Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Alat Otomatisasi Pemanasan Mesin Kendaraan Bermotor T1 612007072 BAB II

4

BAB II

LANDASAN TEORI

Regulator LM2576

Regulator LM 2576 adalah regulator dengan kemampuan

switching

.

Regulator ini biasanya digunakan untuk menghasilkan

output

yang akurat.

LM2576 sendiri mampu bekerja pada arus rata

–

rata yang mencapai 3A.

Regulator jenis ini adalah regulator yang bekerja untuk mengkonversikan

tegangan DC ke DC

.

LM2576

merupakan sebuah

regulator

yang biasanya digunakan pada alat

komunikasi.

LM2576

mempunyai bermacam-macam

keluaran tegangan yaitu 3,3

V, 5 V, 12 V, dan

versi

adjustable

. Dalam pembuatan alat ini,

digunakan

LM2576

dengan keluaran tegangan 5

V.

LM2576

bekerja dengan menggunakan

prinsip

switching power supply

. LM2576 sendiri memiliki dua buah packaging

yaitu TO-220-5 dan TO-263-5. Namun demikian pada rancangan ini digunakan

tipe

packaging

TO-220-5. Pada Gambar 2.1 ini adalah bentuk fisik LM2576 dan

konfigurasi pin

–

pin yang dimilikinya.

Gambar 2.1 Konfigurasi pin

LM2576

Sementara itu spesifikasi manufaktur dan elektrik yang dimiliki oleh

LM2576 ditunjukan pada tabel 2.1 dan 2.2 di bawah ini.

5 Tabel 2.1 Spesifikasi manufaktur LM2576

Tabel 2.2 Spesifikasi elektrik LM2576

Mikrokontroler ATMEGA32

Mikrokontroler

ATMEGA32

mempunyai kapasitas memori program

besar,

SRAM internal

besar,

EEPROM

, dan kemampuan khusus. Mikrokontroler

ATMEGA32

adalah sebuah mikrokontroler 8-bit

AVR

yang rendah dalam

penggunaan daya dan memiliki performa kerja yang tinggi

. ATMEGA32

6

mempunyai kapasitas 32 kilobit memori program

,

1024 bit

EEPROM

, dan 2

kilobit

SRAM internal

. Kemampuan khusus dari

ATMEGA 32

, yaitu mempunyai

2

timer

-8 bit, 1

timer

16-bit,

Real Time Counter

dengan osilator yang terpisah, 8

kanal

ADC

10-bit,

TW1, USART, SPI, Watchdog Timer, analog comparator

, dan

sleep mode. ATMEGA32

membutuhkan sumber tegangan yang berkisar antara 4,5

hingga 5,5 V untuk menjalankan fungsinya. Kristal yang dapat digunakan pada

ATMEGA32

berkisar antara 0-16 MHz. Konfigurasi pin

ATMEGA32

disajikan

pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin

ATMEGA32

Dari Gambar 2.2. dapat dijelaskan cara kerja fungsional masing

–

masing pin,

yaitu :

VCC merupakan pin masukan positif catu daya. Setiap peralatan elektronika digital tentunya butuh sumber catu daya yang umumnya sebesar 5V, itulah sebabnya di PCB kit mikrokontroller selalu ada ICregulator 5V.

GND sebagai pin Ground.

Port.A (PAO..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin masukan ADC.

Port B (PBO..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Tirner/Counter, Komparator analog, dan SPI.

7

Port C (PCO..PC7) merupakan pin I/0 dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Osilator.

Port D (PDO..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.

Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller.

XTAL 1 dan XTAL 2 sebagai pin masukan clock ekstemal. Suatu mikrokontroler membutuhkan sumber detak (clock) agar dapat mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi nilai kristalnya, maka semakin cepat mikrokontroller tersebut.

AVCC sebagai pin masukan tegangan untuk ADC. AREF sebagai pin masukan tegangan referensi.

RTC DS 1307

RTC DS1307

adalah

IC serial Real Time Clock

(

RTC

) di mana alamat

dan data

ditransmisikan secara serial melalui sebuah

jalur data dua arah

I2C

. Oleh

karena

menggunakan jalur data

I2C

, maka hanya

memerlukan dua buah pin saja

untuk sarana

komunikasi yaitu pin untuk data dan pin untuk

sinyal

clock

.

Real Time Clock

(

RTC

) berfungsi untuk

menyimpan data-data waktu berupa: detik,

menit, jam, tanggal, bulan, dan tahun.

RTC

yang digunakan dalam pembuatan

penelitian ini

adalah

RTC

tipe

DS1307

. Gambar

Pinout

dari

RTC DS1307 disajikan pada Gambar 2.3.

8

Catatan waktu (

clock

) yang dihasilkan berupa informasi: detik, menit,

jam, hari, tanggal, bulan, dan tahun. Saat akhir bulan

RTC DS1307

secara

otomatis akan disesuaikan untuk bulan dengan hari kurang dari 31, termasuk juga

adanya penyesuaian untuk tahun.

