BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Taman Vertikal Perkembangan landscape dewasa ini memang cenderung sangat inovatif dan variatif. Berbagai jenis taman indah didesign untuk memperindah rumah tinggal, gedung. Mulai taman di atas atap, taman dengan kemiringan hingga taman vertikal. Taman vertikal salah satunya cukup mendapat apresiasi masyarakat. Bagaimanakah solusi untuk membuat taman vertikal yang menggunakan teknologi dan material yang sederhana ini. Taman Vertikal ( Vertical Garden ) mulai dikenalkan pada tahun 1994 oleh ahli botani Perancis bernama Patrick Blanc. Blanc berpendapat tidak semua tumbuhan membutuhkan tanah dalam keadaan tertentu. Adanya pengaturan dan perancangan khusus, tanaman dapat menjadi kebun indah di seluruh arsitektur bangunan. Vertical Garden atau Vertical Landscape merupakan hasil kreasi inovatif untuk menumbuhkan tanaman tanpa menggunakan tanah sebagai media pertumbuhan. Taman vertikal, secara harafiah adalah taman yang dibangun secara tegak lurus atau vertikal (90°), pada umumnya menempel di dinding. Di dunia internasional taman vertikal memiliki banyak sebutan, di antaranya: vertical garden, vertical landscape, greenwall, living wall dan lain sebagainya.
6
7
Gambar 2.1. Taman Vertikal
Terdapat dua jenis taman vertikal yaitu green façades dan living walls. Green Facades merupakan dinding yang ditumbuhi dengan tanaman yang merambat yang langsung tumbuh di dinding, sedangkan Living Wall merupakan dinding yang diberi media tanam untuk tanaman. Jenis ini biasanya terdiri dari rangka (frame), panel tanaman, sistim irigasi/penyiraman dan pemupukan, media tanam dan tanaman itu sendiri. Taman vertikal dapat membantu menyelesaikan masalah penghijauan pada area yang memiliki lahan/bidang horizontal yang luasnya terbatas. Prinsipnya menanam tanaman di dinding. Biasanya menggunakan media khusus atau konstruksi bangunannya memang disiapkan untuk Vertikal taman.
8
Yang harus diperhatikan adalah jenis tanaman yang dipilih. Pasalnya, pasti akan terkait dengan akar, sehingga kalau untuk bangunan, kombinasinya dengan tanaman yang butuh kelembaban tinggi. Meski relatif sederhana, jenis tanaman untuk Vertikal taman tetap butuh perhatian. Misalnya, jika memilih tanaman yang butuh kelembapan tinggi, ada baiknya dibuat kolam untuk menjaga kelembaban. Secara prinsip semua jenis tanaman bisa tumbuh di Taman Vertikal. Akan tetapi karena alasan keindahan, kepraktisan dan tingkat kesulitan perawatan, pada umumnya jenis tanaman yang digunakan adalah jenis perdu-perduaan atau “ground cover” sehingga bisa cepat menutup karpet tanam. Jenis tanaman yang digunakan juga harus memenuhi beberapa kriteria, antara lain: a.
Tumbuh sepanjang tahun (evergreen).
b.
Daun tidak mudah rontok.
c.
Tidak nyampah.
d.
Tidak mengundang hama.
e.
Bandel dan tidak manja.
Perawatan Taman Vertikal
pada umumnya hampir sama dengan
perawatan taman biasa. Hanya saja karena kadang taman vertikal luasannya cukup besar dan cukup tinggi atau berada diketinggian, maka perawatan taman vertikal memerlukan berbagai alat bantu, seperti: tangga, perancah/scaffolding, gondola, peralatan safety untuk bekerja diketinggian dan sebagainya.
9
Tindakan perawatan rutin Taman Vertikal yang umum dilakukan, antara lain :
a.
Pemeriksaan ketinggian tangki pupuk cair.
b.
Pemotongan (pruning) daun.
c.
Pembersihan daun-daun mati.
d.
Pemeriksaan jaringan pipa PE dan selang spaghetti berikut octanozzle-nya.
e.
Pemeriksaan dan pembersihan filter dan valve.
f.
Pembersihan talang air (bila ada).
g.
Pemeriksaan baterai dan ketepatan waktu timer.
2.2 Sistem Irigasi ( Penyiraman ) Taman vertikal merupakan salah satu konsep taman untuk mengatasi kendala lahan yang terbatas. Hal yang perlu diperhatikan adalah sistem penyiramannya. Sistem penyiramannya dapat dilakukan secara otomatis atau manual. Air pun menyirami tanaman secukupnya, tidak berlebih. Sistemnya juga terpadu, dengan konsep recycle . Air bekas siraman, air hujan, air olahan STP ( Sewage Treatment Plant ) dapat digunakan . Air ini kemudian diproses menjadi air yang layak untuk disiramkan lagi pada tanaman.
10
Gambar 2.2. Instalasi Penyiraman Taman Vertikal
2.2.1 Perencanaan dan pemasangan Instalasi Pipa ( Plambing ) Pipa adalah benda berbentuk silinder yang berongga dengan berbagai macam ukuran. Biasanya pipa banyak digunakan untuk keperluan konstruksi bangunan. Jenis pipa menurut Bahan baku dan Pembuatannya sebenarnya banyak sekali yang ada di pasaran, baik lokal maupun manca Negara.
Jenis pipa jika dilihat dari perbedaan dan sifat juga ketahanannya bisa di kategorikan sebagai berikut :
a.
Pipa HDPE ( High Density Polyethylene) adalah pipa plastik bertekanan yang banyak digunakan untuk pipa air dan pipa gas. Disebut pipa plastik karena material HDPE berasal dari polymer minyak bumi.
11
b.
Pipa PVC ( Polyvinyl chloride ).
Gambar 2.3. Pipa Galvanis
c.
Pipa Galvanis pipa yang telah dilapisi dengan lapisan seng. Zat kimia Seng dapat memberikan penghalang terhadap korosi.
d.
Pipa Besi
e.
PipaStainless, dan lain – lain.
Gambar 2.4. Pipa HDPE
12
Gambar 2.5. Pipa PVC Komponen perpipaan harus dibuat berdasarkan spesifikasi standar yg terdaftar dalam simbol dan kode yg telah dibuat atau dipilih sebelumnya. Komponen perpipaan yg dimaksud disini meliputi : a. Pipes (pipa-pipa). b. Flanges ( flens-flens). c. Fittings (sambungan). d. Valves (katup-katup). e. Boltings (baut-baut). f. Gasket dan lain – lain.
Gambar 2.6. Fitting PVC
13
Sambungan perpipaan dapat dikelompokkan sebagai berikut : 1. Sambungan dengan menggunakan pengelasan. 2. Sambungan dengan menggunakan ulir.
Gambar 2.7. Fitting dengan menggunakan Ulir Selain sambungan seperti diatas terdapat pula penyambungan khusus dengan menggunakan pengeleman (perekatan) serta pengkleman (untuk pipa plsatik dan pipa vibre glass). Pada pengilangan umumnya pipa bertekanan rendah dan pipa dibawah 2″ sajalah yg menggunakan sambungan ulir. Tipe sambungan cabang (branch connection) dapat dikelompokkan sebagai berikut: a. Sambungan langsung (stub in). b. Sambungan dengan menggunakan fittings (alat penyambung). c. Sambungan dengan menggunakan flanges (flens-flens).
14
Tipe sambungan cabang dapat pula ditentukan pada spesifikasi yg telah dibuat sebelum mendesain atau dapat pula dihitung berdasarkan perhitungan
kekuatan,
kebutuhan,
dengan
tidak
melupakan
faktor
efektifitasnya. Sambungan cabang itu sendiri merupakan sambungan antara pipa dengan pipa, misal sambungan antara header dengan cabang yg lain apakah memerlukan alat bantu penyambung lainnya atau dapat dihubungkan secara langsung, hal ini tergantung kebutuhan serta perhitungan kekuatan. Dalam perencanaan dan pemasangan alat plambing ada beberapa hal yang perlu diperhatikan. Hal-hal ini tidak dapat diabaikan keberadaannya, karena mampu mengurangi (menurunkan) kemanfaatannya dari sistem dan dapat mengganggu konstruksi gedung. Prinsip-Prinsip itu adalah :
Gambar 2.8. Instalasi Plambing
15
a. Konsep Denah Alat Plambing Konsep denah alat plambing selain mempertimbangkan pemakaian energi secara keseluruhan yang perlu dijadikan dasar peletakan alat plambing adalah segi arsitektual bangunan atau dapat disebut sebagai aspek estetika tata ruang bangunan. b. Perlindungan konstruksi gedung Perlindungan konstruksi gedung dilakukan karena adanya pembebanan akibat pemasangan pipa dan perlengkapannya. Untuk keperluan tersebut pipa tidak boleh langsung dipasang menembus bagian konstruksi sepertoi pondasi, balok, atau dinding. Oleh karena itu dibuatlah selubung (sleeve) yang terpasang pada tempat dimana pipa menembus. c. Perlindungan pipa dari kerusakan Perlindungan pipa dari kerusakan penting diperhatikan karena dapat mempengaruhi kualitas air yang didistribusikan. Beberapa kerusakan yang dapat terjadi adalah korositas, yang menyebabkan perkaratan biasaanya terjadi pada pipa besi. Hal ini dapat diatasi dengan pemberian lapiasan aspal atau cat untuk menahan karat. d. Perencanaan sistem plambing yang baik Perencanaan sistem plambing yang baik adalah memperhatikan pemasangan katup untuk pengeluaran udara sehingga tidak menimbulakan penyumbatan. Perlakuan pemasangan pipa baik yang lurus dan pipa yang melengkung haruslah berbeda. Misalnya, pada pipa yang mendatar keatas dibuat agak miring (searah aliran).
16
e. Perencanaan sistem pembuangan Perencanaan sistem pembuangan untuk mencegah pipa
dari
tersumbatnya dan kerusakan pipa akibat turbulensi aliran, maka kemiringan pipa dibuat sama atau lebih dari diameter pipa. Sistem penyediaan air bersih meliputi berbagai peralatan seperti tangki air bawah tanah (ground reservoar), tangki atas atap (roof tank), pompa, perpipaan dan aksesoris lainnya. Dengan peralatan-peralatan seperti ini yang dirancang dan dipasang dengan baik diharapkan aliran air baik untuk air bersih maupun air buangan dapat dialirkan tanpa hambatan.
2.2.2 Sumber Air Sumber air bersih diambil dari PDAM dimasukan ke dalam bak penampung air bersih (Clear Water Tank) atau Ground Water Tank (GWT), sedangkan sumber air yang berasal dari tanah atau sumur dalam (deep well) dimasukan kedalam penampung air baku (raw water tank). Air dari Deep Well ini masuk ke tangki penampungan yang berfungsi juga sebagai tangki pengendap lumpur atau pasir yang terbawa dari sumur. Air yang berada di raw water tank diolah (treatment) di instalasi Water Treatment Plant dan selanjutnya dialirkan ke clear water tank atau ground water tank, selanjutnya dialirkan ke tangki air atap (roof tank) dengan menggunakan pompa transfer.
17
Gambar 2.9. Kontruksi Deep well (Sumur Dalam ) Pada umumnya masyarakat membuang air yang telah dipergunakan dengan begitu saja tanpa memikirkan manfaat yang berguna, untuk pemakaian selanjutnya. Ada berbagai macam cara sederhana yang dapat kita gunakan untuk mendapatkan air bersih, cara yang paling mudah dan paling umum digunakan adalah dengan membuat saringan air, bagi kita mungkin yang paling tepat adalah membuat penjernih air atau saringan air sederhana, untuk limbah cair rumah tangga yang masih dapat diolah lagi. Misal dari kamar mandi, bekas mencuci baju, piring dan lain sebagainya. Perlu diperhatikan, bahwa air bersih yang dihasilkan dari proses
18
penyaringan air secara sederhana tersebut tidak dapat menghilangkan sepenuhnya garam yang terlarut di dalam air atau beberapa partikel kimia lainnya, tapi karena fungsinya sebagai air bersih tidak layak konsumsi, air ini dapat dipergunakan untuk mencuci baju, sepeda motor, menyiram wc, menyiram tanaman, mengganti air kolam dan fungsi lainnya.
Gambar 2.10. Diagram proses pengolahan air limbah Distribusi air bersih pada dua lantai teratas untuk mendapatkan tekanan cukup umummnya menggunakan pompa pendorong (booster pump), sedangkan untuk lantai-lantai dibawahnya dialirkan secara gravitasi. Pada dasarnya ada dua sistem pengaliran air dalam gedung, yaitu: 1. Sistem Pengaliran Air Keatas Pipa utama dipasang dari tangki atas ke bawah sampai langit-langit lantai terbawah gedung dan bercabang tegak ke atas untuk melayani lantailantai atasnya, lantai terbawah memiliki langit yang lebih tinggi sehingga memudahkan dalam pemasangan pipa. 2. Sistem Pengaliran Kebawah
19
Pipa utama dipasang dari tangki atas mendatar dalam langit-langit teratas gedung dan dibuat cabang-cabang tegak ke bawah untuk melayani lantai-lantai di bawahnya. Pada sistem ini diperlukan ruang yang cukup dalam langit-langit teratas untuk memasang pipa utama secara mendatar, serta ruang yang cukup pula untuk perawatan dan pemeliharaan, operasi penyetelan katup-katup pada pipa tegak ke bawah.
2.3 Mikrokontroler ( Alat Penggendali ) Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output. Mikrokontroler pertama kali dikenalkan oleh Texas Instrument dengan seri TMS 1000 pada tahun 1974 yang merupakan mikrokontroler 4 bit pertama.
Gambar 2.11. Mikrokontroler
20
Mikrokontroler ini mulai dibuat sejak 1971. Merupakan mikro komputer dalam sebuah chip, lengkap dengan RAM dan ROM. Kemudian, pada tahun 1976 Intel mengeluarkan mikrokontroler yang kelak menjadi populer dengan nama 8748 yang merupakan mikrokontroler 8 bit, yang merupakan mikrokontroler dari keluarga MCS 48. Sekarang di pasaran banyak sekali ditemui mikrokontroler mulai dari 8 bit sampai dengan 64 bit, sehingga perbedaan antara mikrokontroler dan mikroprosesor
sangat
tipis.
Masing-masing
vendor
mengeluarkan
mikrokontroler dengan dilengkapi fasilitas-fasilitas yang cenderung memudahkan user untuk merancang sebuah sistem dengan komponen luar yang relatif lebih sedikit. Secara teknis, hanya ada 2 macam mikrokontroler. Pembagian ini didasarkan pada kompleksitas instruksi-instruksi yang dapat diterapkan pada mikrokontroler tersebut. Pembagian itu yaitu RISC dan CISC. a. RISC merupakan kependekan dari Reduced Instruction Set Computer. Instruksi yang dimiliki terbatas, tetapi memiliki fasilitas yang lebih banyak. Contoh Penggunaan adalah AVR, Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada dasarnya yang membedakan masingmasing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Keempat kelas
21
tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. b. Sebaliknya, CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer. Instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya. Contoh penggunaan adalah Keluarga MCS51. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal, sebuah mode perluasan telah mengizinkan sebuah ROM luar 64KB dan RAM luar 64KB diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan chip yang terpisah untuk akses program dan memori data. Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic Control). Saat ini
mikrokontroler
yang banyak beredar
dipasaran adalah
mikrokontroler 8 bit varian keluarga MCS51(CISC) yang dikeluarkan oleh Atmel dengan seri AT89Sxx, dan mikrokontroler AVR yang merupakan mikrokontroler RISC dengan seri ATMEGA8535 (walaupun varian dari mikrokontroler AVR sangatlah banyak, dengan masing-masing memiliki fitur yang berbeda-beda). Dengan mikrokontroler tersebut pengguna (pemula) sudah bisa membuat sebuah sistem untuk keperluan sehari-hari, seperti pengendali peralatan rumah tangga
22
jarak jauh yang menggunakan remote kontrol televisi, radio frekuensi, maupun menggunakan ponsel, membuat jam digital, termometer digital dan sebagainya. Mikrokontroler tipe AT89S51 merupakan mikrokontroler keluarga MCS51 dengan konfigurasi yang sama persis dengan AT89C51 yang cukup terkenal, hanya saja AT89S51 mempunyai fitur ISP (In-System Programmable Flash Memory). Fitur ini memungkinkan mikrokontroler dapat diprogram langsung dalam suatu sistem elektronik tanpa melalui Programmer Board atau Downloader Board. Mikrokontroler dapat diprogram langsung melalui kabel ISP yang dihubungkan dengan paralel port pada suatu Personal Computer.
