= ∫ � � �� ��
�
= �
�� ∫ � ��
�
= � �
= � sehingga rumus momen inersia untuk benda berbentuk mangkuk anemometer yaitu :
� = +
�� + �
Untuk konstruksi baling- baling mangkuk ditampilkan pada gambar 2.24. beserta pehitungannya [11].
Gambar 2.24. Sketsa mangkuk anemometer ideal Dari Gambar 2.25.a dapat diperoleh persamaan di bawah ini :
Cos 60
° =
2.12
Dari Gambar 2.25.b dapat diperoleh persamaan di bawah ini : Cos 30
° =
2.13
2.13. Proses Pensamplingan Data
Pada sistem datalogger ini menggunakan Timer 1 yang ada didalam mikrokontroler. Rumus yang akan digunkan untuk proses pensampingan ditunjukan pada persamaan
dibawah ini : ���� =
�
−
�
∗
2.14
2.14. MAPE Mean Absolute Percentage Error
MAPE merupakan salah satu model perhitungan untuk mengetahui seberapa besar error yang terjadi pada hasil yang diperoleh. MAPE memiliki persamaan sebagai berikut[12]
:
MAPE = |
�� � � �− �� � �
� � � ℎ �� � �
�
∗ |
2.15
2.15. Sensitivity error
Sensitivity error merupakan perbandingan error antara nilai keluaran terhadap perubahan masukan atau variabel yang diukur.
Rumus untuk sensitivity error sebagai berikut : Sensitivity error = myang seharusnya
– myang didapat100 2.16
Keterangan : m = gradien dari persamaan liniernya. Semakin besar sensitivity error maka itu menandakan semakin besar pula eror yang
terjadi pada alat tersebut.
a b
Gambar 2.25.a. Tinjau segitiga x, b. Tinjau segitiga y PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
BAB III RANCANGAN PENELITIAN
3.1. Konsep Dasar
Sistem data logger kincir angin propeler berbahan kayu digunakan untuk menyimpan data, dimana data tersebut berisi 5 masukan yaitu data tegangan, data arus, data
kompas, data kecepatan angin, dan data kecepatan kincir angin. Kelima data tersebut akan tersimpan didalam SD Card dan juga setiap detiknya akan menyimpan data tersebut dengan
bantuan Real Time Clock. Jadi keluaran dari generator kincir angin akan disearahkan oleh rangkaian jembatan diode. Setelah itu akan masuk kedalam pembagi tegangan yang telah
dirancang sesuai masukan nya yaitu tegangan DC, setalah itu baru akan masuk ke dalam Arduino Uno. untuk keluaran sensor arus akan diolah terlebih dahulu dengan pengondisi
sinyal, dikarenakan berdasarkan datasheet WCS1800 memiliki kelineritasan arus dari -20 Ampere sampai dengan +20 Ampere. Lalu setelah dari pengondisi sinyal akan masuk ke
dalam Arduino Uno. Untuk sensor kompas mengkalibrasi dengan sudut deklinasi lokasi dimana kita melakukan percobaan. Selanjutnya untuk mengukur kecepatan kincir angin dan
kecepatan angin dengan menggunakan Phototransistor. Setelah mendapatkan kelima data maka akan disimpan ke dalam SD Card yang diberi pewaktuan tiap detiknya. Mengacu pada
Gambar 1.2.
3.2. Perancangan Perangkat Keras 3.2.1. Sensor Tegangan
Perancangan sensor tegangan mengacu pada rangkaian dasar pembagi tegangan pada Gambar 2.3. Rangkaian Pembagi. Untuk mengetahui nilai komponen yang akan
dipakai,maka menggunakan persamaan 2.3. Dengan Vin mulai dari 0 volt sampai dengan 60 volt dan Vout mulai dari 0 volt sampai dengan 3,3 volt, dapat kita hitung besaran pembagi
tegangan yang akan kita gunakan. Dengan menentukan � sebesar 47KΩ,
� = �
�
∗ �
� + � PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
. � = �
� + � � 3.3
� +
KΩ = R2 60Vdc � =
− .