Clock

tersebut beroperasi dalam 24 jam atau

format 12 jam dengan tambahan adanya

AM

/

PM

. Berikut ini adalah fitur-fitur

yang terdapat pada

RTC DS1307

:

1.

56-

byte

,

battery

-

backed

,

RAM nonvolatile

(

NV

)

RAM

untuk penyimpanan

2.

Antarmuka serial

Two-wire

(

I2C

)

3.

Sinyal luaran gelombang-kotak terprogram (

Programmable squarewave

)

4.

Deteksi otomatis kegagalan-daya (

powerfail

) dan rangkaian

switch

5.

Konsumsi daya kurang daripada 500nA menggunakan mode baterai cadangan

dengan operasional osilator

6.

Tersedia fitur industri dengan ketahanan terhadap perubahan suhu dari -40

hingga +85°C

Wavecom M 1206 B

Wavecom GPRS M1206B adalah sebuah modul yang dapat digunakan sebagai komunikasi via wireless GSM. Dengan alat ini kita dapat dengan mudah mengirimkan data berupa SMS atau data GPRS. Wavecom dapat dihubungkan dengan computer dengan menggunakan komunikasi data serial RS 232. Dengan menggunakan AT-Command sebagai perintah untuk mengirimkan data.

Di sini mikrokontroler dipake sebagai pengatur kapan ke nomor mana SMS akan dikirim serta isi SMS yg mau dikirim. Kita membutuhkan modem GPRS M1206B sebagai penghubung ke jaringan GSM.

Mikrokontroller mengirimkan perintah AT-Command ke M1206 B lewat komunikasi serial RS232. Lalu modem GSM ini akan mengirim data sesuai dengan AT-Command yg diterimanya.

9

AT-Command adalah perintah yang dapat diberikan kepada handphone atau GSM/CDMA modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk untuk mengirim dan menerima SMS. Dengan memprogram pemberian perintah ini di dalam komputer atau mikrokontroler maka perangkat didapat melakukan pengiriman atau penerimaan SMS secara otomatis untuk mencapai tujuan tertentu.

Komputer ataupun mikrokontroler dapat memberikan perintah AT-Command melalui hubungan kabel data serial ataupun bluetooth. Dinamakan AT-Command karena semua perintah diawali dengan karakter A dan T. Berikut perintah AT-Command :

Tabel 2.3 Perintah-perintah pada AT-Command dan fungsinya

2. Komunikasi serial

Komunikasi serial adalah sebuah komunikasi dimana pengiriman data

dilakukan per

bit

. Data yang ditransmisikan pada format transmisi satu

byte

dalam

komunikasi serial adalah 8

bit

. Sistem transmisi sinyal RS232 ini menggunakan

level

tegangan dengan sistem

common

(

power ground

). Sebelum data tersebut

ditransmisikan maka akan diawali oleh

start bit

dengan logika 0 (0 Volt),

kemudian 8

bit

data dan diakhiri oleh satu

stop bit

dengan logika 1 (5 Volt).

1. Konektor serial

Perintah Fungsi

AT+CMGR Cek tipe modem

AT+CGSN Cek IMEI Modem

AT+CGMI Cek pabrikasi Modem

AT+CSQ Cek ketersediaan sinyal

10

RS232 memiliki dua jenis konektor, yaitu konektor dengan pin 9 yaitu

DB9 dan konektor dengan pin 25 yaitu DB25. Tampilan kedua konektor tersebut

dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 DB 9 (kiri) dan DB 25 (kanan)

Sesuai dengan namanya pada Gambar 2.4 DB9 memiliki sembilan buah kaki. Sementara itu, DB 25 memiliki 25 buah kaki. Berdasarkan pada tampilan konektor DB9 dan DB25 diatas, pada tabel 2.4 berikut ini adalah konfigurasi pada setiap kaki yang dimilikinya.

Berdasarkan tabel 2.4, untuk melakukan komunikasi serial, hanya tiga pin dari konektor RS232 yang digunakan, yaitu TD (Transmit Data), RD (Receive Data), dan GND (Signal Ground). Dalam komunikasi serial ini, ada beberapa hal yang perlu untuk diperhatikan antara lain:

1. Port number : kabel serial yang digunakan berada pada COM nomor berapa karena dalam satu PC ada lebih dari satu COM.

2. Baudrate : kecepatan pengiriman data yang dimiliki oleh device yang disambungkan secara serial. Baudrate pada masing-masing device berbeda, antara 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, dan 115200. Contohnya baudrate modul GSM yang digunakan pada tugas akhir ini adalah 115200.

3. Parity : parity yang digunakan adalah none, odd, mark, atau even. 4. Size : byte size data yang akan dikirimkan apakah 7 bit atau 8 bit. 5. Stop Bits : stop bit yang dimiliki 1 ataukah 2.

11 Tabel 2.4 Konfigurasi dan fungsi PIN serial

1. Max 232

Pada saat melakukan komunikasi dengan mikrokontroler level tegangan pada RS232 perlu diubah menjadi level yang lebih rendah pada tipe 3.3 atau 5 volt. Serial RS 232 dengan tegangan 24V yang dikomunikasikan dengan tegangan -15 sampai +15 volt

12

untuk tinggi dan rendah. Sementara itu untuk IC TTL logic operasinya terdapat pada level tegangan 0V dan +5V. Bahkan pada perkembangannya banyak yang bekerja pada tegangan 0V dan +3V atau lebih rendah.

