki 1 lubang inlet, 1 lubang outlet dan 1 exhaust/pembuangan. Dimana lubang inlet berfungsi sebagai masuknya fluida, lubang outlet berfungsi sebagai keluarnya fluida dan exhaust berfungsi sebagai pembuangan fluida/cairan yang terjebak. Dan selenoid 3 saluran ini biasanya digunakan atau diterapkan pada aktuator pneumatic (cylinder kerja tunggal).


31

Gambar 2.13 Prinsip Kerja Solenoid Valve Solenoid valve akan bekerja bila kumparan/coil mendapatkan tegangan arus listrik yang sesuai dengan tegangan kerja (kebanyakan tegangan kerja solenoid valve adalah 100/200VAC dan kebanyakan tegangan kerja pada tegangan DC adalah 12/24VDC). Dan sebuah pin akan tertarik karena gaya magnet yang dihasilkan dari kumparan selenoida tersebut. Dan saat pin tersebut ditarik naik maka fluida akan mengalir dari ruang C menuju ke bagian D dengan cepat. Sehingga tekanan di ruang C turun dan tekanan fluida yang masuk mengangkat diafragma. Sehingga katup utama terbuka dan fluida mengalir langsung dari A ke F.


32

Gambar 2.14 Selenoid Valve Product Description: Plastic Solenoid Valve (Small Solenoid Valve)

2.11

Voltage

: AC 220Volt

Water Pressure

: 0.2-0.8MPa

InletOutlet

: 1/2"drat male

Type

: straigh

Threory

: Pilot-operated type

Status

: Normal Closed

Pompa Air Pompa adalah alat yang digunakan untuk memindahkan cairan (fluida)

dari suatu tempat ke tempat yang lain, melalui media pipa (saluran) dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung terus


33

menerus. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian hisap (suction) dan bagian tekan (discharge). Perbedaan tekanan tersebut dihasilkan dari sebuah mekanisme misalkan putaran roda impeler yang membuat keadaan sisi hisap nyaris vakum. Perbedaan tekanan inilah yang mengisap cairan sehingga dapat berpindah dari suatu reservoir ke tempat lain.

Gambar 2.15 Pompa Air 2.12

Teori Dasar WiFi WiFi atau Wireless Fidelity merupakan media penghantar komunikasi

pada jaringan komputer tanpa menggunakan kabel. WIFI menggunakan sinyal radio yang bekerja pada frekwensi tertentu sehingga transfer data dan program melalui jaringan ini bisa sangat cepat. Umumnya WIFI digunakan untuk mentransfer internet ke pengguna, sehingga dengan adanya WIFI ini semua perangkat yang terhubung bisa terkoneksi dengan internet. WIFI berfungsi sebagai media komunikasi antar perangkat tanpa menggunakan kabel. WIFI ini juga bisa diibaratkan sebagai pengganti dari jaringan kabel. Dengan jaringan WIFI


34

ini desain jaringan pada kantor atau tempat kerja menjadi lebih simpel dan praktis karena user tidak perlu menggunakan kabel sebagai media transmisi. Untuk masalah frekwensi kerja dari sebuah jaringan WiFi berdasarkan standard dari IEEE (Electrical and Electronis Engineers)Sebuah jaringan nirkabel akan mengirim tingkat frekuensi 2,4 GHz atau 5GHz untuk beradaptasi dengan jumlah data yang sedang dikirim oleh pengguna. Standar jaringan 802.11 sangat bervariasi tergantung sebagian besar pada kebutuhan pengguna, seperti yang dijelaskan di bawah ini: 1. 802.11a akan mengirim data pada tingkat frekuensi 5GHz. The Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) digunakan untuk meningkatkan penerimaan dengan membagi sinyal radio menjadi sinyal yang lebih kecil sebelum mencapai router. Anda dapat mengirimkan maksimal 54 megabits data per detik. 2. 802.11b akan mengirimkan data pada tingkat frekuensi 2.4GHz, yang merupakan kecepatan yang relatif lambat. Anda dapat mengirimkan maksimal 11 megabits data per detik. 3. 802.11g akan mengirim data pada 2.4GHz, tetapi dapat mengirim maksimal 54 megabits data per detik karena juga menggunakan pengkodean OFDM. 4. 802.11n yang lebih maju dapat mengirimkan maksimal 140 megabit data per detik dan menggunakan tingkat frekuensi 5GHz.


35

2.13

Modul Wifi ESP 8266 ESP8266 adalah sebuah modul WiFi yang akhir-akhir ini semakin

digemari para hardware developer. Selain karena harganya yang sangat terjangkau, modul WiFi serbaguna ini sudah bersifat SOC (System on Chip), sehingga kita bisa melakukan programming langsung ke esp8266 tanpa memerlukan mikrokontroller tambahan. Kelebihan lainnya, esp8266 ini dapat menjalankan peran sebagai adhoc akses poin maupun klien sekaligus.

