RANCANG BANGUN PROTOTIPE ALAT PENCATAT PEMAKAIAN
BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR DENGAN
WATER FLOW SENSOR
BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Dengan berkembangnya teknologi
masa kini yang dimana ditandai dengan munculnya Revolusi Industri 4.0, semakin
banyaknya teknologi yang diciptakan untuk mempermudah suatu pekerjaan. Kemajuan
teknologi juga ditandai dengan berubahnya sistem kontrol dari teknologi
tersebut. Yang dimana penggunaan secara analog kini berubah menjadi digital,
hingga melakukan pengontrolan suatu alat dengan menggunakan mikrokontroler
saja.
Pada umumnya sebuah kendaraan
roda dua ataupun roda empat ketika ingin melihat sisa bahan bakar pada tangki
hanya mengandalkan sebuah parameter indikator
bahan bakar yang bertandakan “F”
artinyafulldan “E” artinyaemergency. Namun,
hal tersebut belum dapat membantu para pengguna kendaraan untuk melihat
parameter indikator pemakaian bahan dalam pencatatan konsumsi bahan bakar dalam
seharinya ataupun dalam hitungan bulan.
Dari beberapa kendala tersebut maka penulis memiliki sebuah
gagasan untuk mengembangkan metode analisa konsumsi bahan bakar. Yang dimana
penulis
mengajukan sebuah
judul yaituRancang“ Bangun
Prototipe Alat Pencatat
Pemakaian Bahan Bakar Pada
Sepeda Motor Dengan Water Flow Sensor Berbasis
Mikrokontroler Arduino Uno R3”. Untuk
mengukur debit aliran bahan bakar maka menggunakan
sensor Water Flow Sensor dan alat ini pula dilengkapi dengan penyimpanan
data logger.
Alat ini menggunakan sensor yang
diletakkan pada selang bensin yang mengarah ke karburator bensin. Sehingga
hasil pembacaannya dapat akurat. Data kemudian disimpan pada data logger dan dapat
ditampilkan pada media interface berupa smartphone dengan
menggunakan bluetooth sebagai media pengiriman.
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah ditulis maka rumusan
masalah dalam pembahasan ini antara lain:
1.
Bagaimana cara merancang alat pencatat pemakaian
bahan bakar dengan water flow sensor berbasis mikrokontroler?
2.
Apakah
alat tersebut akurat dalam pencatatan?
1.3.
Batasan Masalah
Agar
tidak terjadi kesalahan
penafsiran dalam pembuatan
alat ini pencatat pemakaian bahan bakar ini
maka akan di batasi permasalahan tersebut sebagai berikut:
1.
Dalam pembuatan alat ini hanya membahas
perancangan alat, pembuatan alat, hingga pengujian alat.
2.
Pengujian alat dengan menggunakan kendaraan roda
dua Yamaha Byson 150 cc dengan suplai bahan bakar menggunakan karburator, tidak
dengan yang lain.
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan perancangan alat pencatat
pemakaian bahan bakar antara lain
sebagai berikut:
1.
Terbentuknya alat pencatat pemakaian bahan bakar
dengan menggunakan sensor water flow sensor.
2.
Membuat suatu sistem pengukuran bahan bakar secara
akurat berbasis mikrokontroler.
1.5.
Manfaat Penelitian
Dari pembuatan proyek Tugas Akhir
ini diharapkan dapat bermanfaat baik penulis sendiri, mahasiswa, institusi
pendidikan ataupun masyarakat pengguna pada umumnya, adapun manfaat dari
pembuatan proyek Tugas Akhir ini antara lain:
1.
Sebagai alat untuk mencatat pemakaian bahan bakar
dengan water flow sesnor berbasis mikrokontroler.
2.
Sebagai
sarana praktik yang dapat dimanfaatkan pada lembaga pendidikan.
3.
Sebagai bahan referensi atau kajian bagi peneliti
lain untuk proses pengembangan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah suatu chip
berupa IC (Integrated Circuit) yang dapat menerima sinyal input,
mengolahnya dan memberikan sinyal output sesuai dengan program yang
diisikan kedalamnya. Sinyal input mikrokontroler berasal dari sensor
yang merupakan informasi dari lingkungan sedangkan sinyal output
ditujukan kepada aktuator yang dapat memberikan efek ke lingkungan. Jadi secara
sederhana mikrokontroler dapat diibaratkan sebagai otak dari suatu
perangkat/produk yang mempu berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya.
Mikrokontroler pada dasarnya
adalah komputer dalam satu chip, yang di dalamnya terdapat
mikroprosesor, memori, jalur Input/Output (I/O) dan perangkat pelengkap
lainnya. Kecepatan pengolahan data pada mikrokontroler lebih rendah jika
dibandingkan dengan PC. Pada PC kecepatan mikroprosesor yang digunakan saat ini
telah mencapai orde GHz, sedangkan kecepatan operasi mikrokontroler pada
umumnya
berkisar antara 1 – 16 MHz.
Begitu juga kapasitas RAM dan ROM pada PC yang bisa mencapai orde Gbyte,
dibandingkan dengan mikrokontroler yang hanya berkisar pada orde byte/Kbyte.
Meskipun kecepatan pengolahan
data dan kapasitas memori pada mikrokontroler jauh lebih kecil jika
dibandingkan dengan komputer personal, namun kemampuan mikrokontroler sudah
cukup untuk dapat digunakan pada banyak aplikasi terutama karena ukurannya yang
kompak. Mikrokontroler sering digunakan pada sistem yang tidak terlalu kompleks
dan tidak memerlukan kemampuan komputasi yang tinggi.
Sistem yang menggunakan
mikrokontroler sering disebut sebagai embedded system atau
dedicated system. Embeded system adalah sistem pengendali yang
tertanam
pada suatu produk, sedangkan dedicated system
adalah sistem pengendali 6 7 yang dimaksudkan hanya untuk suatu fungsi
tertentu. Sebagai contoh, printer adalah suatu embedded system karena
didalamnya terdapat mikrokontroler sebagai pengendali dan juga dedicated
system karena fungsi pengendali tersebut berfungsi hanya untuk menerima
data dan mencetaknya. Hal ini berbeda dengan suatu PC yang dapat digunakan
untuk berbagai macam keperluan, sehingga mikroprosesor pada PC sering disebut
sebagai general purpose microprocessor (mikroprosesor serba guna). Pada PC
berbagai macam software yang disimpan pada media penyimpanan dapat
dijalankan, tidak seperti mikrokontroler hanya terdapat satu software
aplikasi.
Penggunaan mikrokontroler
antara lain terdapat pada bidang-bidang berikut ini:
1.
Otomotif: Engine Control Unit, Air Bag, fuel
Control, Antilock Braking System, sistem pengaman alarm, transmisi
automatik, hiburan, pengkondisi udara, spedometer dan odometer, navigasi,
suspensi aktif.
2.
Perlengkapan rumah tangga dan perkantoran: sistem
pengaman alarm, remote control, mesin cuci, microwave,
pengkondisi udara, timbangan digital, mesin foto kopi, printer, mouse.
3.
Pengendali
peralatan di industri.
4.
Robotika, Saat ini mikrokontroler 8 bit masih
menjadi jenis mikrokontroler yang paling populer dan paling banyak digunakan.
Maksud dari mikrokontroler 8 bit adalah data yang dapat diproses dalam satu
waktu adalah 8 bit, jika data yang diproses lebih besar dari 8 bit maka akan
dibagi menjadi beberapa bagian data yang masing-masing terdiri dari 8 bit.
Masing-masing mikrokontroler mempunyai cara dan bahasa pemrograman yang
berbeda, sehingga program untuk suatu jenis mikrokontroler tidak dapat
dijalankan pada jenis mikrokontroler lain.
Untuk memilih jenis mikrokontroler yang
cocok dengan aplikasi yang dibuat terdapat tiga kriteria
yaitu:
1.
Dapat memenuhi kebutuhan secara efektif &
efisien. Hal ini menyangkut kecepatan, kemasan/packaging, konsumsi daya, jumlah
RAM dan ROM, jumlah I/O dan timer, harga per unit. 8
2.
Bahasa
pemrograman yang tersedia.
3.
Kemudahan
dalam mendapatkannya
Gambar 2. 1 Mikrokontroler
Sumber: Wicaksono, MF. 2017.
Mikrokontroler adalah salah satu
dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang
jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe,
mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana,
komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang
diterima dan program yang dikerjakan. Seperti umumnya komputer, mikrokontroler
adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya.
Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah
program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer.
Program ini menginstruksikan
komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk
melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer.
Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O
terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat
dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja
secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem. Sistem running bersifat
berdiri sendiri tanpa tergantung dengan 9 komputer sedangkan parameter komputer
hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program.
Langkah-langkah untuk download komputer dengan mikrokontroler sangat
mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak perintah. Pada mikrokontroler
tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan
dengan kebutuhan sistem. Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah
didapat.
2.2.
Sejarah Arduino
Gambar 2. 2 Sejarah Arduino
Sumber: Wicaksono, MF. 2017.
Arduino diciptakan pertama kali
di Ivrea, Italia pada tahun 2005 oleh Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom
Igoe, Gianluca Martino, David A. Mellis, dan Nicholas Zambetti.
Bahasa Arduino merupakan fork
(turunan) bahasa Wiring Platform dan bahasa
Processing. Wiring Platform diciptakan
oleh Hernando Barragan pada tahun 2003 dan
Processing dibuat oleh Casey Reas dan
Benjamin Fry pada tahun 2011.
Arduino dikembangkan dari thesis
Hernando Barragan didesain interaksi Institute Ivrea. Arduino dapat menerima
masukan dari berbagai macam sensor dan juga dapat mengontrol lampu, motor, dan
aktuator lainnya. Mikrokontroler pada board arduino di program menggunakan
bahasa pemrograman arduino (based on wiring) dan
IDE Arduino (based on processing). Proyek
arduino dapat berjalan sendiri atau juga bisa berkomunikasi dengan software
yang berjalan pada komputer.
Arduino memakai standar lisensi open
source, mencakup hardware (skema rangkaian, desain PCB), firmware
bootloader, dokumen, serta perangkat lunak IDE (Integrated Development
Environment) sebagai aplikasi programmer board Arduino. Setiap modul
Arduino menggunakan seri mikrokontroler yang berbeda seperti misalnya arduino
leonardo yang menggunakan mikrokontroler ATMega328/32U4.
Menggunakan Arduino sangatlah
membantu dalam membuat suatu prototyping ataupun untuk melakukan
pembatan proyek. Arduino memberikan 6 input output (I/O) yang sudah fix dan
bisa digunakan dengan mudah. Arduino dapat digabungkan dengan modul elektro
yang lain sehingga proses perakitan jauh lebih efisien.
Para desainer hanya tinggal
membuat software untuk mendayagunakan rancang hardware yang ada.
Software jauh lebih mudah untuk dimodifikasi tanpa harus memindahkan
kabel. Saat ini Arduino sangat mudah dijumpai dan ada beberapa perusahaan yang
mengembangkan sistem hardware open source ini.
2.3.
Bahasa Pemograman Arduino IDE
Gambar 2. 3 Bahasa Pemograman Arduino IDE
Sumber: Wicaksono, MF.
2017.
Bahasa Pemrograman C++ adalah
sebuah bahasa pemrograman komputer yang bisa digunakan untuk membuat berbagai
aplikasi (general-purpose programming language), mulai dari
sistem operasi (seperti Windows atau Linux), antivirus, software pengolah
gambar (image processing), hingga compiler untuk bahasa
pemrograman, dimana C banyak digunakan untuk membuat bahasa pemrograman lain
yang salah satunya adalah PHP.
Meskipun termasuk general-purpose
programming language, yakni bahasa pemrograman yang bisa membuat berbagai
aplikasi, bahasa pemrograman C paling cocok merancang aplikasi yang berhubungan
langsung dengan Sistem Operasi dan hardware. Ini tidak terlepas dari
tujuan awal bahasa C dikembangkan.
Bahasa pemrograman C dibuat
pertama kali oleh Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. Saat itu Ritchie bekerja
di Bell Labs, sebuah pusat penelitian yang berlokasi di Murray Hill, New
Jersey, Amerika Serikat.
Ritchie membuat bahasa
pemrograman C untuk mengembangkan sistem operasi UNIX. Sebelumnya, sistem
operasi UNIX dibuat menggunakan bahasa assembly
(assembly language). Akan tetapi bahasa assembly
sendiri sangat rumit dan susah untuk dikembangkan.
Dengan tujuan mengganti bahasa assembly,
peneliti di Bell Labs membuat bahasa pemrograman B. Namun bahasa pemrograman B
juga memiliki beberapa kekurangan, yang akhirnya di lengkapi oleh bahasa
pemrograman C++.
Dengan bahasa C inilah sistem
operasi UNIX ditulis ulang. Pada gilirannya, UNIX menjadi dasar dari banyak
sistem operasi modern saat ini, termasuk Linux, Mac OS (iOS), hingga sistem
operasi Android
2. 3. 1. Struktur
Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai
dua buah fungsi sebagai berikut:
|
1.
|
void setup( ) {
|
}
|
|
|
· Semua kode didalam kurung kurawal akan
dijalankan hanya satu kali
|
|
|
ketika program Arduino dijalankan untuk
pertama kalinya.
|
|
2.
|
void loop( ) {
|
}
|
· Fungsi
ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah
dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus
menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.
2. 3. 2. Syntax
Berikut ini adalah elemen bahasa C yang
dibutuhkan untuk format penulisan,
sebagai berikut:
1.
//
(komentar satu baris)
· Kadang
diperlukan untuk memberi catatan pada diri sendiri apa arti dari kode-kode yang
dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan apapun yang kita
ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program.
2. /* */
(komentar banyak baris)
· Jika anda
punya banyak catatan, maka hal itu dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai
komentar. Semua hal yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan
oleh program.
3.
{ } (kurung kurawal)
· Digunakan
untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan berakhir (digunakan juga pada
fungsi dan pengulangan).
4.
;
(titk koma)
· Setiap
baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada titik koma yang
hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).
2. 3. 3. Variabel
Sebuah program secara garis besar
dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang
cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya.
1.
int
(integer)
· Digunakan
untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka
desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767.
2.
long
(long)
· Digunakan
ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM)
dan mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan 2,147,483,647.
