BAB II PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH
A. Hama Burung Burung disebut hama padi karena mencuri dan memakan padi di sawah. Beberapa jenis burung yang biasanya menyerang areal tanaman padi adalah burung pipit, burung peking dan burung bondol. Burung-burung tersebut biasanya bersarang di dekat rumah, pohon-pohon yang rendah maupun pada semak-semak di sekitar sawah. Hama burung biasanya mulai menyerang areal pertanaman pada saat bulir padi mulai menguning sehingga menyebabkan kehilangan hasil secara langsung. Saat ini burung yang paling sering menyerang tanaman padi adalah adalah burung pipit. Hama burung ini sulit diusir. Berbeda dengan ulat atau hama lainnya bisa dibasmi dengan racun. Salah satu cara yang dilakukan petani untuk menghindari hama burung ini adalah dengan cara menunggui sawah mereka secara langsung untuk mengusir burung yang hendak memakan padi, atau dengan cara menutup padi mereka yang sudah menguning dan siap panen dengan jaring ikan. Akan tetapi karena luasnya sawah dan banyaknya jaring yang harus digunakan, petani harus mengeluarakan uang dalam jumlah besar untuk memasang jaring di sawah agar burung tidak dapat masuk. Jika terus dibiarkan, hama burung yang jumlahnya ribuan ini akan membuat petani rugi. Burung yang menyerang memang kecil, tapi mereka sekali menyerang jumlahnya ribuan, jadi bisa memakan padi yang sudah menguning. 8
9
B. Mikrokontroler AVR ( Alf and Vegaard’s Risc Processor) Mikrokontroler jenis AVR adalah prosesor yang sekarang ini paling banyak digunakan dalam membuat aplikasi sistem kendali bidang instrumentasi, dibandingkan dengan mikrokontroler keluarga MCS51 seperti AT 89C51/52. Mikrokontroler seri AVR pertama kali diperkenalkan ke pasaran sekitar tahun 1997 oleh perusahaan Atmel, yaitu sebuah perusahaan yang sangat terkenal dengan produk mikrokontroler seri AT89S51/52-nya yang sampai sekarang masih banyak digunakan di lapangan. Keterbatasan pada mikrokontroler tersebut (resolusi, memori, dan kecepatan) menyebabkan banyak orang beralih ke mikrokontroler AVR. Hal ini karena ada beberapa kelebihan dari tipe AVR ini yaitu diantaranya ADC, DAC, Counter, Timer, I2C, USART, dan sebagainya. Mikrokontroler AVR standar memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu situs clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 situs clock. Hal ini karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC(Reduce Insruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC(Complex Instruction Set Computing). AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas yaitu ATtiny, AT90Sxx, ATmega, dan AT86RFFxx. Perbedaan dari masingmasing keluarga AVR tersebut adalah memori, peripheral, dan fungsinya. (http://
[email protected])
10
1.
Arsitektur Mikrokontroler ATmega8
Gambar 2. Blok diagram fungsional ATmega8 2.
Fitur ATmega8 Fitur – fitur yang terdapat pada mikrokontroler ATmega8antara lain adalah sebagai berikut : a.
High-Performance, Low-Power AVR 8-bit RISC Microcontroller
b.
Advanced RISC Architecture 1) 130 Powerful Instructions – Most Single-clock Execution
11
2) 32 x 8 General Purpose Working Registers 3) Fully Static Operation 4) Up to 16 MIPS Throughput at 16MHz 5) On-chip 2-cycle Multiplier c.
High-Endurance Non-Volatile Memory segments 1) 8K Bytes In-System Self-programmable Flash Program Memory 2) 512 Bytes EEPROM 3) 1K Bytes of Internal SRAM 4) Write/Erase Cycles: 10,000 Flash / 100,000 EEPROM 5) Data Retention: 20 years at 85`C / 100 years at 25`C 6) Opitonal Boot Code Section with Independent Lock Bits 7) In-System Programming by On-chip Boot Program 8) True Read-While-Write Operation 9) Programming Lock for Software Security
d.
