BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai teori – toeri yang digunakan dalam perancangan, pembuatan dan implementasi Sistem Kontrol AMF Berbasis Arduino. Teori yang digunakan meliputi teori Genset, Arduino Uno, Mcb, Relay.

2.1

Genset Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi

tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh energi mekanis dari prime mover. Generator arus bolak-balik (AC) dikenal dengan sebutan alternator. Generator diharapkan dapat mensuplai tenaga listrik pada saat terjadi gangguan, dimana suplai tersebut digunakan untuk beban prioritas. Sedangkan genset (generator set) merupakan bagian dari generator. Genset merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Genset atau sistem generator penyaluran adalah suatu generator listrik yang terdiri dari panel, berenergi solar dan terdapat kincir angin yang ditempatkan pada suatu tempat. Genset dapat digunakan sebagai sistem cadangan listrik atau "off-grid" (sumber daya yang tergantung atas kebutuhan pemakai). Genset sering digunakan oleh rumah sakit dan industri yang mempercayakan sumber daya yang mantap, seperti halnya area pedesaan yang tidak ada akses untuk secara komersial menghasilkan listrik. 5 http://digilib.mercubuana.ac.id/

6 Generator terpasang satu poros dengan motor diesel, yang biasanya menggunakan generator sinkron (alternator) pada pembangkitan. Generator sinkron terdiri dari dua bagian utama yaitu: sistem medan magnet dan jangkar. Generator ini kapasitasnya besar,medan magnetnya berputar karena terletak pada rotor. Konstruksi generator AC adalah sebagai berikut: 2.1.1 Rangka stator Terbuat dari besi tuang, rangka stator maerupakan rumah dari bagian bagian generator yang lain. 2.1.2 Stator Stator memiliki alur-alur sebagai tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan stator berfungsi sebagai tempat GGL induksi. 2.1.3 Rotor Rotor adalah bagian yang berputar, pada bagian ini terdapat kutub-kutub magnet dengan lilitannya yang dialiri arus searah, melewati cincin geser dan sikatsikat. 2.1.4 Cincin geser Terbuat dari bahan kuningan atau tembaga yang yang dipasang pada poros dengan memakai bahan isolasi. Slip ring ini berputar bersama-sama dengan poros dan rotor.

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

7

2.1.5 Generator Penguat Generator penguat merupakan generator arus searah yang dipakai sebagai sumber arus. Pada umumnya generator AC ini dibuat sedemikian rupa, sehingga lilitan tempat terjadinya GGL induksi tidak bergerak, sedangkan kutub-kutub akan menimbulkan medan magnet berputar. Generator itu disebut dengan generator berkutub dalam, dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.1 Bagian-bagian generator 2.1.6 Cara Kerja Generator Prinsip kerja dari generator sesuai dengan hukum Lens, yaitu arus listrik yang diberikan pada stator akan menimbulkan momen elektromagnetik, yang bersifat melawan putaran rotor sehingga menimbulkan EMF pada kumparan rotor. Tegangan EMF ini akan menghasilkan suatu arus jangkar. Jadi diesel sebagai prime mover akan memutar rotor generator, kemudian rotor diberi eksitasi agar menimbulkan medan magnet yang berpotongan dengan konduktor pada stator dan menghasilkan tegangan pada stator. Karena ada dua kutub yang berbeda, utara dan


8 selatan, maka tegangan yang dihasilkan pada stator adalah tegangan bolak-balik. Generator AC bekerja dengan prinsip induksi elektromagnetik. Generator AC terdiri dari stator yang merupakan elemen diam dan rotor yang merupakan elemen berputar dan terdiri dari belitan-belitan medan. Pada generator AC jangkamya diam sedangkan medan utamanya berputar dan lilitan jangkarnya dihubungkan dengan dua cincin geser.

2.2

Arduino Uno Arduino adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328.

Board ini memiliki 14 digital input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menggunakannya. Board Arduino Uno memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut : o 1,0 pinout: tambah SDA dan SCL pin yang dekat ke pin aref dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat ke pin RESET, dengan IO REF yang memungkinkan sebagai buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari board sistem. Pengembangannya, sistem akan lebih kompatibel dengan Prosesor yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino karena yang beroperasi dengan 3.3V. Yang kedua adalah pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan pengembangannya.


9 o Circuit Reset

Gambar 2.2 Board Arduino Uno

Gambar 2.3 Kabel USB Board Arduino Uno


10

Deskripsi Arduio UNO: Tabel 2.1 Deskripsi Arduino Uno Mikrokontroller

Atmega328

Operasi Voltage

5V

Input Voltage

7-12 V (Rekomendasi)

Input Voltage

6-20 V (limits)

I/O

14 pin (6 pin untuk PWM)

Arus

50 mA

Flash Memory

32KB

Bootloader

SRAM 2 KB

EEPROM

1 KB

Kecepatan

16 Mhz

 Catu Daya Uno Arduino dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB) daya dapat datang baik dari AC-DC adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara menghubungkannya plug pusat-positif 2.1mm ke dalam board colokan listrik. Lead dari baterai dapat dimasukkan ke dalam header pin Gnd dan Vin dari konektor Power. Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 - 20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun, pin 5V dapat menyuplai kurang dari 5 volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator


11 tegangan bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7 - 12 volt. Pin catu daya adalah sebagai berikut: o

VIN. Tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal (sebagai lawan dari 5 volt dari koneksi USB atau sumber daya lainnya diatur). Anda dapat menyediakan tegangan melalui pin ini, atau, jika memasok tegangan melalui colokan listrik, mengaksesnya melalui pin ini.