� = 2735.5Ω
Gambar 3.1. Rangkaian Pembagi tegangan dan nilai komponen Gambar 3.1 menunjukan rangkaian pembagi tegangan yang diperuntukan tegangan
maksimal adalah 60 volt. Vin adalah tegangan masukan yang dihasilkan generator yang sudah disearahkan oleh jembatan dioda. Vout adalah tegangan keluaran dari pembagi
tegangan
3.2.2. Sensor Arus
Dalam sensor arus ini menggunakan modul sensor arus yang telah terintegrasi yaitu WCS1800, dimana berdasarkan datasheet modul sensor ini mampu mendeteksi arus dari -
50 Ampere sampai dengan +50 Ampere. Dalam modul ini sudah tersedia keluaran analog yang nantinya akan digunakan sebagai masukan ke dalam Arduino Uno. Ketika sensor
mendeteksi nilai 0 Ampere maka keluaran Analog Output adalah 2.5Vdc, maka dari itu dibuat pengondisi sinyal supaya 2.5Vdc menjadi 0V dan nilai maksimum dari keluaran.
pengondisi sinyal adalah 3.3Vdc ketika arus mencapai 25 Ampere. Ilustrasi persamaan dapat dilihat pada Gambar 3.2
Gambar 3.2. Grafik persamaan sensor WCS1800 Dimana sumbu y merupakan tegangan yang akan masuk kedalam Arduino Uno dan sumbu
x merupakan tegangan keluaran dari sensor WCS1800. Besaran nilai 2 Volt pada sumbu x merupakan nilai tegangan keluaran ketika arus 0 Ampere adalah 2,5 Volt tetapi
diminimalkan menjadi 2 Volt. Lalu untuk besar 5 Volt merupakan tegangan maksimal yang keluar dari WCS1800 dengan rumus : sensivitas sensor rentang arus + 2,5 Volt = 60mVA
30 Ampere + 2,5 Volt. Nilai sebenarnya adalah 4,3 Volt tetapi dimaksimalkan menjadi 5 Volt. Dengan begitu diharapkan sensor memiliki karakterisktik ketika tegangan keluaran
sensor 2 Volt maka pengondisi sinyal akan mengeluarkan tegangan 0 Volt dan ketika tegangan keluaran sensor sebesar 5 Volt maka keluaran dari pengondisi sinyal adalah 3,3
Volt. Dimana
� =
∆� ∆�
=
. − −
= 1.1
y = mx + c 3.3 = 1.1 5 + c
c = - 2.2 Dengan persamaan 2.2, maka:
Vout = m Vin +c = 1.1 Vin
– Voffset = 1.1 Vin
– 2.2 = 1.1 Vin - 2
Dari hasil persamaan diatas dapat dilihat besar Voffset = 2V, dan penguatan sebesar 1.1 dengan begitu kita bisa menghitung besar R2 dan R4, dengan menentukan besar nilai salah
satu yaitu R2= 1KΩ, maka besar R4 adalah : . =
� �
R4 = R2 1.1 R4 = 1KΩ 1.1
R4 = 1.1KΩ Dimana berdasarkan rangkaian voltage subtraction R1= R2 dan R3=R4. Lalu untuk
Voffset=2V dapat kita hitung dengan rangkaian pembagi tegangan dengan persamaan 2.3 �
= �
�
∗
� � +�
� = �
� + � ∗ � � =
�Ω =
. Ω Setelah pembagi tegangan akan ada Buffer sebagai penyangga supaya nilai pada
pembagi tegangan tidak mempengaruhi nilai yang ada di voltage subtractionnya.
Gambar 3.3. Rangkaian pengondisi sinyal PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Rangkaian keseluruhan pengondisi sinyal tditunjukan pada Gambar 3.3. untuk besaran arus ini menggunakan penguat operasional LM358. Penguat ini menggunakan catu daya tunggal
sebesar 5V dapat menghasilkan tegangan keluaran sebesar 5mV sampai 3.5V.
3.2.3. Sensor Kompas
Sensor kompas yang digunakan adalah HMC5883L yang telah menjadi modul sensor kompas yaitu DT- Sense 3 Axis Compass. Dalam mengkalibrasi alat ini penulis hanya
mengkalibrasi melalui program untuk sudut deklinasi dimana penulis melakukan percobaan ini. Konfigurasi DT- Sense 3 Axis Compass ditunjukan pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Konfigurasi DT- Sense 3 Axis Compass Dalam modul kompas ini yang digunakan untuk diolah di dalam Arduino Uno Rev3
adalah SCL Serial Clock, SDA Serial Data, tegangan masukan dan juga Ground. Dari keempat keluaran dari modul kompas akan diolah kedalam Arduino Uno Rev3. Wujud riil
dari sensor kompas ditunjukan pada gambar 3.5 dan Gambar 3.6 terlihat tampak atas dan tampak bawah
Gambar 3.5. tampak atas DT- Sense 3 Axis Compass PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