Peripheral features 1) Two 8-bit Timers/Counters with Separate Prescaler, one Compare Mode 2) One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode 3) Real Time Counter with Separate Oscillator 4) Three PWM Channels 5) 6-channel ADC with 10-bit Accuracy 6) Byte-oriented Two-wire Serial Interface
12
7) Programmable Serial USART 8) Master/Slave SPI Serial Interface 9) Programmable Watchdog Timer with Separate On-Chip Oscillator 10) On-Chip Analog Comparator e.
Special Microcontroller features 1) Power-On Reset and Programmable Brown-out Detection 2) Internal Calibrated RC Oscillator 3) External and Internal Interrupt Sources 4) Five Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, and Standby
f.
I/O and Packages 1) 23 Programmable I/O Lines 2) 28-lead PDIP, 32-lead TQFP, and 32-pad QFN/MLF
g.
Operating Voltages 1) 2.7 – 5.5V (ATmega8L) 2) 4.5 – 5.5V (ATmega8)
h.
Speed Grades 1) 0 – 8MHz (ATmega8L), 0 – 16MHz (ATmega8)
i.
Power Consumption at 4MHz, 3V, 25`C 1) Active: 3.6 mA 2) Idle Mode: 1.0 mA 3) Power-Down Mode: 0.5 uA
13
3.
Konfigurasi Pin ATmega8
Gambar 3. Susunan pin ATmega8 Berikut ini adalah susunan pin/kaki dari ATmega8. a.
VCC adalah merupakan pin masukan positip catu daya.
b.
GND sebagai pin Ground.
c.
PORT B (B.0-B.5) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu Timer/Counter, dan SPI.
d.
PORT C (C.0-C.6) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin ADC.
e.
PORT D (D.0-D.4) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu interupsi eksternal dan komunikasi serial.
f.
Reset
merupakan
pin
yang
digunakan
untuk
me-reset
mikrokontroler. g.
XTAL1 dan XTAL2 sebagai pin masukan clock eksternal. Suatu mikrokontroler membutuhkan sumber detak (clock) agar dapat
14
mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi kristalnya, semakin cepat kerja mikrokontroler tersebut.
4.
h.
AVCC sebagai pin suplai tegangan untuk ADC.
i.
AREF sebagi pin masukan tegangan referensi untuk ADC.
Peta Memori ATmega8 memiliki dua ruang memori utama, yaitu memori data dan memori program. Selain dua memori utama, ATmega8 juga memiliki fitur EEPROM yang dapat digunakan sebagai penyimpan data. a.
Flash Memory ATmega8 memiliki flash memory sebesar 8 Kbytes untuk memori program. Karena semua instruksi AVR menggunakan 16 atau 32 bit, maka AVR memiliki organisasi memori 4 Kbyte x 16 bit dengan alamat dari $000 hingga $FFF. Untuk keamanan software, memori flash dibagi mejadi dua bagian, yaitu Boot Program dan bagian Application program. AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi flash memori.
b. SRAM ATmega8 memiliki 608 alamat memori data yang terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register file, 64 buah IO register dan 512 byte internal SRAM.
15
c.
EEPROM ATmega8 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8 bit sebesar 512 byte ($000-$1FF).
d. Status Register (SREG) Register SREG digunakan untuk menyimpan informasi dari hasil operasi aritmatika yang terakhir. Informasi-informasi dari register SREG dapat digunakan untuk mengubah alur program yang
sedang
dijalankan
dengan
menggunakan
instruksi
percabangan. Data SREG akan selalu akan berubah setiap instruksi atau operasi pada ALU dan datanya tidak otomatis tersimpan apabila terjadi instruksi percabangan baik karena interupsi maupun lompatan. 5.
Status Register Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler. Berikut ini adalah status register dari ATmega8 beserta penjelasannya.
Gambar 4. Status register ATmega8
16
a.
Bit 7 (I) Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di-set supaya semua perintah
interupsi dapat dijalankan. Untuk fungsi
interupsi individual akan dijelaskan pada bagian lain. Jika bit ini diset, maka semua perintah interupsi baik yang individual maupun secara umum akan diabaikan. Bit ini akan dibersihkan atau cleared oleh hardware setelah sebuah interupsi dijalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat di-set dan di-reset melalui aplikasi dengan instruksi SEI dan CLI. b.