o

5V. Catu daya diatur digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen lainnya di board. Hal ini dapat terjadi baik dari VIN melalui regulator onboard,atau diberikan oleh USB .

o

3,3 volt pasokan yang dihasilkan oleh regulator on-board

Menarik

arus

maksimum adalah 50 mA. o

GND



Memory ATmega328 ini memiliki 32 KB dengan 0,5 KB digunakan untuk

loading file. Ia juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB dari EEPROM



Input & Output Masing-masing dari 14 pin digital pada Uno dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Mereka beroperasi di 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal dari 20-50 K_. Selain itu,beberapa pin memiliki fungsi khusus:


12 o

Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data TTL serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip ATmega8U2 USB-to-Serial TTL.

o

Eksternal Interupsi: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat attachInterrupt () fungsi untuk rincian.

o

PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan analogWrite () fungsi.

o

SPI: 10 (SS), 11 (mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SP I menggunakan perpustakaan SP I.

o

LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai TINGGI, LED menyala, ketika pin adalah RENDAH, itu off. Uno memiliki 6 input analog, diberi label A0 melalui A5, masingmasing menyediakan 10 bit resolusi yaitu 1024 nilai yang berbeda. Secara default sistem mengukur dari tanah sampai 5 volt.

o

TWI: A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi TWI

o

Aref. Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analogReference ().

o

Reset. Lihat juga pemetaan antara pin Arduino dan ATmega328 port. Pemetaan untuk ATmega8, 168 dan 328 adalah identik.


13 

Komunikasi Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi inteface pada sistem.



Programming Uno

Arduino

dapat

diprogram

dengan

perangkat

lunak

Arduino.Pilih Arduino Uno dari Tool lalu sesuaikan dengan mikrokontroler yang digunakan. Para ATmega328 pada Uno Arduino memiliki bootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload program baru untuk itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Ini berkomunikasi menggunakan protokol dari bahas C. Sistem dapat menggunakan perangkat lunak FLIP Atmel (Windows) atau programmer


14 DFU (Mac OS X dan Linux) untuk memuat firmware baru. Atau Anda dapat menggunakan header ISP dengan programmer eksternal .



Perangkat Lunak (Arduino IDE) Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode dan meng-upload ke board Arduino. Ini berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan Pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya.

Gambar 2.4 Perangkat Lunak



Otomatis Software Reset Tombol reset Uno Arduino dirancang untuk menjalankan program yang tersimpan didalam mikrokontroller dari awal. Tombol reset terhubung


15 ke Atmega328 melalui kapasitor 100nf. Setelah tombol reset ditekan cukup lama untuk me-reset chip, software IDE Arduino dapat juga berfungsi untuk meng-upload program dengan hanya menekan tombol upload di software IDE Arduino.

2.3

Push Button Push Button adalah komponen listrik yang berfungsi untuk menyambung

dan memutuskan arus listrik, Push Button ini merupakan kontak yang bekerja tanpa pengunci sehingga jika tekanan dilepaskan maka kontak akan kembali ke posisi semula atau bekerja menyambung dan memutuskan arus listrik hanya sesaat. Jenis kontak ini ada NO atau NC. Simbol sakelar tekan (push button) sebagai berikut:

 NO (Normally Open) Contact NO (Normally Open) Contact adalah saklar yang pada kondisi normal kontaknya terbuka. Apabila saklar ditekan mengakibatkan kontaknya tersambung. Simbol Normally Open contact dapat dilihat pada gambar 2.5

Gambar 2.5 Simbol Normaly Open Contact


16 

NC (Normally Closed) Contact



NC (Normally closed) Contact adalah saklar yang

pada kondisi normal

kontaknya tertutup. Apabila saklar ditekan mengakibatkan kontaknya terputus. Simbol Normally Closed contact dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Simbol Normaly Closed Contact

2.4

Miniatur Circuit Breaker (MCB) MCB merupakan peralatan switching dan pemutus arus yang berfungsi

untuk memutuskan tenaga listrik baik pada saat operasi normal maupun dalam keadaan tidak normal. MCB biasanya dilengkapi dengan pengaman thermis untuk beban lebih dan pengaman relay untuk hubung singkat. Pada operasi normal, MCB dipergunakan untuk membuka suatu rangkaian listrik, misalnya untuk keperluan perawatan. Pada keadaan operasi tidak normal, misalnya pada saat terjadi gangguan arus lebih maka pada keadaan ini MCB akan membuka kontaknya secara otomatis sehingga rangkaian yang terganggu akan segera dilokalisasi.


17

2.5

Relay Relay adalah suatu alat yang digunakan dalam suatu rangkaian control

untuk melengkapi system pengontrolan yang otomatis. Relay berfungsi untuk memonitor besaran-besaran ukuran sesuai dengan batas-batas yang dikehendaki. Relay bekerja pada tegangan dan arus yang kecil jadi berbeda dengan kontaktor.

A

C

B

D

Coil AB CD Coil Set

Set

Gambar 2.7 Simbol Relay

2.6

Lampu Indikator Lampu indikator berfungsi untuk memberitahukan/menandakan suatu

sistem dalam keadaan bekerja atau terjadi gangguan. Lampu tanda/indikator mempunyai beberapa warna dan warna pada lampu indikator itu mempunyai makna dan maksud tertentu yaitu ; Lampu tanda warna merah menandakan bahwa sistem/komponen dalam keadaan terjadi gangguan/berhenti. Lampu tanda warna hĳau menandakan bahwa sistem dalam keadaan siap kerja atau sedang bekerja dan lampu kuning menandakan terjadi gangguan pada sistem.


BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents