BAB II LANDASAN TEORIdigilib.polban.ac.id/files/disk1/73/jbptppolban-gdl... · 2013. 4. 17. · 2.3. Teori Sensor. Gambar 2.3. Jenis Sensor dan Transduser . Sensor adalah peralatan

“Otomatisasi Pengisian Minuman Pada Kemasan Berbasis Mikrokontroler ATMega8535

Bagian Rotary Conveyor, Cup Feeder dan Cup Sealer” 5

BAB II

LANDASAN TEORI

Pada bab ini akan dibahas mengenai teori yang mendukung dalam

pembuatan Proyek Akhir ini. Materi yang akan dibahas adalah teori pengaturan,

sistem kontrol otomatis, teori sensor, teori filter, photodioda, LED infra merah,

mikrokontroler ATMega8535, relay, motor DC, solenoid, dan pemograman

mengunakan BASCOM AVR.

2.1. Teori Pengaturan

Sistem kontrol adalah proses pengaturan ataupun pengendalian terhadap

satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu

harga atau dalam suatu rangkuman harga (range) tertentu. Di dalam dunia industri,

dituntut suatu proses kerja yang aman dan berefisiensi tinggi untuk menghasilkan

produk dengan kualitas dan kuantitas yang baik serta dengan waktu yang telah

ditentukan. Otomatisasi sangat membantu dalam hal kelancaran operasional,

keamanan (investasi, lingkungan), ekonomi (biaya produksi), mutu produk, dan

lain-lain.

Gabungan kerja dari berbagai alat-alat kontrol dalam proses produksi

dinamakan sistem pengontrolan proses (process control system). Sedangkan semua

peralatan yang membentuk sistem pengontrolan disebut pengontrolan

instrumentasi proses (process control instrumentation). Dalam istilah ilmu

kendali, kedua hal tersebut berhubungan erat, namun keduanya sangat berbeda

hakikatnya. Pembahasan disiplin ilmu Process Control Instrumentation lebih

kepada pemahaman tentang kerja alat instrumentasi, sedangkan disiplin ilmu.

Process Control System mengenai sistem kerja suatu proses produksi.

Sumber: http://eprints.undip.ac.id

2.2. Sistem Kontrol Otomatis

Suatu sistem kontrol otomatis dalam suatu proses kerja berfungsi

mengendalikan proses tanpa adanya campur tangan manusia (otomatis). Ada dua

sistem kontrol pada sistem kendali/kontrol otomatis yaitu :

http://digilib.ittelkom.ac.id/



1. Open Loop (Loop Terbuka)

Suatu sistem kontrol yang keluarannya tidak berpengaruh terhadap aksi

pengontrolan. Dengan demikian pada sistem kontrol ini, nilai keluaran

tidak di umpan-balikkan ke parameter pengendalian.

Gambar 2.1 Diagram Blok Sistem Kontrol Loop Terbuka

2. Close Loop (Loop Tertutup)

Suatu sistem kontrol yang sinyal keluarannya memiliki pengaruh langsung

terhadap aksi pengendalian yang dilakukan. Sinyal error yang merupakan

selisih dari sinyal masukan dan sinyal umpan balik (feedback), lalu

diumpankan pada komponen pengendalian (controller) untuk memperkecil

kesalahan sehingga nilai keluaran sistem semakin mendekati harga yang

diinginkan.

Gambar 2.2 Diagram Blok Sistem Kontrol Loop Tertutup

Keuntungan sistem loop tertutup adalah adanya pemanfaatan nilai

umpan balik yang dapat membuat respon sistem kurang peka terhadap

gangguan eksternal dan perubahan internal pada parameter sistem.

Kerugiannya adalah tidak dapat mengambil aksi perbaikan

terhadap suatu gangguan sebelum gangguan tersebut mempengaruhi nilai

prosesnya.





2.3. Teori Sensor

Gambar 2.3 Jenis Sensor dan Transduser

Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisik

menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu.

Hampir seluruh peralatan elektronik yang ada mempunyai sensor didalamnya.

Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran sangat kecil. Ukuran

yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian dan menghemat energi.

Sensor merupakan bagian dari transducer yang berfungsi untuk melakukan

sensing atau “merasakan dan menangkap” adanya perubahan energi eksternal

yang akan masuk ke bagian input dari transducer, sehingga perubahan kapasitas

energi yang ditangkap segera dikirim kepada bagian konvertor dari transducer

untuk dirubah menjadi energi listrik.

Transducer adalah alat yang berfungsi untuk mengubah suatu bentuk

energi tertentu ke dalam bentuk energi lain, dalam hal ini biasanya selalu diubah

kedalam bentuk energi listrik.

Transducer dapat diklasifikasikan berdasarkan cara pengubahan energi

sinyal keluaran atau berdasarkan bidang pemakaian, dan dibagi menjadi:

1. Active Transducer adalah jenis transducer yang mampu menghasilkan energi

listrik sendiri, contohnya : fotosel, termokopel dan lain-lain.

2. Passive Transducer adalah jenis transducer yang memerlukan catu daya

(power supply) eksternal untuk dapat bekerja, contohnya : photodioda.





2.4. Teori Filter

Filter adalah sebuah rangkaian yang dirancang agar melewatkan suatu pita

frekuensi tertentu seraya memperlemah semua isyarat diluar pita frekuensi ini.

Jaringan-jaringan filter bersifat aktif maupun pasif. Jaringan-jaringan filter pasif

hanya berisi tahanan, induktor, dan kapasitor saja. Fiter-filter aktif menggunakan

tyransistor atau op-amp ditambah tahanan, induktor, dan kapasitor. Tetapi

induktor jarang digunakan dalam filter-filter aktif, sebab ukurannya besar dan

mahal dan bisa memiliki komponen-komponen bertahanan dalam yang besar.

Karakteristik Filter berdasarkan jenisnya adalah:

1. Lowpass Filter

Low pass filter (LPF) adalah rangkaian yang tegangan keluarannya tetap

dari dc naik sampai ke suatu frekuensi cut-off fc. Low Pass Filter adalah jenis

filter yang berfungsi meneruskan sinyal input yang frekuensinya berada dibawah

frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut (frekuensi cut off) sinyal akan diredam

(FcoL). Bentuk respon LPF seperti ditunjukkan gambar di bawah ini.

Gambar 2.4 Lowpass Filter

2. Highpass Filter

High pass filter (HPF) adalah rangkaian yang memperlemah tegangan

keluaran untuk semua frekuensi di bawah frekuensi cutoff fc. High Pass Filter

adalah jenis filter yang berfungsi meneruskan sinyal di atas frekuensi cut off

sedangkan yang berada dibawah frekuensi cut off diredam (FcoH). Bentuk respon

HPF seperti ditunjukkan gambar di bawah ini.



Gambar 2.5 Highpass Filter

3. Bandpass Filter

Band pass filter (BPF) adalah rangkaian yang hanya melewatkan sebuah

pita frekuensi saja seraya memperlemah semua frekuensi di luar pita itu. Band

Pass Filter adalah jenis filter yang berfungsi meneruskan sinyal input yang berada

diantara dua frekuensi tertentu saja. Dalam perancangannya diperhitungkan nilai

Q (faktor mutu).

Gambar 2.6 Bandpass Filter

4. Bandstop Filter

Band stop filter (BSF) atau band reject filter (BRF) adalah rangkaian filter

band elimination yang menolak pita frekuensi tertentu seraya melewatkan semua

frekuensi diluar pita itu. Bisa juga disebut Band Reject merupakan kebalikan dari

Band Pass, yaitu merupakan jenis filter yang menghilangkan frekuensi yang ada

diantara dua buah frekuensi tertentu. Sama seperti bandpass filter, bandreject juga

memperhitungkan faktor mutu.



Gambar 2.7 Bandstop Filter

Band Pass Filter (BPF)

Filter band-pass adalah sebuah rangkaian yang dirancang hanya untuk

melewatkan isyarat dalam suatu pita frekuensi tertentu dan untuk menahan isyarat

diluar jalur pita frekuensi tersebut. Jenis filter ini memiliki tegangan keluaran

maksimum pada satu frekuensi tertentu yang disebut dengan frekuensi resonansi

(ωr). Jika frekuensinya berubah dari frekuensi resonansi maka tegangan

keluarannya turun, ada satu frekuensi diatas frekuensi resonansi (ωr) dan satu

dibawah (ωr) dimana gainnya tetap 0,707 Ar. Frekuensi ini diberi tanda (ωh)

frekuensi cutoff atas dan (ωl) frekuensi cutoff bawah. Pita frekuensi antara (ωh)

dan (ωl) adalah band width (B).

B = ωh – ωl ............................ (1)

Rangkaian Band Pass Filter (BPF) RC

Nilai frekuensi cut-off atas ditentukan oleh filter high-pass sebagai berikut :

............................ (2)

dan frekuensi cut-off bawah ditentukan oleh filter low-pass sebagai berikut :



............................ (3)

sehingga besarnya bandwidth adalah :

B =

............................ (4)

Karakteristik Band Pass Filter (BPF) RC

Filter band-pass dapat digolongkan sebagai pita sempit atau pita lebar.

Filter pita sempit adalah sebuah filter yang mempunyai band width lebih kecil dari

sepersepuluh frekuensi resonansinya (B<0,1 ). jika band width-nya lebih besar

sepersepuluh dari frekuensi resonansi maka (B>0,1ωr), filter tersebut merupakan

sebuah filter pita lebar. Perbandingan antara frekuensi resonansi dan lebar pita

dikenal sebagai faktor kualitas (Q) dari rangkaiannya. Q menunjukan selektifitas

dari rangkaian, makin tinggi nilai Q makin selektif rangkaian filter tersebut.

Q =

............................ (5)

B =

............................ (6)

Untuk fiter-filter pita sempit, Q dari rangkaian lebih besar dari 10 dan

untuk filter-filter pita lebar Q lebih kecil dari 10. Filter band-pass disusun dengan

filter high-pass dan filter low-pass seperti pada gambar rangkaian band pass filter

(BPF) RC diatas.

Sumber: http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/band-pass-filter-bpf-rc/

http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/band-pass-filter-bpf-rc/



2.5. Rangkaian Sensor Photodioda dan Infra merah

Rangkaian sensor ini menggunakan Photodioda dan led infra merah (IR)

yang dihubungkan secara optik. Photodioda akan aktif apabila terkena cahaya dari

led IR. Antara led IR dan Photodioda dipisahkan oleh jarak. Jauh dekatnya jarak

mempengaruhi besar intensitas cahaya yang diterima oleh Photodioda. Apabila

antara led IR dan Photodioda tidak terhalang oleh benda, maka Photodioda akan

aktif.

a. Photodioda

Gambar 2.8 Photodioda

Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalah

silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs,

PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang

mencakup: 2500 Å - 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs.

Ketika sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber

cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan

sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana

suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron.

Arah Arus yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak

muatan pembawa. cara tersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk

mengumpulkan photon - menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau

tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda.

Gambar 2.9 Simbol Photodioda

http://id.wikipedia.org/wiki/Led_infra_merah



b. LED infra merah

Gambar 2.10 LED Infra Merah

LED Infra merah adalah sebuah benda padat penghasil cahaya, yang

mendekati/menghasilkan spectrum cahaya infra merah. LED (dioda cahaya)Infra

merah menghasilkan panjang gelombang yang sama dengan yang biasa diterima

oleh photodetektor silikon. Oleh karena itu LED infra merah bisa dipasangkan

dengan phototransistor dan photodioda.

Karakteristik dari LED Infra merah:

1. Bisa dipakai dalam waktu yang sangat lama.

2. Membutuhkan daya yang kecil.

3. Pemancaran panjang gelombangnya menyempit.

4. Tidak mudah panas.

5. Bisa digunakan dalam jarak yang lebar.

6. Harga murah.

Prinsip kerjanya adalah: pada waktu LED infra merah dibias forward,

elektron dari pita konduksi melewati junction dan jauh ke dalam hole pita valensi,

sehingga elektron-elektron tersebut memancarkan energi. Pada diode penyearah

biasa, energi ini dikeluarkan sebagai energi panas.

Tetapi pada LED, energi ini dipancarkan sebagai cahaya. Sedangkan pada

LED infra merah memancarkan cahaya yang tidak kelihatan, hal ini dapat

dibenarkan dalam sistem tanda bahaya pencuri, penyampaian informasi secara

rahasia dan ruang lingkup lain yang membutuhkan pancaran yang tidak kelihatan.

Simbol dan bentuk fisik LED infra merah yang sering digunakan ditunjukkan

dalam Gambar 2.11.

http://id.wikipedia.org/wiki/Dioda_cahaya

http://id.wikipedia.org/wiki/Foto_transistor

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Foto_dioda&action=edit&redlink=1



Gambar 2.11 Simbol LED IR

Sumber: http://lilik.guru-indonesia.net

2.6. Mikrokontroler

Dalam sistem ini digunakan sebuah mikrokontroler sebagai pengendali

sistem secara keseluruhan atau sebagai otak utamanya.Mikrokontroler adalah

suatu sistem mikroprosesor yang lengkap dan dikemas dalam bentuk sebuah IC

(single chip). IC mikrokontroler memiliki perangkat penunjang seperti yang

terdapat dalam mikrokomputer yaitu unit pusat pengolahan data (Central

Processing Unit), unit memori (ROM dan RAM) dan unit I/O. Selain itu terdapat

juga fasilitas -fasilitas seperti timer, counter, dan kontrol interupsi (Interrupt

Control).

Mikrokontroler yang digunakan dalam proyek akhir ini adalah tipe AVR

ATmega8535, memiliki fitur yang cukup lengkap. Fitur-fitur yang dimiliki oleh

mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.

2. ADC internal sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. SRAM sebesar 512 byte.

6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.

7. Port antarmuka SPI

8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

9. Antarmuka komparator analog.

10. Port USART untuk komunikasi serial.

11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16

MHz.

http://lilik.guru-indonesia.net/



2.1.1 Konstruksi ATmega8535

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori

program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri

dan terpisah, sebagai berikut:

a. Memori program

ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang

terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki

lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian

program boot dan bagian program aplikasi.

b. Memori data

ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang

terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM.

ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang

dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau

ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT),

dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.

c. Memori EEPROM

ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah

dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat

diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM

Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk

mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal,

sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan

mengakses data dari SRAM.

ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8

saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC

ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun

differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan,

tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat

fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.



Gambar 2.12 Diagram Blok ATMega8535 (Data Sheet AVR)

ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah

timer/counter 8 bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter

ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling

mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat

difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki

register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya.

Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi

serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega8535. Universal

Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga

merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATmega8535.

USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat



digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun

dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.

USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun

asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan

UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun

asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock

saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber

clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang

digunakan secara bersama-sama.

2.1.2 Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535

Gambar 2.13 Konfigurasi Pin ATmega8535 (Data Sheet AVR)

Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline

Package) dapat dilihat pada gambar 2.1. Dari gambar di atas dapat dijelaskan

fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2. GND merukan pin Ground.

3. Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin

masukan ADC.



4. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin

fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B

Pin Fungsi Khusus

PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)

PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)

PB4 SS (SPI Slave Select Input)

PB3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

PB2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)

INT2 (External Interrupt 2 Input)

PB1 T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)

PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output)

5. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin

fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C

Pin Fungsi khusus

PC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)

PC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)

PC5 Input/Output

PC4 Input/Output

PC3 Input/Output

PC2 Input/Output

PC1 SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line)

PC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)

6. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin

fungsi khusus, seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D

Pin Fungsi khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)

PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)

PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)

PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)

PD1 TXD (USART Output Pin)

PD0 RXD (USART Input Pin)



7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Sumber: http://digilib.ittelkom.ac.id

2.7. Relay

Gambar 2.14 Relay

Relay merupakan salah satu peralatan elektronik yang berfungsi untuk

memtuskan dan mehubungkan suatu rangkaian elektronik yang satu dengan yang

lainnya. Pada dasarnya relay adalah saklar elektromagnetik yang akan bekerja

apabila arus mengalir melalui kumparan, lalu inti besi akan menjadi magnet dan

akan menarik kontak-kontak relay. Kontak-kontak dapat ditarik apabila garis

magnet dapat mengalahkan gaya pegas yang melawannya. Besarnya gaya magnet

bergantung dari medan di celah udara pada inti magnet, jumlah lilitan kumparan,

dan kuat arus yang mengalir. Untuk memperbesar kuat medan magnet dibentuk

sirkuit magnet.

Kontak-kontak atau kutub-kutub dari relay umumnya memiliki tiga dasar

pemakaian yaitu :

1. Bila kumparan dialiri arus listrik maka kontaknya akan menutup dan

disebut sebagai kontak Normally Open (NO).

2. Bila kumparan dialiri arus listrik maka kontaknya akan membuka dan

disebut dengan kontak Normally Close (NC).




3. Tukar-sambung (Change Over/CO), jenis relay ini mempunyai kontak

tengah yang normalnya tertutup tetapi akan membuat kontak dengan yang

lain bila relay dialiri listrik.

Berikut ini memperlihatkan beberapa bentuk kontak dari sebuah relay :

Gambar 2.15 Jenis Konstruksi Relay

Sumber: http://lionjogja.20m.com/relay

2.8. Motor DC

Gambar 2.16 Motor DC

Motor DC adalah sebuah mesin yang berfungsi mengubah tegangan listrik

arus searah menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik, tenaga gerak tersebut

berupa putaran dari rotor.

Motor DC terdiri dari 2 bagian, yakni bagian stator (bagian yang diam)

dan bagian rotor (bagian yang bergerak/berputar). Bagian Stator terdiri dari :

• Pelindung Mesin

Pelindung mesin memiliki fungsi sebagai tempat jalannya fluksi magnet

dan sebagai tempat pegangan bagian lain.

http://lionjogja.20m.com/relay

http://4.bp.blogspot.com/_3ZSNv5d8KcM/TOYbrvm_1fI/AAAAAAAAAP4/pcZdwV8G5XY/s1600/DC_Motor_259165316.jpg



• Kutub Magnet

Kutub magnet pada bagian stator berfungsi sebagai pendistribusi

fluksifluksi magnet ke bagian rotor.

• Belitan Kutub Magnet

Belitan kutub magnet berfungsi sebagai pembangkit fluksi magnet yang

membentuk kutub-kutub magnet.

• Terminal

Terminal sebagai sarana atau tempat penyambungan kabel atau

penghantar.

• Bearing

Bearing sebagai bantalan luncur rotor atau sebagai alat mempertahankan

posisi rotor.

• Sikat

Sikat sebagai sarana pendistribusian besaran arus listrik dari bagian stator

ke bagian rotor atau dari bagian rotor ke bagian stator.

Sedangkan bagian rotor, terdiri dari :

• Inti Rotor

Inti rotor berfungsi sebagai tempat jalannya fluksi magnet dan sebagai

pemegang belitan rotor.

• Lilitan Rotor atau Belitan Jangkar

Lilitan rotor atau belitan jangkar berfungsi sebagai tempat jalannya arus

listrik.

• Komutator

Komutator berfungsi sebagai alat pengubah arus AC pada belitan motor

menjadi arus DC.

• Poros Rotor

Poros rotor merupakan bagian rotor yang berfungsi sebagai tempat penjaga

posisi rotor.

• Lamel

Lamel merupakan bagian dari komutator yang berfungsi sebagai untuk

menghubungkan belitan rotor ke sikat.



Prinsip dasar Motor DC didasarkan pada suatu gejala bahwa jika suatu

penghantar yang berarus dilewatkan pada magnet maka akan menghasilkan suatu

gaya gerak. Arah gerak dari penghantar tersebut ditentukan dengan kaidah tangan

kiri. Besar gaya gerak yang dihasilkan dapat dihitung melalui persamaan:

F = BIl (N) ............................ (7)

Dimana :

B = Kepadatan flux magnet (Weber)

I = Arus listrik yang mengalir (Ampere)

l = Panjang penghantar (Cm)

Gambar 2.17 Arah Putaran Pada Kumparan

Apabila penghantar terletak disekeliling rotor motor DC, maka akan

timbul suatu gerak putar pada penghantar tadi. Karena gerak putar tersebut terjadi

akibat adanya pengaruh medan magnet di sekitar rotor tadi. Apabila beban yang

bekerja pada motor tidak berubah-ubah, maka timbul suatu daya (W), Torsi (Nm)

dan kecepatan sudut ω (rad/s) dan dapat dituliskan kedalam persamaan :

P = VxI (Watt) ............................ (8)

T =

(Nm) ............................ (9)

ω = .

.......................... (10)

Pengaturan kecepatan pada motor DC sangat penting karena karakteristik

pada putarannya yang dapat menguntungkan dibandingkan dengan jenis motor

lain.



Berikut adalah berbagai metode pengaturan kecepatan pada motor DC :

1. Pengaturan kecepatan dengan mengatur medan shunt.

Metode ini dilakukan dengan cara menyisipkan tahanan variable yang

dipasang secara seri terhadap kumparan medannya.

2. Pengaturan kecepatan dengan mengatur tahanan jangkar.

Metode ini dilakukan dengan cara menyisipkan tahanan secara seri

terhadap tahanan jangkar motor, karena hubungan seri menjadikan rugi

panas besar.

3. Pengaturan kecepatan dengan mengatur tegangan masukannya.

Metode ini dilakukan dengan cara mengatur tahanan medannya, cara ini

memiliki batas yang lebar.

Sumber: http://staff.ui.ac.id

2.9. Solenoid

Gambar 2.18 Solenoid

Solenoid adalah salah satu jenis kumparan terbuat dari kabel panjang yang

dililitkan secara rapat dan dapat diasumsikan bahwa panjangnya jauh lebih besar

daripada diameternya. Dalam kasus solenoid ideal, panjang kumparan adalah tak

hingga dan dibangun dengan kabel yang saling berhimpit dalam lilitannya, dan

medan magnet di dalamnya adalah seragam dan paralel terhadap sumbu solenoid.

Kuat medan magnet untuk solenoid ideal adalah:

............................ (11)

http://staff.ui.ac.id/

http://id.wikipedia.org/wiki/Kumparan

http://id.wikipedia.org/wiki/Kabel

http://id.wikipedia.org/wiki/Panjang

http://id.wikipedia.org/wiki/Diameter

http://id.wikipedia.org/wiki/Tak_hingga

http://id.wikipedia.org/wiki/Tak_hingga

http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnet



di mana:

adalah kuat medan magnet,

adalah permeabilitas ruang kosong,

adalah kuat arus yang mengalir,

adalah jumlah lilitan.

Jika terdapat batang besi dan ditempatkan sebagian panjangnya di dalam

solenoid, batang tersebut akan bergerak masuk ke dalam solenoid saat arus

dialirkan. Hal ini dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan tuas, membuka pintu,

atau mengoperasikan relay.

Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/solenoid

2.10. Perangkat lunak

Pemrograman mikrokontroler ATmega8535 dapat menggunakan low level

language (assembly) dan high level language (C, Basic, Pascal, JAVA,dll)

tergantung compiler yang digunakan (Widodo Budiharto, 2006). Bahasa

Assembler mikrokontroler AVR memiliki kesamaan instruksi, sehingga jika

pemrograman satu jenis mikrokontroler AVR sudah dikuasai, maka akan dengan

mudah menguasai pemrograman keseluruhan mikrokontroler jenis mikrokontroler

AVR. Namun bahasa assembler relatif lebih sulit dipelajari dari pada bahasa C.

Salah satu software aplikasi yang dapat digunakan untuk pemrograman

mikrokontroller keluarga AVR adalah BASCOM (Basic Compiler) AVR.

BASCOM AVR ini menggunakan high level language yang merupakan

pengembangan dari bahasa Basic. Compiler ini berfungsi untuk mengubah format

program kedalam format hexsadesimal agar program yang telah dibuat dapat

dimengerti oleh mikrokontroler.

Kumpulan karakter pada BASCOM terdiri dari karakter alphabet, karakter

angka, dan karakter khusus. Karakter alphabet dalam BASCOM terdiri dari huruf

kapital (A-Z) dan huruf kecil (a-z). Sedangkan karakter angka pada BASCOM

adalah 0-9. Huruf A-H dapat digunakan sebagai bagian angka heksadesimal.

Gambar 2.13 merupakan main windows pada BASCOM AVR.

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Permeabilitas&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Besi

http://id.wikipedia.org/wiki/Relai

http://id.wikipedia.org/wiki/solenoid



Gambar 2.19 Main Windows pada BASCOM AVR

1. Baris Program BASCOM

BASCOM memiliki baris program dengan syntax sebagai berikut :

[[line identifier]] [[statement]] [[:statement]] ... [[comment]]

2. Penggunaan Line Identifiers

BASCOM mendukung satutipe line identifier atau pengenal baris yaitu

label baris alfa numerik. Sebuah label baris alfabet dapat terdiri dari 1-32

huruf dan angka yang diawali dengan sebuah huruf kemudian diakhiri

dengan sebuah titik dua (:). Kata kunci BASCOM tidak diperbolehkan

untuk dijadikan sebagai label .

Label dapat dimulai di kolom berapapun, selama karakter pertama bukan

kosong atau spasi pada baris. Spasi tidak diperbolehkan diantara label titik

dua (:) atau setelahnya. Sebuah baris hanya boleh memiliki sebuah label.

Ketika ada label pada suatu baris maka tidak ada pengenal baris lainnya

yang dapat digunakan pada baris yang sama. Penggunaan huruf kecil

dengan huruf kapital pada BASCOM memberikan arti yang sama.

Sebuah pernyataan BASCOM bisa “dieksekusi” atau “tidak dieksekusi”.

Sebuah pernyataan dieksekusi melanjutkan aliran sebuah logika program

dengan memberitahu program apa yang akan dilakukan selanjutnya.

Sedangkan program tidak dieksekusi melakukan tugas seperti

mengalokasikan penyimpanan untuk variabel, deklarasi, dan menentukan

tipe variabel. Contoh dari pernyataan ini adalah “DIM” dan “REM”.



Sebuah komentar adalah pernyataan tidak dieksekusi yang digunakan

untuk penjelasan program atau lainnya. Komentar dinyatakan dengan

pernyataan REM atau tanda petik tunggal ('). Lebih dari satu pernyataan

dapat ditempatkan pada satu baris, tetapi dengan menggunakan tanda

pemisah (:).

3. Tipe Data

Variabel dalam BASCOM memiliki sebuah tipe data yang menentukan

apa yang dapat disimpan dalam variabel. Berikut ini adalah tipe data yang

dapat digunakan dalam BASCOM.

Bit (1/8 byte)

Sebuah bit hanya dapat berisi nilai 1 atau 0.

Byte (1 byte)

Byte tersimpan sebagai angka biner 8-bit tidak bertanda (dari 0 - 255).

Integer (dua byte)

Integer tersimpan sebagai angka biner bertanda 16-bit dengan range

nilai dari -32.768 samapi +32.768.

Word (dua byte)

Word tersimpan sebagai angka biner tidak bertanda dengan range nilai

dari 0 sampai 65.535.

Long (empat byte)

Long tersimpan sebagai angka biner bertanda 32-bit dengan nilai -

2.147.483.648 samapi +2.147.482.648.

Single

Single tersimpan sebagai angka biner bertanda 32-bit dengan range nilai

dari 1,5 x 10-324

sampai 3,4 x 10308

.

Double

Double tersimpan sebagai angka biner bertanda 64-bit dengan range

nilai dari 5,0 x 10-324

sampai 1,7 x 10308

.

String (sampai 254 byte)

String tersimpan sebagai byte yang diakhiri dengan sebuah byte 0.

sebuah string dengan panjang 10 byte akan menempati 11 byte.



4. Variabel

Sebuah variabel adalah nama yang menunjuk ada sebuah objek tertentu.

Nama dari sebuah variabel pada BASCOM dapat terdiri dari 32 karakter.

Karakter yang diperbolehkan hanya huruf dan angka. Karakter pertama

dari sebuah variabel harus sebuah huruf. Sebuah variabel tidak boleh

menggunakan kata yang sudah dipakai BASCOM (Reserved Word). Yang

termasuk Reserved Word adalah semua perintah, pernyataan, nama fungsi,

register internal, dan nama operator.

Sebuah variabel angka hanya dapat diisi dengan nilai angka (integer, byte,

long, single, atau bit). Angka heksadesimal atau biner dapat dimasukkan

dengan menggunakan awalan &H atau &B. Sebelum memasukan sebuah

variabel, compiler harus diberitahu dahulu dengan menggunakan perintah

DIM.

Contoh :

DIM A as bit, DIM B as Integer, DIM C as Byte, DIM S as string*10,

String membutuhkan parameter tambahan untuk menentukan panjang

karakternya.

5. Ekspresi dan Operator

Sebuah ekspresi bisa sebuah konstanta, variabel atau sebuah nilai tunggal

yang didapat dari penggabungan konstanta, variabel, dan ekspresi lainnya

dengan operator. Operator melakukan operasi matematika atau logika pada

nilai. BASCOM membagi ke dalam 4 kategori, yaitu : Aritmatika, Relasi,

Logika, dan Fungsional.

Simulator Windows merupakan jendela simulasi yang digunakan untuk

melihat peragaan perancangan program yang telah dibuat pada jendela utama.

Didalam jendela simulasi ini juga terdapat simulasi dari hardware, I/O register,

dan tampilan memori yang digunakan pada mikrokontroler (Flash ROM) seperti

gambar di bawah ini:



.

Gambar 2.20 Simulator Windows Pada BASCOM AVR

Gambar 2.21 Struktur Memori flash ROM

BAB II LANDASAN TEORIdigilib.polban.ac.id/files/disk1/73/jbptppolban-gdl... · 2013. 4. 17. · 2.3. Teori Sensor. Gambar 2.3. Jenis Sensor dan Transduser . Sensor adalah peralatan

Documents