BIT 6 (T) Merupakan bit Copy Storage. Instruksi bit Copy Instructions BLD (Bit LoaD) dan BST (Bit Store) menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk bit yang telah dioperasikan. Sebuah bit dari sebuah register dalam Register File dapat disalin ke dalam bit ini dengan menggunakan instruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit ini dapat disalin ke dalam sebuah bit di dalam register pada Register File dengan menggunakan perintah BLD.
c.
BIT 5 (H) Merupakan bit Half Cary Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatik BCD.
17
d.
BIT 4 (S) Merupakan Sign bit. Bit ini selalu merupakan sebuah eksklusif diantara Negative Flag (N) dan Two’s Complement Overflow Flag (V).
e.
BIT 3 (V) Merupakan bit Two’s Complement Overflow Flag. Bit ini menyediakan fungsi-fungsi aritmatika dua komplemen.
f.
BIT 2 (N) Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negatif di dalam sebuah fungsi logika atau aritmatika.
g.
BIT 1 (Z) Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil nol “0” dalam sebuah fungsi arimatika atau logika.
h.
BIT 0 (C) Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah carry atau sisa dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.
C. Bahasa Pemrograman C Bahasa C merupakan salah satu bahasa pemrograman yang paling populer untuk pengembangan program-program aplikasi yang berjalan pada sistem mikroprosesor (komputer). Relatif dibandingkan dengan bahasa aras tinggi lain, bahasa C merupakan bahasa pemrograman yang sangat fleksibel
18
dan tidak terlalu terikat dengan berbagai aturan yang sifatnya kaku. Penggunaan bahasa C akan sangat efisien terutama untuk program mikrokontroler yang berukuran relatif besar. Dibandingkan dengan bahasa assembler, penggunaan bahasa C dalam pemrograman memiliki beberapa kelebihan berikut: Mempercepat waktu pengembangan, bersifat modular dan terstruktur, sedangkan kelemahannya adalah kode program hasil kompilasi akan relatif lebih besar (dan sebagai konsekuensinya hal ini terkadang akan mengurangi kecepatan eksekusi). 1.
Struktur Penulisan Program Bahasa C Struktur dalam bahasa C cukup sederhana, karena hanya mencakup 3 poin penting, yaitu : a.
Pre-Processor Merupakan bagian dari program dalam bahasa C yang selalu dijalankan pertama kali. Bagian ini juga melakukan proses tertentu. Banyak sekali syntax dalam pre-processor. Namun setidaknya ada dua syntax yang akan sering digunakan dalam latihan programming dasar, yaitu syntax #include dan #define. Berikut penjelasannya : 1) #include adalah proses yang pertama kali dijalankan untuk memanggil library fungsi yang ada di dalam header file. Contoh: #include <mega.h> Berarti meng-include file mega.h. Dengan demikian berarti kita mempersiapkan fungsi-fungsi dan instruksi-instruksi yang dapat
19
digunakan pada pemrogramman I/O mikrokontroler seperti perintah DDRA, PORTA, PORTB, PINA, register-registernya dan lain-lain. 2) #define adalah proses yang pertama kali dijalankan untuk mendefinisikan konstanta. Nilai dari konstanta tidak akan berubah selama program berlangsung. Contoh : #define sensor PINA #define kipas PORTB #define nilai 100 b.
Main function Ini adalah fungsi utama dalam suatu program. Tentu saja fungsi ini yang akan dijalankan pertama kali. Tidak menutup kemungkinan di dalam fungsi ini terdapat statement yang memanggil fungsi lain.
c.
Function Fungsi dapat dibuat sendiri dan dapat dipanggil baik fungsi utama ataupun fungsi lain dan bahkan fungsi itu sendiri. Fungsi dapat diletaktan diatas fungsi utama, ataupun dapat juga dibawah fungsi utama (dengan menambahkan deklarasi fungsi diatas fungsi utama). Contoh : #include <mega.h> #include <stdio.h> void fungsiku(); void main(){ printf(“hello”); coba(); } void fungsiku(){ printf(“world!”);}
// pre-processor // deklarasi fungsi fungsiku() // fungsi utama
// fungsi
20
2.