3.
boolean
(boolean)
· Variabel
sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (benar) atau FALSE
(salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.
4.
float
(float)
· Digunakan
untuk angka desimal (floating point). Memakai 4 byte (32 bit)
dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan 3.4028235E+38.
5.
char
(character)
· Menyimpan
1 karakter menggunakan kode ASCII (misalnya ‘A’ = 65).
Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM
2. 3. 4. Operator
Matermatika
Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja
seperti matematika yang sederhana).
|
1.
|
=
|
|
|
· Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai
yang lain (misalnya: x = 10
|
|
|
* 2, x sekarang sama dengan 20).
|
|
2.
|
%
|
|
|
· Menghasilkan sisa dari hasil pembagian
suatu angka dengan angka yang
|
|
|
lain (misalnya: 12 % 10, ini akan
menghasilkan angka 2).
|
|
3.
|
+
|
· Penjumlahan
4. –
· Pengurangan
5. *
· Perkalian
6. /
· Pembagian
2. 3. 5. Operator Pembanding
|
|
Digunakan untuk membandingkan nilai
logika, sebagai berikut:
|
|
1.
|
==
|
|
|
· Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE
(salah) atau 12 == 12
|
|
|
adalah TRUE (benar)).
|
|
2.
|
!=
|
· Tidak
sama dengan (misalnya: 12 != 10 adalah TRUE (benar) atau 12 != 12 adalah
FALSE (salah)).
3. <
· Lebih kecil dari (misalnya: 12
< 10 adalah FALSE (salah) atau 12 < 12 adalah FALSE (salah)
atau 12 < 14 adalah TRUE (benar)).
4. >
· Lebih
besar dari (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 > 12
adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah)).
2. 3. 6. Struktur Pengaturan
Program sangat tergantung pada
pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar
pengaturan (banyak lagi yang lain dan bisa dicari di internet).
1.
If,
else, dengan format seperti berikut ini:
· if (kondisi) { }
· else if (kondisi) { }
· else { }
Dengan struktur seperti diatas
program akan menjalankan kode yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE,
dan jika tidak (FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else
if dan jika kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan
dijalankan.
2. for, dengan format seperti berikut ini:
· for (int i = 0; i <
#pengulangan; i++) { }
Digunakan bila anda ingin melakukan pengulangan kode di dalam
kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan yang
diinginkan.
Melakukan penghitungan ke
atas dengan i++ atau ke bawah dengan i–.
2. 3. 7. Digital
Secara umum pin pada Arduino
dapat dikonfigurasi ke dalam dua mode, yaitu mode input dan output.
Mode input berarti mengeset pin agar dapat digunakan untuk menerima
masukan sinyal. Mode output berarti mengeset pin agar dapat mengirimkan sinyal.
1.
pinMode(pin,
mode)
Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin
adalah nomor pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19).
Mode yang bisa digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.
2.
digitalWrite(pin,
value)
Ketika sebuah
pin ditetapkan sebagai
OUTPUT, pin tersebut
dapat
dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5
volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).
3.
digitalRead(pin)
Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka
anda dapat menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH
(ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).
2.4.
Arduino Uno R3
Gambar 2. 4 Arduino Uno R3
Sumber: Wicaksono, MF.
2017.
Sumber: Wicaksono, MF.
2017.
2. 4. 3. Memori Atmega328
Gambar 2. 7 Memori Atmega328
Sumber:
https://en.wikipedia.org/wiki/ATmega328
Atmega 328 ini memiliki 32 KB dengan 0,5 KB digunakan untuk loading
file. Ia juga memiliki 2 KB dari SRAM (Static Random Access Memory)
dan 1 KB dari EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read-Only Memory).
2. 4. 4. Input dan Output
Pada
masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai Input
atau Output, menggunakan fungsi pin mode (), digital Write
(), dan digital Read (). 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, ada beberapa pin yang memiliki
fungsi khusus:
1. 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 ATmega8 U2 USB-to-Serial TTL.
2. Eksternal
Interupsi: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada
nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat attach
Interrupt () fungsi untuk rincian.
3.
PWM: 3, 5, 6,
9, 10, dan 11. Menyediakan 8-bit Output PWM dengan analog
Write () fungsi.SPI : 10 (SS), 11 (mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini
mendukung komunikasi SPI menggunakan
perpustakaan SPI.
4. LED: 13. Ada built-in
LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai tinggi,
LED menyala dan ketika pin adalah rendah, LED akan mati. Arduino Uno
memiliki 6 Input analog, diberi label A0 sampai A5, masing- masing menyediakan 10 bit resolusi yaitu 1024 nilai
yang berbeda. Secara default sistem mengukur
dari tanah sampai 5 volt.
5. TWI: A4
atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi TWI Aref. Referensi
tegangan untuk Input analog. Digunakan dengan analog
Reference
().
6. Reset: Dapat
dilihat pemetaan antara pin Arduino dan Atmega328 Port. Pemetaan
untuk Atmega8, 168 dan 328 adalah identik.
2. 4. 5. Komunikasi
Arduino Uno memiliki sejumlah
fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain atau mikrokontroler
lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang telah
tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah
AT mega 16 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. AT
mega 328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI fungsi ini digunakan
untuk melakukan komunikasi Interface pada sistem.
Arduino adalah mesin digital
tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam alam analog (menggunakan
trik). Berikut ini cara untuk menghadapi hal yang bukan digital.
1.
analogWrite(pin,
value)
Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (pulse
width modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup
(on) atau mati (off) dengan sangat
cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya
keluaran analog. Value (nilai) pada format kode tersebut adalah angka
antara 0 ( 0% duty cycle ~ 0V) dan 255 (100% duty cycle ~
5V).
2.
analogRead(pin)
Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT
anda dapat membaca keluaran voltase-nya. Keluarannya berupa angka antara 0
(untuk 0 volts) dan 1024 (untuk 5 volts).
2.5.
Debit Aliran
Q = Debit Aliran (L/min)
V = Volume (L)
Gambar 2. 9 Perhitungan Debit Aliran
Sumber: Rahmad, Dian 2017.
Dalam hidrologi dikemukakan,
debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat ukur
permukaan air sungai. Pengukurannya dilakukan tiap
hari atau dengan pengertian yang lain debit atau
aliran sungai adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati
suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam sistem satuan SI
besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/sec).
Menurut Sosrodarsono dan Takeda
(2006), debit air sungai adalah laju aliran air yang melewati suatu penampang
melintang dengan persatuan waktu. Besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter
kubik per detik (m3/sec).
Menurut Harnalin (2010), debit
air adalah jumlah air yang mengalir dari suatu penampang tertentu
(sungai/saluran/mata air) persatuan waktu (L/sec, m3/sec, dm3/sec). Dengan
mengetahui debit air suatu perairan kita dapat mengetahui jenis organisme apa
saja yang hidup disuatu perairan tersebut. Jika debit air disuatu perairan
tinggi maka dapat dipastikan bahwa organisme yang hidup di perairan tersebut
adalah organisme perenang kuat dan apabila debit suatu perairan tersebut rendah
maka organisme yang hidup diperairan tersebut adalah organisme yang membenamkan
diri.