Gambar 2.16 Modul Wifi ESP 8266 ESP8266 di kembangkan oleh pengembang asal negeri tiongkok yang bernama “Espressif”. Produk seri esp8266 kini masih terus dalam tahap pengembangan (current R&D: esp8266-32). Esp8266 sendiri sudah dilengkapi GPIO (General Purpose Input/Output). Dengan adanya GPIO ini kita bisa melakukan fungsi input atau output layaknya sebuah mikrokontroler. Misalnya pada seri esp8266-01 memiliki 2 buah GPIO, sedangkan pada seri esp8266-12E memiliki sebuah pin analog read serta beberapa pin digital.


36

2.13.1 Spesifikasi Umum ESP 8266 -

802.11 b/g/n

-

Integrated low power 32-bit MCU

-

Integrated 10-bit ADC

-

Integrated TCP/IP protocol stack

-

Integrated TR switch, balun, LNA, power ampliﬁer and matching network

-

Integrated PLL, regulators, and power management units

-

Supports antenna diversity

-

WiFi 2.4 GHz, support WPA/WPA2

-

Support STA/AP/STA+AP operation modes

-

Support Smart Link Function for both Android and iOS devices

-

SDIO 2.0, (H) SPI, UART, I2C, I2S, IR Remote Control, PWM, GPIO

-

STBC, 1×1 MIMO, 2×1 MIMO

-

A-MPDU & A-MSDU aggregation & 0.4s guard interval

-

Deep sleep power <10uA, Power down leakage current < 5uA

-

Wake up and transmit packets in < 2ms

-

Standby power consumption of < 1.0mW (DTIM3)

-

+20 dBm output power in 802.11b mode

-

Operating temperature range -40C ~ 125C

-

FCC, CE, TELEC, WiFi Alliance, and SRRC certiﬁed


37

2.13.2 Pemprograman ESP 8266 Pada umumnya, esp8266 dapat diprogram dengan: 1.

Melalui AT command via serial komunikasi UART

2.

Menggunakan Arduino IDE dengan core yang sudah terinstall esp8266.

3.

Melalui kit NodeMCU dan menggunakan bahasa LUA

Kelebihan lain esp8266 adalah memilki DEEP SLEEP MODE, sehingga penggunaan daya akan relatif jauh lebih efisien dibandingkan dengan modul WiFI .Catatan penting yang harus di garis bawahi ialah, esp8266 beroperasi pada tegangan 3.3V, sehingga kita memerlukan Logic Level Converter untuk mengubah tegangan 5V menjadi 3.3V. Hal ini diperlukan agar voltage logic sesuai dengan spesifikasi esp8266. Apabila tegangan kerja tidak sesuai spesifikasi yang ditentukan, maka hal tersebut dapat membahayakan komponen elektronika terkait (terbakar/rusak karena tegangan tidak sesuai.

2.14

Teori Dasar XAMPP XAMPP adalah perangkat lunak bebas, yang mendukung banyak system

oprasi, merupakan kompilasi dari beberapa program. XAMPP merupakan tool yang menyediakan paket perangkat lunak ke dalam satu buah paket. Dengan menginstall XAMPP maka tidak perlu lagi melakukan instalasi dan konfigurasi


38

web server Apache, PHP dan MySQL secara manual. XAMPP akan menginstalasi dan mengkonfigurasikannya secara otomatis untuk anda atau auto konfigurasi. XAMPP merupakan salah satu paket installasi Apache, PHP dan MySQL instant yang dapat kita gunakan untuk membantu proses installasi ketiga produk tersebut. ·

Bagian Penting dari XAMPP yang biasa digunakan pada umumnya: -

htdoc adalah folder tempat meletakkan berkas-berkas yang akan dijalankan, seperti berkas PHP, HTML dan skrip lain.

-

phpMyAdmin merupakan bagian untuk mengelola basis data MySQL yang ada dikomputer.

-

Kontrol Panel yang berfungsi untuk mengelola layanan service XAMPP. Seperti menghentikan stop layanan, ataupun memulai start. Kepanjangan dari XAMPP yaitu Apache, PHP, MySQL dan perl.

XAMPP merupakan tool yang menyediakan paket perangkat lunak ke dalam satu buah paket. Dengan menginstall XAMPP maka tidak perlu lagi melakukan instalasi dan konfigurasi web server Apache, PHP dan MySQL secara manual. XAMPP akan menginstalasi dan mengkonfigurasikannya secara otomatis .

2.13.1 Mengenai APACHE Apache sudah berkembang sejak versi pertamanya. Apache bersifat open source, artinya setiap orang boleh menggunakannya, mengambil dan bahkan mengubah kode programnya. Tugas utama apache adalah menghasilkan halaman web yang benar kepada peminta, berdasarkan kode PHP yang dituliskan oleh pembuat halaman web. Jika diperlukan juga berdasarkan kode PHP yang dituliskan, maka dapat saja suatu database


39

diakses terlebih dahulu (misalnya dalam MySQL) untuk mendukung halaman web yang dihasilkan. 2.13.2 Mengenai PHP Bahasa pemrograman PHP merupakan bahasa pemrograman untuk mebuat web yang bersifat server-side scripting. PHP memungkinkan untuk membuat halaman web yang bersifat dinamis. PHP dapat dijalankan pada berbagai macam Operating System (OS), misalnya Windows, Linuxz dan Mac OS.Selain Apache, PHP juga mendukung beberapa web server lain, misalnya Microsoft IIS, Caudium, PWS dan lain-lain. Seperti pernah disinggung sebelumnya bahwa PHP dapat memanfaatkan database untuk menghasilkan halaman web yang dinamis. Sistem manajemen database yang sering digunakan bersama PHP adalah MySQL.Namun PHP juga mendukung sistem manajemen Database Oracle, Microsoft Acces, Interbase, d-Base, PostgreSQL dan sebagainya. Hingga kini PHP sudah berkembang hingga versi ke 5. PHP 5 mendukung penuh Object Oriented Programing(OOP), integrasi XML, mendukung semua ekstensi terbaru MySQL, pengembangan web services dengan SOAP dan REST, serta ratusan peningkatan kemampuan lainnya dibandingkan versi sebelumnya. Sama dengan web server lainnya PHP juga bersifat open source sehingga setiap orang dapat menggunakannya dengan gratis. 2.13.3 Mengenai MySQL Perkembangannya disebut SQL yang merupakan kepanjangan dari Structured Query Language.SQL merupakan bahasa terstruktur yang


40

khusus digunakan untuk mengolah database. SQL pertama kali didefinisikan oleh American National Standards Institute (ANSI) pada tahun 1986.MySQL adalah sebuah sistem manajemen database yang bersifat open source.MySQL adalah pasangan serasi dari PHP. MySQL dibuat dan dikembangkan oleh MySQL AB yang berada di Swedia. MySQL dapat digunakan untuk membuat dan mengola database beserta isinya. Kita dapat memanfaatkan MySQL untuk menambahkan, mengubah dan menghapus data yang berada dalam database.MySQL merupakan sisitem manajemen database yang bersifat relational. Artinya data-data yang dikelola dalam database akan diletakkan pada beberapa tabel yang terpisah sehingga manipulasi data akan menjadi jauh lebih cepat. MySQL dapat digunakan untuk mengelola database mulai dari yang kecil sampai dengan yang sangat besar.MySQL juga dapat menjalankan perintah-perintah Structured Query Language (SQL) untuk mengelola database-database yang ada di dalamnya. Hingga kini, MySQL sudah berkembang hingga versi 5. MySQL 5 sudah mendukung trigger untuk memudahkan pengelolaan tabel dalam database. 2.13.4 Mengenai PHP MyAdmin Pengelolaan database dengan MYSQL harus dilakukan dengan mengetikkan baris-baris perintah yang sesuai (command line) untuk setiap maksud tertentu. Jika anda ingin membuat database, ketikkan baris perintah yang sesuai untuk membuat database. Jika kita ingin menghapus tabel, ketikkan baris perintah yang sesuai untuk menghapus tabel. Hal


41

tersebut tentu cukup menyulitkan karena kita harus hafal dan mengetikkan perintahnya satu persatu. Banyak sekali perangkat lunak yang dapat dimanfaatkan untuk mengelola data base dalam MySQL, salah satunya adalah phpMyAdmin. Dengan phpMyAdmin kita dapat membuat tabel, mengisi data dan lainlain dengan mudah tanpa harus hafal perintahnya. Untuk mengaktifkan phpMyAdmin langkah-langkahnya adalah : yang pertama setelah XAMP kita terinstall, kita harus mengaktifkan web server Apache dan MySQL dari kontrol panel XAMPP. Yang kedua, jalankan browser (IE, Mozilla Firefox

atau

Opera)

lalu

ketikkan

alamat

web

berikut

:

http://localhost/phpmyadmin/ pada address bar lalu tekan Enter. Langkah ketiga apabila telah nampak interface (tampilan antar muka) phpMyAdmin anda bisa memulainya dengan mengetikkan nama database, nama tabel dan seterusnya.


BAB II LANDASAN TEORI. Sebelum membuat sebuah alat, diperlukan landasan-landasan teori dari

Recommend Documents