Tipe data Tipe data merupakan bagian program yang paling penting karena tipe data mempengaruhi setiap instruksi yang akan dilaksanakan oleh komputer. Misalnya saja 5 dibagi 2 bisa saja menghasilkan hasil yang berbeda tergantung tipe datanya. Jika 5 dan 2 bertipe integer maka akan menghasilkan nilai 2, namun jika keduanya bertipe float maka akan menghasilkan nilai 2.5000000. Pemilihan tipe data yang tepat akan membuat proses operasi data menjadi lebih efisien dan efektif. Dalam bahasa C terdapat lima tipe data dasar, yaitu : Tabel 1. Tipe Data Dasar Dalam Bahasa Pemrograman C
3.
No.
Tipe Data
Range
Format
Keterangan
1.
char
128 s/d 127
%c
Karakter/string
2.
int
32768 s/d 32767
%i , %d
Integer/bilangan bulat
3.
float
3.4E-38 s/d 3.4E+38
%f
Float/pecahan
4.
double
1.7E-308 s/d 1.7+308
%lf
Pecahan presisi ganda
5.
void
-
-
-
Konstanta Konstanta merupakan suatu nilai yang tidak dapat diubah selama proses program berlangsung. Konstanta nilainya selalu tetap. Konstanta harus didefinisikan terlebih dahulu di awal program. Konstanta dapat bernilai integer, pecahan, karakter dan string. Selain itu, bahasa C juga
21
menyediakan beberapa karakter khusus yang disebut karakter escape, antara lain : \a: Untuk bunyi bel (alert) \b: Mundur satu spasi (backspace) \f:
Ganti halaman (form feed)
\n: Ganti baris bar (new line) \v: Tabulasi vertikal \0: Nilai kosong (null) \’:
Karakter petik tunggal
\”: Karakter petik ganda \\: 4.
Karakter garis miring
Variable Variable adalah suatu pengenal (identifier) yang digunakan untuk mewakili suatu nilai tertentu di dalam proses program. Berbeda dengan konstanta yang nilainya selalu tetap, nilai dari suatu variable bisa diubahubah sesuai kebutuhan. Nama dari suatu variable dapat ditentukan sendiri oleh pemrogram dengan aturan sebagai berikut : 1) Terdiri dari gabungan huruf dan angka dengan karakter pertama harus berupa huruf. 2) Bahasa C bersifat case-sensitive artinya huruf besar dan kecil dianggap berbeda. Jadi antara Metal dengan metal itu berbeda. 3) Tidak boleh mengandung spasi. 4) Tidak boleh mengandung simbol-simbol khusus, kecuali garis bawah (underscore), seperti : $, ?, %, #, !, &, *, (, ), -, +, dsb. 5) Panjangnya bebas, tetapi hanya 32 karakter pertama yang terpakai.
22
D. Perangkat Lunak CodeVision AVR (CVAVR) CodeVision
AVR
pada
dasarnya
merupakan
perangkat
lunak
pemrograman Mikrokontroler keluarga AVR berbasis bahasa C. Ada tiga komponen penting yang telah diintegrasikan dalam perangkat lunak ini: Compiler C, IDE dan Program Generator. Berdasarkan
spesifikasi
yang
dikeluarkan
oleh
perusahaan
pengembangnya, Compiler C yang digunakan hampir mengimplementasikan semua komponen standar yang ada pada bahasa C standar ANSI (seperti struktur program, jenis tipe data, jenis operator, dan library fungsi standarberikut penamaannya). Tetapi walaupun demikian, dibandingkan bahasa C untuk aplikasi komputer, compiler C untuk mikrokontroler ini memiliki sedikit perbedaan yang disesuaikan dengan arsitektur AVR tempat program C tersebut ditanamkan (embedded). Khusus untuk library fungsi, disamping library standar (seperti fungsifungsi matematik, manipulasi String, pengaksesan memori dan sebagainya), CodeVisionAVR juga menyediakan fungsi-fungsi tambahan yang sangat bermanfaat dalam pemrograman antarmuka AVR dengan perangkat luar yang umum digunakan dalam aplikasi kontrol. Beberapa fungsi library yang penting
diantaranya
adalah
fungsi-fungsi
untuk
pengaksesan
LCD,
komunikasi I2C, IC RTC (Real time Clock), sensor suhu LM75, SPI (Serial Peripheral
Interface)
dan
lain
sebagainya.