Menurut Soemarto (1987) debit
diartikan sebagai volume air yang mengalir per satuan waktu melewati suatu
penampang melintang palung sungai, pipa, pelimpah, akuifer dan sebagainya. Data
debit diperlukan untuk menentukan volume aliran atau perubahan-perubahannya
dalam suatu sistem das. Data debit diperoleh dengan cara pengukuran debit
langsung dan pengukuran tidak langsung, yaitu dengan menggunakan liku
kalibrasi. Liku kalibrasi (ratting curve).
Menurut Sri Harto (2000) adalah
hubungan grafis antara tinggi muka air dengan debit. Liku kalibrasi diperoleh
dengan sejumlah pengukuran yang terencana dan mengkorelasikan dua variabel
yaitu tinggi muka air dan debit dapat dilakukan dengan menghubungkan
titik-titik pengukuran dengan garis lengkung diatas kertas logaritmik.
Maka
dapat disimpulkan bahwa
pengertian debit adalah
besaran yang
menyatakan volume
fluida yang mengalir
melalui suatu penampang
tertentu dalam
satuan waktu tertentu.
Untuk mengukur laju aliran pada zat cair maka dapat dihitung
dengan persamaan sebagai
berikut:
Q = VT (L/min)........................................................................................................ (2. 1)
Dimana:
Q = Debit Aliran (L/min)
V = Volume Aliran (L)
T = Waktu Aliran (s)
2.6.
Water Flow Sensor
Gambar 2. 10 Water Flow Sensor
Sumber: Wijayanto, Dadan, Dedi
Triyanto, Ilhamsyah. 2016.
Sensor aliran banyak digunakan
untuk pengendalian aplikasi, untuk mengukur aliran berupa gas dan cairan.
Aliran itu sendiri yaitu kecepatan aliran (flow rate) dan total volume
dari material yang mengalir dalam jangka waktu tertentu. Parameter yang
diterima oleh sensor akan dikirim berupa data angka dapat juga diteruskan untuk
menghasilkan aliran listrik atau sinyal yang dapat digunakan sebagai input
pada kontrol atau rangkaian elektrik lainnya. Water flow
sensor adalah salah satu dari sensor yang berfungsi untuk menghitung debit
zat cair yang mengalir yang menggerakkan motor dalam satuan liter. Sensor ini
terdiri dari beberapa bagian antara lain katup plastik, rotor air, dan sensor hall
effect. Prinsip kerja sensor ini adalah dengan memanfaatkan fenomena hall
effect.
2. 6. 1. Prinsip Kerja
dari Water Flow Sensor
Ketika zat cair yang mengalir
akan melewati katup dan akan membuat rotor magnet berputar dengan kecepatan
tertentu sesuai dengan tingkat aliran yang mengalir, kecepatan putar rotor akan
berubah ketika kecepatan aliran air menurun. Medan magnet yang terdapat pada
rotor akan memberikan efek pada sensor hall effect ketika rotor akan
berputar berdasarkan laju aliran tersebut. Hall effect ini didasarkan
pada efek medan magnetik terdapat partikel bermuatan yang bergerak. Ketika ada
aliran listrik yang mengalir pada device hall effect yang ditempatkan
dalam medan magnet yang arahnya tegak lurus arus listrik, pergerakan pembawa
muatan akan berbelok ke salah satu sisi dan menghasilkan medan listrik. Medan
listrik terus membesar hingga gaya Lorentz yang bekerja pada partikel
menjadi nol. Perbedaan potensial antara kedua sisi device tersebut
disebut potensial hall. Potensial hall ini sebanding dengan medan
magnet dan arus listrik yang melalui device dan itu akan menghasilkan
sebuah sinyal tegangan yang berupa pulsa (Pulse Width Modulator).
Keluaran (output) sensor
berupa sinyal pulsa dari putaran rotor. Pulsa menghasilkan frekuensi keluaran
yang sebanding lurus dengan laju aliran volumetric atau total laju
aliran yang melewati sensor. Mengukur laju aliran dengan perputaran rotor
memberikan akurasi yang tinggi, pengulangan yang baik dan struktur yang
sederhana. Sensor ini hanya membutuhkan satu sinyal (SIG) selain jalur 5 v dc
dan ground.
Kemudian sinyal tersebut diolah
pada mikrokontroler, dalam hal ini Arduino Uno sebagai penghitung data laju
debit cairan yang mengalir. Output dari pulsa tegangan memiliki tingkat
tegangan yang sama dengan input dengan frekuensi laju aliran cairan.
Sinyal tersebut dapat diolah menjadi data digital melalui mikrokontroler.
Gambar 2. 11 Gambar Fisik Dan Skematik Water
Flow Sensor
Sumber: Wijayanto, Dadan, Dedi
Triyanto, Ilhamsyah. 2016.
Untuk Spesifikasi dari Water flow Sensor dapat kita
lihat pada daftar di bawah ini: Tabel 2. 1 Spesifikasi Water Flow Sensor
|
No.
|
Spesifikasi
|
Keterangan
|
|
|
|
|
|
1.
|
Minimum Tegangan Kerja
|
DC 4.5V
|
|
|
|
|
|
2.
|
Maksimum Tegangan Kerja
|
15mA (DC 5V)
|
|
|
|
|
|
3.
|
Tegangan Kerja
|
DC 5V ~ 24V
|
|
|
|
|
|
4.
|
Rentang Aliran Arus
|
0.3 ~ 6 L/menit
|
|
|
|
|
|
5.
|
Kapasitas Beban
|
≤10mA (DC
5V)
|
|
|
|
|
|
6.
|
Suhu Operasional
|
≤80 ℃
|
|
|
|
|
|
7.
|
Suhu Cair
|
≤120 ℃
|
|
|
|
|
|
8.
|
Kelembaban Operasi
|
35% ~ 90% RH
|
|
|
|
|
|
9.
|
Tekanan Air
|
≤1.75MPa
|
|
|
|
|
|
10.
|
Suhu Penyimpanan
|
-25 ~ + 80 ℃
|
|
|
|
|
|
11.
|
Kelembaban Penyimpanan
|
25% ~ 95% RH
|
|
|
|
|
|
12.
|
Diameter Hole
|
1.2
mm
|
|
|
|
|
|
13.
|
Output Siklus Pulsa
|
50% ± 10%
|
|
|
|
|
|
14.
|
Pulsa Output
Tingkat Tinggi
|
> DC 4.7 V
|
|
|
|
|
|
15.
|
Karakteristik Aliran
Pulsa
|
F = (98*Q) ± 2%
|
|
|
|
|
|
16.
|
Berat
|
25 gram
|
|
|
|
|
https: Wijayanto, Dadan, Dedi
Triyanto, Ilhamsyah. 2016.
Untuk
mendapatkan nilai sinyal frekuensi dalam satuan Hz. Maka dapat dihitung dengan
persamaan sebagai berikut:
|
Pulse
Frequence = 98.Q (Hz) .................................................................................
|
(2. 2)
|
Dimana:
Q = Debit Air (L/min)
Pulse Frequence = Pulsa Frekuensi (Hz)
98 = Pulsa Per Detik Output
Dari Water Flow Sensor
Untuk mendapatkan nilai debit air dalam satuan
L/min. Maka dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Debit
Air =
|
pulse frequence
|
(L/min)
.........................................................................
|
(2. 3)
|
|
98
|
|
|
Dimana:
Q = Debit Air (L/min)
Pulse Frequence = Pulsa Frekunsi (Hz)
98 = Pulsa Per Detik Output
Dari Water Flow Sensor
2.7.