Adapun fitur yang dimiliki Mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut :
1. Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit yang termasuk keluarga MCS51. 2. Osilator internal dan rangkaian pewaktu, RAM internal 128 byte (on chip). 3. Empat buah Programmable port I/O,masing-masing terdiri atas 8 jalur I/O 4. Dua buah Timer Counter 16 bit. 5. Lima buah jalur interupsi (2 interupsi external dan 3 interupsi internal ). 6. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART. 7. Kemampuan melaksanakan operasi perkalian, pembagian dan operasi Boolean (bit). 8. Kecepatan pelaksanaan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi clock 12 MHz.
23
9. 4 Kbytes Flash ROM yang dapat diisi dan dihapus sampai 1000 kali. 10. In-System Programmable Flash Memory.
2.3.1 Arduino Untuk memahami Arduino, terlebih dahulu harus memahami terlebih apa yang dimaksud dengan physical computing. Physical computing adalah membuat sebuah sistem atau perangkat fisik dengan menggunakan software dan hardware yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan merespon balik. Physical computing adalah sebuah konsep untuk memahami hubungan yang manusiawi antara lingkungan yang sifat alaminya adalah analog dengan dunia digital. Pada prakteknya konsep ini diaplikasikan dalam desain alat atau projek-projek yang menggunakan sensor dan microcontroller untuk menerjemahkan input analog ke dalam sistem software untuk mengontrol gerakan alat-alat elektro-mekanik seperti lampu, motor dan sebagainya. Pembuatan prototype atau prototyping adalah kegiatan yang sangat penting di dalam proses physical computing karena pada tahap inilah seorang perancang melakukan eksperimen dan uji coba dari berbagai jenis komponen, ukuran, parameter, program komputer dan sebagainya berulang-ulang kali sampai diperoleh kombinasi yang paling tepat. Dalam hal ini perhitungan angka-angka dan rumus yang akurat bukanlah satu-satunya faktor yang menjadi kunci sukses di dalam mendesain sebuah alat karena ada banyak
24
faktor eksternal yang turut berperan, sehingga proses mencoba dan menemukan/mengoreksi kesalahan perlu melibatkan hal-hal yang sifatnya non-eksakta. Prototyping adalah gabungan antara akurasi perhitungan dan seni. Di antara sekian banyak alat pengembangan prototype, Arduino adalah salah satunya yang paling banyak digunakan. Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Pertamatama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul
pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan
sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi. Arduino dikembangkan oleh sebuah tim yang beranggotakan orangorang dari berbagai belahan dunia. Anggota inti dari tim ini adalah:
25
1. Massimo Banzi Milano, Italy. 2. David Cuartielles Malmoe, Sweden. 3. Tom Igoe New York, US. 4. Gianluca Martino Torino, Italy. 5. David A. Mellis Boston, MA, USA.
yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560. Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam sebuah microcontroller, pada gambar berikut ini diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari microcontroller ATmega328 (dipakai pada Arduino Uno). 1. Bagian – bagian papan Arduino : a. 14 pin input/output digital (0-13) Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output-nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat deprogram antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V. b. USB Berfungsi untuk Memuat program dari komputer ke dalam papan, komunikasi serial antara papan dan computer, member tegangan pada papan.
26
c. Sambungan SV1 adalah Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan, apakah dari sumber eksternal atau menggunakan USB. Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada papan Arduino versi terakhirkarena pemilihan sumber daya eksternal atau USB dilakukan secara otomatis. d. Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator) Jika microcontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detaknya. Kristal ini dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz). e. Tombol Reset S1 Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau mengosongkan microcontroller. f. In-Circuit Serial Programming (ICSP) Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram microcontroller secara langsung, tanpa melalui bootloader. Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun disediakan. g. IC 1 – Microcontroller Atmega Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM dan RAM. h. X1 – Sumber External Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V. i. 6 Pin input analog Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program
27
dapat membaca nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.
Gambar 2.12. Bagian – bagian arduino 2.4 Relay ( Relai )
Dalam dunia elektronika, relai dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70an, relai merupakan otak dari rangkaian pengendali. Baru setelah itu muncul PLC yang mulai menggantikan posisi relai, walaupun dalam dalam pemakaian kontak sederhana relai masih banyak digunakan. Relai yang paling sederhana yaitu relai elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini dapat didefinisikan sebagai alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup atau membuka kontak saklar, dan saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik.