Untuk
memudahkan
pengembangan program aplikasi, CodeVisionAVR juga dilengkapi IDE yang sangat user friendly. Selain menu-menu pilihan yang umum dijumpai pada
23
setiap perangkat lunak berbasis Windows, CodeVisionAVR ini telah mengintegrasikan perangkat lunak downloader yang dapat digunakan untuk mentransfer
kode
mesin
hasil
kompilasi
kedalam
sistem
memori
mikrokontroler AVR yang sedang diprogram.
Gambar 5. IDE perangkat lunak CodeVisionAVR
Selain itu, CodeVisionAVR juga menyediakan sebuah tool yang dinamakan dengan Code Generator atau CodeWizardAVR. Secara praktis, tool ini sangat bermanfaat membentuk sebuah kerangka program (template), dan juga memberi kemudahan bagi programmer dalam penginisialisasian register-register yang terdapat pada mikrokontroler AVR yang sedang diprogram. Dinamakan Code Generator, karena perangkat lunak CodeVision ini akan membangkitkan kode-kode program secara otomatis setelah fase
24
inisialisasi pada jendela CodeWizardAVR selesai dilakukan. Gambar berikut memperlihatkan beberapa penggal baris kode program yang dibangkitkan secara otomatis oleh CodeWizardAVR. Secara teknis, penggunaan tool ini pada dasarnya hampir sama dengan application wizard pada bahasa-bahasa pemrograman Visual untuk komputer (seperti Visual C, Borland Delphi, dan sebagainya).
Gambar 6. Code Generator yang dapat digunakan untuk menginisialisasi register-register pada Mikrokontroler AVR.
25
E. IC Regulator Untuk menstabilkan tegangan DC (+) dan tegangan DC (-) dari catu daya utama sebelum mensuplay rangkaian maka perlu digunakan regulator dengan memasang IC regulator tipe 78xx dan 79xx agar tegangan outputnya sesuai dengan kebutuhan rangkaian.
Gambar 7. IC regulator 7805 Berikut ini adalah tabel contoh jenis – jenis IC Regulator beserta output keluarannya : Tabel 2. Tipe IC Regulator No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Tipe L7805C L7852C L7806C L7808C L7809C L7812C L7815C L7818C L7820C L7822C L7824C
Output 5V 5.2V 6V 8V 9V 12V 15V 18V 20V 22V 24V
Tipe L7905C L7952C L7906C L7908C L7909C L7912C L7915C L7918C L7920C L7922C L7924C
Output -5V -5.2V -6V -8V -9V -12V -15V -18V -20V -22V -24V
26
F. Transistor TIP31 Transistor TIP31 merupakan standar transistor jenis NPN untuk aplikasi medium power. Jenis lain dari transistor TIP31 ini bisa ditemukan dari transistor TIP32 dengan jenis transistor PNP. Transistor TIP31 mempunyai seri-seri lain sejenisnya, yaitu TIP31A dan TIP31B. Jenis TIP31 tersebut mengindikasikan karateristik dari tegangan collector-base dan collectoremitter-nya. Seri dari penamaan TIP sendiri berasal dari nama Texas Instruments Power. Sedang penomeran 31 adalah identitas serinya. Seri ini sudah terdaftar pada Desember 1968 oleh Texas Instruments. Karakteristik tipe transistor TIP31 (seri A, B, dan C) dapat dilihat pada Tabel 8 berikut : Tabel 3. Karakteristik Transistor TIP31 Manufacturer Parameter A
B
C
Vce saturation
1.2V
1.2V
1.2V
Vbe saturation
1.8V
1.8V
1.8V
25
25
20
3.0 MHz
3.0 MHz
3.0 MHz
Small signal DC current gain (Hfe) Hfe bandwidth product
Sedang tipe model komponen transitor adalah tipe TO-220, dengan konfigurasi pin 1, 2, 3 adalah Base, Collector, dan Emitter.
27
Susunan pin Transistor TIP31
Lambang Transistor
Gambar 8. Susunan kaki Transistor TIP31 dan lambang Transistor G. Relay Dalam dunia elektronika, relay dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70an, relay merupakan “otak” dari rangkaian pengendali. Baru setelah itu muncul PLC yang mulai menggantikan posisi relay. Relay yang paling sederhana ialah relay
elektromekanis
yang
memberikan
pergerakan
mekanis
saat
mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut: 1.
Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup atau membuka kontak saklar.
2.
Saklar yang digerakkan secara mekanis oleh daya atau energi listrik. Di bawah ini contoh relay yang beredar di pasaran.
28
Gambar 9. Relay yang Tersedia di Pasaran 1.
Fungsi Relay Secara umum, relay digunakan untuk memenuhi fungsi-fungsi berikut: a.
Remote control : Dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak jauh.
b.
Penguatan daya : Menguatkan arus atau tegangan (Contoh : starting relay pada mesin mobil).
c. 2.
Pengatur logika kontrol suatu sistem.
Prinsip Kerja dan Simbol Relay terdiri dari coil dan contact. Perhatikan Gambar 10, coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedang contact adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. Contact ada 2 jenis: Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close).
29
Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay: ketika Coil mendapat energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan contact akan menutup. (Sumber : http://lionjogja.20m.com/relay.html)
Gambar 10. Skema Relay Elektromekanik Selain berfungsi mempunyai
fungsi
sebagai sebagai
komponen elektronik, pengendali
sistem.
relay juga
Sehingga
relay
mempunyai 2 macam simbol yang digunakan pada: a.
Rangkaian listrik (hardware)
b.
Program (software) Berikut ini simbol yang digunakan:
Gambar 11. Rangkaian dan Simbol Logika Relay Simbol selalu mewakili kondisi relay tidak mendapat energy listrik. Biasanya dalam datasheet, penjelasan untuk coil dan contact terpisah.
30
Hal ini menyebabkan masing-masing mempunyai spesifikasi yang berbeda-beda juga. 3.
Jenis – Jenis Relay Seperti saklar, relay juga dibedakan berdasar pole dan throw yang dimilikinya. Berikut definisi pole dan throw: a.
Pole: Banyaknya contact yang dimiliki oleh relay
b.
Throw: Banyaknya kondisi (state) yang mungkin dimiliki contact Berikut ini penggolongan relay berdasar jumlah pole dan throw:
a.
SPST (Single Pole Single Throw)
b.
DPST (Double Pole Single Throw)
c.
SPDT (Single Pole Double Throw)
d.
DPDT (Double Pole Double Throw)
e.
3PDT (Three Pole Double Throw)
f.
4PDT (Four Pole Double Throw) Berikut ini rangkaian dan simbol macam-macam relay tersebut.
Gambar 12. Relay Jenis Single Pole Double Throw (SPDT)
31
Gambar 13. Relay Dengan Contact Lebih Dari Satu 4.
Relay Sebagai Pengendali Salah satu kegunaan utama relay dalam dunia industri ialah untuk implementasi logika kontrol dalam suatu sistem. Sebagai “bahasa pemrograman” digunakan konfigurasi yang disebut ladder diagram atau relay ladder logic. Berikut ini beberapa petunjuk tentang relay ladder logic (ladder diagram): a.
Diagram
wiring
yang
khusus
digunakan
sebagai
bahasa
pemrograman untuk rangkaian kontrol relay dan switching. b.
LD Tidak menunjukkan rangkaian hardware, tapi alur berpikir.
c.
LD Bekerja berdasar aliran logika, bukan aliran tegangan/arus. Relay Ladder Logic terbagi menjadi 3 komponen:
a.
Input
pemberi informasi
b.
Logic
pengambil keputusan
c.
Output
usaha yang dilakukan
Diagram sederhana dari sistem kontrol berbasis relay yang menggambarkan penjelasan di atas dapat dilihat pada Gambar 14.
32
Gambar 14. Sistem Kontrol Berbasis Relay Dari gambar di atas nampak bahwa sistem kendali dengan relay ini mempunyai input device (misalnya: berbagai macam sensor, switch) dan output device (misalnya: motor, pompa, lampu). Dalam rangkaian logikanya, masing-masing input, output, dan semua komponen yang dipakai mengikuti standard khusus yang unik dan telah ditetapkan secara internasional. Sebagai awal, pada gambar di bawah dapat dilihat aplikasi relay untuk membentuk gerbang-gerbang logika sederhana (AND, OR, NOT, dan latching).
33
Gambar 15. Aplikasi Relay dalam Gerbang Digital H. Motor DC Motor DC adalah peralatan elektromekanik dasar yang berfungsi untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik yang desain awalnya diperkenalkan oleh Michael Faraday. Motor DC berputar dikarenakan terdapat interaksi antara medan magnet permanen dengan gaya yang bekerja pada lilitan (kumparan) karena arus yang mengalir pada lilitan tersebut. Motor berputar karena antara magnet permanen dengan gaya yang timbul pada kumparan akan saling tarik-menarik dan saling tolak-menolak pada masing-masing kutub. (Sumber: Endra Pitowarno. Robotika Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan, 2006:76) . Sesuai dengan namanya, Motor DC diberi daya dengan tegangan DC (Direct Current = arus searah). Putaran motor DC akan berbalik arah jika polaritas tegangan yang diberikan juga diubah. Motor DC mempunyai tegangan kerja yang bervariasi. Ada yang memiliki tegangan kerja 3 V, 6 V dan 12 V. Motor DC 6 Volt biasanya masih bisa beroperasi bila diberikan
34
tegangan kerja 3 Volt, walaupun putarannya menjadi lambat dan torsi yang dihasilkan juga lebih kecil. 1.
Bagian-bagian Motor DC a.
Armature Merupakan bagian inti dalam motor DC berupa lilitan kawat pada besi lunak sebagai inti kumparannya. Armature merupakan bagian yang bergerak pada motor DC (rotor).
b.
Komutator Komutator disebut juga cincin belah karena bentuknya yang seperti cincin yang terbelah. Merupakan tempat menempelnya ujung-ujung kumparan pada armature. Belahan tersebut terpisah satu sama lain sehingga tidak terjadi short circuit (hubung singkat).
c.
Sikat Karbon (Brushes) Merupakan bagian yang terhubung dengan kutub positif dan kutub negatif dari sumber arus DC. Sikat ini dipasang bersentuhan dengan komutator sehingga arus dari sumber diteruskan ke kumparan melalui sikat dan komutator.
d.
Sangkar Magnet Merupakan magnet tetap yang disatukan dengan sangkar/ bodi motor DC yang menghasilkan medan magnet dalam motor DC.
35
Gambar 16. Bagian-bagian Motor DC 2.
Cara Kerja Motor DC Pada gambar di bawah, saat sumber dinyalakan, arus akam mengalir melewati sikat, komutator, kemudian ke kumparan, saat kumparan dialiri arus akan menimbulkan medan magnet dan akan membuat kumparan bergerak. Saat kumparan bergerak 90 derajat arus akan terputus karena sikat berada pada belahan komutator, akan tetapi karena momentumnya sendiri kumparan akan tetap berputar, saat bergerak 180 derajat, komutator akan kembali kontak dengan sikat sehingga arus akan mengalir dengan arah yang sama. Siklus ini akan terus berulang sampai arus dari sumber diputus.
36
Gambar 17. Cara Kerja Motor DC I.
Akumulator (Aki) Akumulator (accu, aki) adalah sebuah alat yang dapat menyimpan energi (umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Contoh-contoh akumulator adalah baterai dan kapasitor. Dalam standar internasional setiap satu cell akumulator memiliki tegangan sebesar 2 volt. sehingga aki 12 volt, memiliki 6 cell sedangkan aki 24 volt memiliki 12 cell. Aki (Akumulator) merupakan sel yang banyak kita jumpai karena banyak digunakan pada sepeda motor maupun mobil. Aki temasuk sel sekunder, karena selain menghasilkan arus listrik, aki juga dapat diisi arus listrik kembali. secara sederhana aki merupakan sel yang terdiri dari elektroda Pb sebagai anoda dan PbO2 sebagai katoda dengan elektrolit H2SO4
37
Gambar 18. Akumulator (Accu) J.
LCD Display 16x2 M1632 M1632 adalah merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya yang rendah. Modul ini dilengkapi dengan mikrokontroler
yang
didisain
khusus
untuk
mengendalikan
LCD.
Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD ini mempunyai CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory) dan DDRAM (Display Data Random Access Memory).
Gambar 19. LCD Display 16x2 M1632