Function Generator
Gambar 2. 12 Function Generator
Sumber: Ekaputri, anindiya,
Makalah Function Generator 2017
Function Generator adalah
alat ukur elektronik yang menghasilkan atau membangkitkan gelombang
berbentuk sinus, segitiga, ramp, segi empat, dan bentuk gelombang pulsa.
Function generator terdiri
dari generator utama dan generator modulasi, generator utama menyediakan
gelombang output sinus, kotak, atau gelombang segitiga dengan rangkuman
frekuensi 0,01 Hz sampai 13 MHz. Generator modulasi menghasilkan bentuk
gelombang sinus, kotak, dan segitiga dengan rangkuman frekuensi 0,01 Hz sampai
10 kHz. Generator sinyal input dapat digunakan sebagai Amplitudo Modulation
(AM) atau Frequensi Modulation (FM). Selubung (envelope) AM
dapat diatur dari 0% sampai 100% dan FM dapat diatur frekuensi
pembawanya hingga ±5%.
Function Generator umumnya
menghasilkan frekuensi pada kisaran 0,5 Hz sampai 20 Mhz atau lebih
tergantung rancangan pabrik pembuatnya. Frekuensi yang dihasilkan dapat dipilih
dengan memutar-mutar tombol batas ukur frekuensi (frequency range).
Amplitudo sinyal yang dapat diatur berkisar
antara 0,1V – 20 Vp-p (tegangan
puncak ke puncak) kondisi
tanpa beban, dan 0,1 V – 10Vp-p (Volt peak to peak/tegangan
puncak ke
puncak) dengan beban
sebesar 50Ω. Output
utama ditetapkanSYNC oleh
Output.
Generator fungsi (function
generator) juga memiliki pengertian sebuah instrumen terandalkan yang
memberikan suatu pilihan beberapa bentuk gelombang yang frekuensi-frekuensinya
diatur sepanjang rangkuman (range) yang lebar. Bentuk-bentuk yang lazim
digunakan adalah sinusoida, segitiga, persegi, dan
gigi gergaji. Frekuensi bentuk–bentuk
gelombang ini dapat bisa diatur dari satu hertz sampai beberapa ratus kilohertz
(kHz) bahkan sampai megahertz (MHz). Generator fungsi juga bagian dari
peralatan atau software uji coba elektronik yang digunakan untuk
menciptakan gelombang listrik. Gelombang ini bisa berulang-ulang atau
satu kali yang dalam kasus ini semacam sumber pemicu diperlukan, secara
internal ataupun eksternal. Tipe lain dari generator fungsi adalah sub-sistem
yang menyediakan output sebanding terhadap beberapa input fungsi
matematika. Contohnya, output berbentuk kesebandingan dengan akar
kuadrat dari input. Alat seperti itu digunakan dalam sistem pengendali umpan
dan komputer analog.
Generator fungsi analog umumnya
menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar dari semua output nya.
Segitiga ini dihasilkan oleh kapasitor yang dimuat dan dilepas secara
berulang-ulang dari sumber arus konstan. Hal ini menghasilkan ramp voltase
menanjak dan menurun secara linier. Ketika voltase output mencapai
batas atas dan batas bawah, proses pemuatan dan pelepasan dibalik menggunakan
komparator menghasilkan gelombang segitiga linier. Dengan arus yang bervariasi
dan ukuran kapasitor, frekuensi yang berbeda dapat dihasilkan.
2. 7. 1. Fungsi Function
Generator
Uraian berikut berisikan
fungsi Function Generator sebagai:
1. Function
Generator Output, untuk mendapatkan keluaran (output)
bentuk gelombang yang diinginkan.
2.
Sweep Generator Output, untuk
mendapatkan ayunan (sweep) bentuk gelombang yang diinginkan.
3.
Frequency Counter, untuk menghitung frekuensi.
|
2. 7. 2. Bagian-Bagian Function
Generator
|
8
|
7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
1
2 3 4 5
Gambar 2. 13 Bagian-Bagian Function
Generator
Sumber: Sumber: Ekaputri,
anindiya, Makalah Function Generator 2017
Keterangan:
1. Tombol Frekuensi: untuk
mengatur besar frekuensinya.
2. Ramp pulse: untuk mengatur denyut
gelombang.
3.
Amplitude output: Putar
searah jarum jam untuk‐ mendapatkan
tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output 20dB. Jika
tombol ditarik, maka
4.
DC Offset: Untuk memberikan
offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ 10V. Tarik
dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif,
atau
putar
ke arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif.
Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari
generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika tanpa offset‐, sinyal yang dikeluarkan
adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V dan 2,5V. Sedangkan jika tombol offset
ini ditarik,
tegangan yang dikeluarkan dapat diatur
(dengan cara memutar tombol tersebut)
sehingga sesuai tegangan yang diinginkan
(misal berkisar +5V dan 0V).
5. Terminal output
utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama.
6.
Saklar daya (power switch): Untuk‐ menyalakan generator
sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala jala, lalu tekan saklar
daya ini.
7.
Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur
frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.
8. Indikator frekuensi:
Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.
9.
Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga
tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan.
10. Selektor range
frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang
dibutuhkan.
2. 7. 3. Prinsip Kerja Function
Generator
Frekuensi yang telah dibangkitkan oleh function generator
memasuki penguat pita lebar, didalam pita lebar terdapat proses yang dibantu
oleh oscilloscope untuk mengubah gelombang frekuensi seperti gelombang
sinus, segitiga, dan kotak.
2.8.
Frequance Counter
Gambar 2. 14 Frequance
Counter
Sumber: https://denykom.wordpress.com/pengenalan-frekuensi-counter-dan-
oscilloscope-beserta-fungsi-dan-penggunaannya/
Perangkat digital ini digunakan
untuk memeriksa tegangan signal 13 Mhz, 26 Mhz dan 32,768 Khz dalam bidang
perbaikan ponsel, besaran signal tersebut adalah hasil output dari
komponen VCO, IC RF dan Crystal Clock. Tombol-tombol yang ada pada
frekuensi
counter memang bervariasi, tergantung tipenya. Namun pada intinya, fungsi dari
tombol tersebut adalah:
Tombol
on/off : Mengaktifkan dan menonaktifkan perangkat.
Tombol gate tombol :
Berfungsi untuk mengatur
waktu gelombang yang
akan di
hasilkan.
Tombol
selektor : Berfungsi untuk mengatur chanel frekuensi
gelombang.
Ch
0 : Frekuensi diatas 30Mhz
hingga 2,4Ghz.
Ch
1 : Frekuensi 1Mhz s/d 30Mhz
(untuk ukur crystal 13 & 26Mhz).
Ch
2 : Frekuensi 100Khz s/d
100Khz (untuk crystal 32,768Khz).
Ch
3 : Counter.
Tombol
Function : Berfungsi sebagai tombol start dalam
melakukan Pengukuran.
Tombol
Rest : Berfungsi untuk mem “pause” tampilan display agar
terlihat.
2.9.
Oscilloscope
Gambar 2. 15 Oscilloscope
Sumber: https://denykom.wordpress.com/pengenalan-frekuensi-counter-dan-
oscilloscope-beserta-fungsi-dan-penggunaannya/
Oscilloscope adalah
alat untuk pengukuran gelombang signal frekuensi, alat ini sangat
berguna dalam pengukuran rangkaian elektronika seperti TV, Radio Komunikasi,
dsb. Oscilloscope adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan
signal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan
memperlihatkan bagaimana signal berubah terhadap waktu.
Seperti yang bisa anda lihat pada
gambar di bawah ini ditunjukkan bahwa pada sumbu vertical (Y), tegangan (V),
horizontal (X) menunjukkan besaran waktu (T). Layar osiloskop dibagi atas 8
kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap
kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada oscilloscope
digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut.
Gambar 2. 16 Tampilan Oscilloscope
Oscilloscope
‘Dual Trace’dapat memperagakan dua buah signal sekaligus pada
saat
yang sama. Cara ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk signal pada dua
tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik. Kadang-kadang signal oscilloscope
juga dinyatakan dengan 3 dimensi. Sumbu vertikal (Y), tegangan (V), horizontal
(X) menunjukkan besaran waktu (T) tambahan sumbu (Z) mempresentasikan
intensitas
tampilan oscilloscope. Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak
dibutuhkan dalam pengukuran.
Gambar 2. 17 Signal Oscilloscope
Pada dasarnya frekuensi adalah jumlah
siklus gelombang dalam satu detik yang
dilambangkan “F”
dalam satuan Hz (hertz). Waktu atau periode dalam pembacaan pulsa
adalah waktu
yang dibutuhkan satu
siklus pengulangan secara
lengkap, dapat
dilambangkan “T”
dalam satuan detik (second).
|
Rumus frekuensi sebagai
berikut:
|
|
|
|
=
|
1
|
(Hz)
............................................................................................................
|
(2. 1)
|
|
|
|
|
|
|
Dimana:
F = Frekuensi (Hz)
1 = Detik (Milisecond)
T = Periode (Second)
2. 9. 1. Fungsi-Fungsi
Pada Oscilloscope
Adapun pada oscilloscope memiliki
fungsi diantara lain sebagai berikut:
1.
Mengukur
besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
2.
Mengukur
frekuensi signal yang berosilasi.
3.
Mengecek
jalannya suatu signal pada sebuah rangkaian listrik.
4.
Membedakan
arus AC dengan arus DC.
5. Mengecek noise
pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu. Kanal 1 yang akan
dikalibrasi, maka BNC probe dihubungkan ke terminal masukan kanal 1, seperti
ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar 2. 18 Kabel Probe
Gambar diatas menggunakan probe 1X, dengan ujung probe yang
merah dihubungkan ke terminal kalibrasi. Capit buaya yang hitam tidak perlu
dihubungkan ke ground osiloskop karena sudah terhubung secara internal.
Pada layar osiloskop akan nampak gelombang persegi. Atur tombol kontrol
Volt/Div dan Time/Div sampai diperoleh gambar yang jelas dengan amplitudo 2 V peak
to peak dengan frekuensi 1 KHz, seperti ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar 2. 19 Tampilan
Frekuensi
Gunakan tombol kontrol posisi
vertikal V-pos untuk menggerakkan seluruh gambar dalam arah vertikal dan tombol
horizontal H-pos untuk menggerakkan seluruh gambar dalam arah horizontal. Cara
ini dilakukan agar letak gambar mudah dilihat dan dibaca.
Gambar 2. 20 Potensiometer Pengaturan
2. 9. 2. Panel Kendali Oscilloscope
Perhatikan bagian depan. Bagian
ini dibagi atas 3 bagian lagi yang diberi nama Vertical, Horizontal, and
Trigger. Osilosokop anda mungkin mempunyai bagian-bagian tambahan lainnya
tergantung pada model dan tipe osiloskop (analog atau digital). Perhatikan bagian
input. Bagian ini adalah tempat anda memasukkan input. Kebanyakan osiloskop
paling sedikit mempunyai 2 input dan masing-masing input dapat menampilkan
tampilan gelombang dimonitor peraga. Penggunaan secara bersamaan digunakan
untuk tujuan membandingkan.
Gambar 2. 21 Panel Kendali
Oscilloscope
Pelajari kegunaan
tombol-tombol berikut ini:
1.
Tombol
kontrol Volts/Div dengan pengatur tambahan untuk kalibrasi
2.
Tombol
Time/Div dengan pengatur tambahan untuk kalibrasi
3.
Pastikan
lokasi terminal untuk sinyal kalibrasi.
4.
Tombol Trigger atau Hold Off
5.
Tombol
pengatur intensitas dan pengatur fokus.
6.
Pengatur
posisi gambar arah vertikal (V pos) dan arah horizontal (H pos)
7.
Jika
menggunakan osiloskop “Dual Trace”,ada selektor kanal 1, 2,
atau dual.
8.
Pastikan
lokasi terminal masukan kanal 1 dan kanal 2.
2. 9. 3. Pengendali
Horizontal
Gunakan pengendali horizontal
untuk mengatur posisi dan skala pada bagian horizontal gelombang. Gambar 2.21
berikut menunjukkan jenis panel depan dan panel layar untuk mengatur bagian
horizontal.
Gambar 2. 22 Potensiometer Horizontal
Tombol posisi horizontal menggerakkan gambar gelombang dari
sisi kiri ke kanan atau sebaliknya sesuai keinginan kita pada layar. Tombol
Time/Div (time base control) Tombol kontrol Time/div memungkinkan untuk
mengatur skala horizontal. Sebagai contoh, jika skala dipilih 1 ms, berarti
tiap kotak (divisi) menunjukkan 1 ms dan
total layar menunjukkan 10 ms(10 kotak
horizontal). Jika satu gelombang terdiri dari 10 kotak, berarti periodenya
adalah 10 ms atau frekuensi gelombang tersebut adalah 100 Hz.
Mengubah Time/div membuat kita
bisa melihat interval sinyal lebih besar atau lebih kecil dari semula, pada
layar osiloskop gambar gelombang akan ditampilkan lebih rapat atau renggang.
2. 9. 4. Pengendali
Vertikal
Pengendali ini digunakan untuk
merubah posisi dan skala gelombang secara vertikal. Osiloskop memiliki pula
pengendali untuk mengatur masukan coupling dan kondisi sinyal lainnya
yang dibahas pada bagian ini. Gambar 2.22 menunjukkan tampilan panel depan dan
menu on-screen untuk kontrol vertikal.
Gambar 2. 23 Pengendali Vertikal
Tombol posisi vertikal digunakan
untuk menggerakkan gambar gelombang pada layar ke arah atas atau ke bawah.
Mengatur skala tampilan pada arah vertikal. Pemilihan posisi.
Misalkan tombol Volts/Div diputar pada posisi 5 Volt/Div, dan layar monitor
terbagi atas 8 kotak (divisi) arah vertikal. Berarti, masing-masing divisi
(kotak) akan menggambarkan ukuran tegangan 5 volt dan seluruh layar dapat
menampilkan 40 volt dari dasar sampai atas. Jika tombol tersebut berada pada
posisi 0.5 Volts/Div, maka layar dapat menampilkan 4 volt dari bawah sampai
atas, dan seterusnya.