28
Gambar 2.13. Relai yang tersedia di pasaran Relai dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power supplainya. Secara fisik antara saklar atau kontaktor dengan elektromagnet relai terpisah sehingga antara beban dan sistem kontrol terpisah. Bagian utama relai elektro mekanik adalah sebagai berikut : a.
Kumparan electromagnet.
b.
Saklar atau kontaktor.
c.
Swing Armatur.
d.
Spring (Pegas). Konstruksi Relai Elektro Mekanik Posisi NC (Normally Close)
2.14. Konstruksi Relai Elektro Posisi NC
29
Dari konstruksi relai elektro mekanik diatas dapat diuraikan sistem kerja atau proses relay bekerja. Pada saat elektromagnet tidak diberikan sumber tegangan maka tidak ada medan magnet yang menarik armature, sehingga skalar relay tetap terhubung ke terminal NC (Normally Close) seperti terlihat pada gambar konstruksi diatas. Kemudian pada saat elektromagnet diberikan sumber tegangan maka terdapat medan magnet yang menarik armature, sehingga saklar relay terhubung ke terminal NO (Normally Open) seperti terlihat pada gambar dibawah. Konstruksi Relai Elektro Mekanik Posisi NO (Normally Open)
2.15. Konstruksi Relai Elektro Posisi NO
Relai elektro mekanik memiliki kondisi saklar atau kontaktor dalam 3 posisi. Ketiga posisi saklar atau kontaktor relay ini akan berubah pada saat relai mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya. Ketiga posisi saklar relai tersbut adalah : a.
Posisi Normally Open (NO), yaitu posisi saklar relai yang terhubung ke
30
terminal NO (Normally Open). Kondisi ini akan terjadi pada saat relai mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya. b.
Posisi Normally Colse (NC), yaitu posisi saklaar relai yang terhubung ke terminal NC (Normally Close). Kondisi ini terjadi pada saat relai tidak mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya.
c.
Posisi Change Over (CO), yaitu kondisi perubahan armatur sakalr relai yang berubah dari posisi NC ke NO atau sebaliknya dari NO ke NC. Kondisi ini terjadi saat sumber tegangan diberikan ke elektromagnet atau saat sumber tegangan diputus dari elektromagnet relai. Relai yang ada dipasaran terdapat bebarapa jenis sesuai dengan desain yang
ditentukan oleh produsen relay. Dilihat dari desain saklar relay maka relai dibedakan menjadi : a.
Single Pole Single Throw (SPST), relay ini memiliki 4 terminal yaitu 2 terminal untuk input kumaparan elektromagnet dan 2 terminal saklar. Relai ini hanya memiliki posisi NO (Normally Open) saja.
b.
Single Pole Double Throw (SPDT), relay ini memiliki 5 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 3 terminal saklar. relay jenis ini memiliki 2 kondisi NO dan NC.
c.
Double Pole Single Throw (DPST), relai jenis ini memiliki 6 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 4 terminal saklar untuk 2 saklar yang masing-masing saklar hanya memilki kondisi NO saja.
31
d.
Double Pole Double Throw (DPDT), relay jenis ini memiliki 8 terminal yang terdiri dari 2 terminal untuk kumparan elektromagnetik dan 6 terminal untuk 2 saklar dengan 2 kondisi NC dan NO untuk masing-masing saklarnya. Relai dapat digunakan untuk mengontrol motor AC dengan rangkaian
kontrol DC atau beban lain dengan sumber tegangan yang berbeda antara tegangan rangkaian kontrol dan tegangan beban. Diantara aplikasi relai yang dapat ditemui diantaranya adalah :
a.
Relai sebagai kontrol ON/OF beban dengan sumber tegang berbeda.
b.
Relai sebagai selektor atau pemilih hubungan.
c.
Relai sebagai eksekutor rangkaian delay (tunda)
d.
Relai sebagai protektor atau pemutus arus pada kondisi tertentu.
2.5 Motor Listrik Motor listrik adalah sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. 2.5.1 Cara Kerja Motor Listrik
32
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya ada arah yang berlawanan.
Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
2.5.2 Beban Motor Listrik Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok :
a. Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan. b. Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
33
c. Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