Tegangan maksimum yang dapat
ditampilkan pada layar adalah nilai skala yang ditunjukkan pada tombol
Volts/Div dikali dengan jumlah kotak vertikal. Jika probe yg digunakan
menggunakan faktor pelemahan 10x, maka tegangan yang terbaca harus dikalikan
10. Seringkali skala Volts/Div dilengkapi dengan tombol variabel penguatan
(variable gain) atau fine gain control. Tombol ini digunakan untuk
melakukan kalibrasi tegangan.
2. 9. 5. Pembacaan Lebar
pulsa
Ketika melakukan pembacaan pada
lebar pulsa yang dihasilkan maka cara membaca lebar pulsa tersebut dengan
melihat lamanya waktu yang diperlukan saat bergerak dari low ke high
dan kembali ke low lagi. Dengan aturan lebar pulsa terukur adalah 50%
tegangan penuh. Untuk lebih jelas anda lihat gambar berikut:
Gambar 2. 24 Lebar Pulsa
Sumber gelombang listrik (sinyal
listrik) berasal dari berbagai macam, seperti: dari signal generator
(pembangkit sinyal), jala-jala listrik, rangkaian elektronik, dll. Beberapa
diantaranya ditunjukkan pada gambar di bawah:
Gambar 2. 25 Tampilan
Lebar Pulsa
2.10.
Modul Bluetooth HC-05
Gambar 2. 26 Modul Bluetooth HC-05
Sumber: Wicaksono, MF. 2017.
Bluetooth adalah protokol
komunikasi wireless yang bekerja pada frekuensi radio 2.4 GHz untuk
pertukaran data pada perangkat bergerak seperti PDA, laptop, HP, dan lain-lain.
Salah satu hasil contoh modul Bluetooth yang paling banyak digunakan adalah
tipe HC-05. Modul Bluetooth HC-05 merupakan salah satu modul Bluetooth
yang dapat ditemukan dipasaran dengan harga yang relatif murah. Modul
Bluetooth HC-05 terdiri
dari 6 pin konektor, yang setiap
pin konektor memiliki fungsi yang berbeda–beda.
Modul Bluetooth HC-05 dengan supply tegangan sebesar 3,3 V ke pin 12 modul
Bluetooth sebagai VCC. Pin 1 pada modul Bluetooth
sebagai transmitter. kemudian pin 0 pada Bluetooth sebagai receiver.
Module Bluetooth HC-05 merupakan
module Bluetooth yang bisa menjadi slave ataupun master hal ini
dibuktikan dengan bisa memberikan notifikasi untuk melakukan pairing
keperangkat lain, maupun perangkat lain tersebut yang melakukan pairing ke
Modul Bluetooth CH-05. Untuk
mengeset perangkat Bluetooth dibutuhkan perintah-perintah AT Command
yang mana perintah AT Command tersebut akan direspon oleh perangkat
Bluetooth jika modul Bluetooth tidak dalam keadaan terkoneksi dengan perangkat
lain.
Modul Bluetooth HC-05 merupakan
modul bluetooth yang bisa menjadi slave ataupun master hal ini
dibuktikan dengan memberikan notifikasi untuk melakukan pairing keperengkat
lain, maupun perangkat lain tersebut yang melakukan pairing ke
Modul Bluetooth HC-05. Untuk
mengeset perangkat bluetooth dibutuhkan perintah-perintah AT Command
yang mana perintah AT Command tersebut akan direspon oleh perangkat
bluetooth jika modul bluetooth tidak dalam keadaan terkoneksi dengan perangkat
lain. Tabel 2.2 dibawah adalah table AT Command Modul Bluetooth HC-05.
Keterangan AT Command Modul Bluetooth HC-05 dapat dilihat pada tabel 2.2
berikut:
Tabel 2. 2 AT Command Modul Bluetooth HC-05
|
No.
|
Perintah
|
Kirim
|
Terima
|
Keterangan
|
|
|
|
|
|
|
|
1.
|
Test Komunikasi
|
AT
|
ON
|
-
|
|
|
|
|
|
|
|
2.
|
Ganti Nama
|
AT+NAMEnamaBT
|
OknamaBT
|
-
|
|
|
Bluetooth
|
|
|
|
|
3.
|
Ubah
Pin Code
|
AT+PINxxxx
|
Oksetpin
|
Xxxx digit
|
|
|
|
|
|
key
|
|
4.
|
Ubah
Baudrate
|
AT+BAUD1
|
OK1200
|
1-----1200
|
|
|
|
AT+BAUD2
|
OK2400
|
2-----2400
|
|
|
|
AT+BAUD3
|
OK4800
|
3-----4800
|
|
|
|
AT+BAUD4
|
OK9600
|
4-----9600
|
|
|
|
AT+BAUD5
|
OK19200
|
5-----19200
|
|
|
|
AT+BAUD6
|
OK38400
|
6-----38400
|
Sumber:
http://diytech.net/2013//10/09/mengenal-bluetooth-modul-hc-05-1
2.11.
Liquid Crystal Display 16x2
Gambar 2. 27 Liquid Crystal
Display 16x2
Sumber: Wicaksono, MF.
2017.
LCD (Liquid Crystal Display)
adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil
utama. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah: - Terdiri dari 16
karakter dan 2 baris. - Mempunyai 192 karakter tersimpan. - Terdapat karakter
generator terprogram. - Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit. -
Dilengkapi dengan back light. Proses inisialisasi pin Arduino yang
terhubung ke pin LCD RS, Enable, D4, D5, D6, dan D7, dilakukan dalam baris
LiquidCrystal (2, 3, 4, 5, 6, 12, 7),
dimana lcd merupakan variable yang dipanggil setiap kali intruksi
terkait LCD akan digunakan.
Pada Proyek Akhir ini LCD dapat
menampilkan karakternya dengan menggunakan librari yang bernama Liquid
Crystal.
Berikut ada beberapa fungsi-fungsi
dari library LCD:
1.
begin(). Untuk begin() digunakan dalam
inisialisasi interface ke LCD dan mendefinisikan ukuran kolom dan baris
LCD. Pemanggilan begin() harus dilakukan terlebih dahulu sebelum memanggil
instruksi lain dalam librari LCD. Untuk syntax penulisan instruksi begin()
ialah sebagai berikut. lcd.begin(cols,rows) dengan lcd ialah nama variable,
cols jumlah kolom LCD, dan rows jumlah baris LCD.
2.
clear(). Instruksi clear() digunakan untuk
membersihkan pesan text. Sehingga tidak ada tulisan yang ditapilkan pada LCD.
3.
setCursor(). Instruksi ini digunakan untuk
memposisikan cursor awal pesan text di LCD. Penulisan syntax setCursor() ialah
sebagai berikut. lcd.setCursor(col,row) dengan lcd ialah nama variable, col
kolom LCD, dan row baris LCD.
4.
print(). Sesuai dengan namanya, instruksi print()
ini digunakan untuk mencetak, menampilkan pesan text di LCD. Penulisan syntax
print() ialah sebagai berikut.
lcd.print(data) dengan lcd ialah nama variable,
data ialah pesan yang ingin ditampilkan.
2.12.
Button Switch
Gambar 2. 28 Button Switch
Sumber:
http://eprints.polsri.ac.id/1779/3/BAB%20II.pdf
Button Switch adalah
saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik
dari sumber arus kebeban listrik.
Suatu sistem saklar tekan Button
Switch terdiri dari saklar tekan start, stop reset dan saklar untuk emergency.
Button Switch memiliki kontak NC (Normaly Close) dan NO (Normaly
Open).
Prinsip kerja Button Switch
adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah,
apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop
(memberhentikan) dan tidak NO akan berfungsi
sebagai start (menjalankan) biasanya digunakan pada sistem pengontrolan
motor-motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri-industri.
Button Switch dibedakan menjadi beberapa
tipe, yaitu:
1. Type Normaly Open (NO)
Tombol ini disebut juga dengan
tombol start karena kontak akan menutup bila ditekan dan kembali terbuka
bila dilepaskan. Bila tombol ditekan kontak bergerak akan menyentuh kontak
tetap sehingga arus listrik akan mengalir.
2. Type Normaly Close (NC)
Tombol ini disebut juga dengan tombol stop karena kontak akan
membuka bila ditekan dan kembali tertutup bila dilepaskan. Kontak bergerak akan
lepas dari kontak tetap sehingga arus listrik akan terputus.
2.13.
Modul SD Card
Gambar 2. 29 Modul SD Card
Sumber: Wicaksono, MF. 2017.
Modul SD Card adalah sebuah modul
yang berfungsi untuk membaca dan menulis data ke/ dari SD Card. Modul ini
memiliki interfacing menggunakan komunikasi SPI. Tegangan kerja dari
modul ini dapat menggunakan level tegangan 3.3 V DC atau 5V DC, yang dapat
digunakan salah satunya.
Modul ini cocok digunakan untuk
membuat piranti-piranti yang membutuhkan suatu penyimpanan bersifat non-volatile
(data akan tetap tersimpan walaupun tidak mendapatkan supplai tegangan) dengan
kapasitas besar, hingga mencapai Gigabyte. Modul ini banyak digunakan untuk
pembuatan perekaman medis, perekam dan playback musik, data logger dan
juga untuk pembuatan basis data.
Modul ini memiliki 8 buah
pin, diantaranya:
|
|
Tabel 2. 3 Macam-Macam Pin
|
|
|
|
|
No.
|
Nama Pin
|
|
|
|
|
1.
|
GND
|
|
|
|
|
2.
|
VCC 3.3V
|
|
|
|
|
3.
|
VCC 5V
|
|
|
|
|
4.
|
CS
|
|
|
|
|
5.
|
MOSI
|
|
|
|
|
6.
|
SCK
|
|
|
|
|
7.
|
MISO
|
|
|
|
|
8.
|
GND
|
|
|
|
Sumber:
https://www.nyebarilmu.com/cara-mengakses-module-micro-sd-menggunakan-arduino/
2.14.
Real Time Clock DS3231
Gambar 2. 30 Real Time Clock DS3231
Sumber: Wicaksono, MF. 2017.
Komponen real time clock
adalah komponen IC penghitung yang dapat difungsikan sebagai sumber data waktu
baik berupa data jam, hari, bulan maupun tahun. Komponen DS3231 berupa IC yang
perlu dilengkapi dengan komponen pendukung lainnya seperti crystal sebagai
sumber clock dan Battery External 3,6 Volt sebagai sumber energi
cadangan agar fungsi penghitung tidak berhenti.
Bentuk komunikasi data dari IC
RTC adalah I2C yang merupakan kepanjangan dari Inter Integrated Circuit.
Komunikasi jenis ini hanya menggunakan 2 jalur
komunikasi yaitu SCL dan SDA. Semua microcontroller
sudah dilengkapi dengan fitur komunikasi 2 jalur ini, termasuk diantaranya Arduino
Microcontroller.
Anda dapat mengkombinasikan display
Seven segment, display jenis LCD ataupun jenis matrix led untuk
menampilkan data dari IC RTC. Dengan bantuan Arduino microcontroller semua
opsi tersebut akan menjadi lebih mudah. Komponen RTC DS3231 memiliki
ketelitian dengan error sebesar 1 menit per tahunnya.
Fungsi pin dari komponen
RTC DS3231 adalah sebagai berikut:
1.
Pin Vcc (Nomor 8) berfungsi sebagai sumber energi
listrik utama. Tegangan kerja dari komponen ini adalah 5 volt, dan ini sesuai
dengan tegangan kerja dari microcontroller Arduino Board.
2.
Pin GND (Nomor 4) Anda harus menghubungkan ground
yang dimiliki oleh komponen RTC dengan ground dari battery back-up.
3.
SCL berfungsi sebagai saluran clock untuk
komunikasi data antara Microcontroller dengan RTC.
4.
SDA berfungsi sebagai saluran Data untuk
komunikasi data antara Microcontroller dengan RTC.
5.
X1
dan X2 berfungsi untuk saluran clock yang bersumber dari crustal
external.
6.
Vbat
Berfungsi sebagai saluran energi listrik dari battery external.
2.15.
Modul I2C PCF 8574
Gambar 2. 31 Modul I2C PCF 8574
Sumber:
https://alselectro.wordpress.com/2016/05/12/serial-lcd-i2c-module-pcf8574/
Inter Integrated Circuit atau
sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan
dua saluran yang di desain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem
I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data)
yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya. Piranti yang
dihubungkan dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave.
Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus
dengan membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data dengan
membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave
adalah piranti yang dialamati master.
Modul I2C PCF 8574 sangatlah
mudah digunakan. Terlebih lagi sudah tersedia librari Arduino yang mendukung
pemrograman yang sangat mudah dipahami walaupun bagi pemula sekalipun.
2.16.
Sistem Bahan Bakar Pada Sepeda Motor
Gambar 2. 32 Sistem Bahan Bakar Pada Sepeda
Motor
Sumber:
http://famolahx.blogspot.com/2011/06/sistem-bahan-bakar-merupakan-sistem.html
Sistem bahan bakar pada sepeda
motor adalah rangkaian komponen yang bekerja saling berkaitan dan bertujuan
untuk mensuplai campuran bahan bakar dan udara yang dibutuhkan untuk pembakaran
dalam kuantitas maupun kualitas yang sesuai dengan kebutuhan mesin.
Komponen-komponen
sistem bahan bakar motor antara lain:
1.
Tangki Bensin: Berfungsi sebagai tempat atau
penampung bahan bakar yang dilengkapi pelampung sebagai alat ukur isi bensin,
juga dilengkapi dengan kran bensin yang digunakan untuk mengalirkan atau
menutup bahan bakar bensin ke karburator.
2.
Saluran Bahan Bakar: adalah rangkaian dari mulai
kran tangki hingga ke karburator.
3.
Karburator
berfungsi untuk:
a.
Mengubah
bahan bakar cair menjadi bentuk gas atau kabut
b.
Mencampur bahan bakar bensin dengan udara pada
perbandingan yang tepat, secara teori 1: 14,7 (1: 15)
c.
Dapat memberi kebutuhan campuran bahan bakar
dengan udara sesuai dengan operasi mesin.
4.
Saringan udara/filter Berfungsi memisahkan kotoran
yang akan bercampur dengan bahan bakar pada karburator yang akan masuk kedalam
silinder.
Penulis :
ADETIA YUDA PRATAMA
NIM. 16 611 006
Jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Samarinda