Tabel 2.5 Range tegangan Rs.232

Pada tabel 2.5 terdapat level tegangan yang digunakan oleh mikrokontroler memiliki perbedaan yang sangat jauh dengan level tegangan yang dimiliki oleh RS232 karena itu digunakan max 232 sebagai pengubah tegangan yang keluar dari DB 9 Pada Gambar 2.5 adalah Gambar bentuk fisik pin IC max 232.

Gambar 2.5 Penampang fisik max 232

Berdasarkan pada Gambar 2.5 pada Gambar 2.6 adalah konfigurasi lengkap pin – pin pada max 232 dan pada tipe operasi yang ada pada max 232.

13

Gambar 2.6 Konfigurasi pin dan tipe operasi sirkuit max 232

Gambar 2.7 Skematik serial max 232 terhadap DB 9 dan mikrokontroler

Max 232 yang terdapat pada Gambar 2.7 akan berhubungan dengan DB 9 yang membawa input tegangan dari sistem luar dan menghubungkannya dengan mikrokontroler.

14 2. Relay

Relay

adalah sebuah alat elektromagnetik yang dapat mengubah

kontak-kontak saklar sewaktu alat ini menerima sinyal listrik Bentuk fisik

relay

disajikan

pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Bentuk Fisik

Relay

Pada pembuatan alat dalam penelitian ini digunakan

relay

tipe

Single Pole Double Throw

(

SPDT

) yang mempunyai 5 buah pin. Dua (2) pin digunakan

sebagai

coil

, 1 pin sebagai

common

(

COMx

),

Normally Open

(

NOx

) dan

Normally Closed

(

NCx

).

Relay

tipe

SPDT

disajikan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9

Relay

Tipe

SPDT

Adapun spesifikasi

hardware

yang dipunyai oleh

DT-I/O relay Board

yang digunakan adalah:

1.

Mempunyai tegangan kerja yang bervariasi antara 5

–

24 V

DC

(bergantung

tipe).

1.

Contact rating

(besar arus dan tegangan yang dapat dilewatkan ke terminal

relay

terdapat pada bodi

relay

).

2. Input

logika pada konektor

input header

ber-

level

tegangan

TTL

atau

CMOS

.

15

Sistem ini terdapat pada mesin yang mempunyai sistem kelistrikan

dimana baterai sebagai sumber tegangan sehingga mesin tidak dapat dihidupkan

tanpa baterai (Gambar 2.10). Hampir semua baterai menyediakan arus listrik

tegangan rendah (12V) untuk sistem pengapian. Arus listrik DC

(Direct Current)

dihasilkan dari baterai

(Accumulator)

. Baterai tidak menghasilkan arus listrik,

tetapi dapat menyimpan arus listrik melalui proses kimia. Pada umumnya baterai

yang digunakan pada sepeda motor ada dua jenis, yaitu baterai 6V dan 12V. Di

dalam baterai terdapat sel-sel yang jumlahnya menyesuaikan jenis baterai,

misalnya baterai 6V mempunyai tiga buah sel (masing-masing sel menghasilkan

tegangan ±2,1V) dan baterai 12V mempunyai 6 buah sel yang berhubungan

secara seri. Pada setiap sel terdiri dari dua buah pelat yaitu pelat positif dan pelat

negatif yang terbuat dari timbal atau timah hitam (Pb) dan disusun bersebelahan

antara pelat positif dan pelat negatif. Di antara pelat-pelat tersebut, dipasang

pemisah

(separator)

non konduktor dengan jumlah pelat negatif lebih banyak

daripada pelat positif untuk setiap selnya.

Gambar 2.10 Konstruksi Baterai

(Accumulator)

2. Kunci Kontak

Pada sistem pengapian, kunci kontak (Gambar 2.11) diperlukan untuk memutus-hubungkan rangkaian tegangan baterai ke koil pengapian terminal saat

16

menghidupkan atau mematikan mesin. Jika kunci kontak posisi ON, maka arus dari baterai akan mengalir ke terminal positif koil pengapian dan tegangan primer sistem pengapian siap untuk bekerja (Gambar 2.12). Koil pengapian berfungsi untuk mengubah tegangan rendah dari baterai (12V) menjadi sumber tegangan tinggi (10kV) yang diperlukan untuk menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah busi dalam sistem pengapian.

Gambar 2.11 Kunci Kontak

11 Tabel 2.4 Konfigurasi dan fungsi PIN serial

1. Max 232

Pada saat melakukan komunikasi dengan mikrokontroler level tegangan pada RS232 perlu diubah menjadi level yang lebih rendah pada tipe 3.3 atau 5 volt. Serial RS 232 dengan tegangan 24V yang dikomunikasikan dengan tegangan -15 sampai +15 volt

12

untuk tinggi dan rendah. Sementara itu untuk IC TTL logic operasinya terdapat pada level tegangan 0V dan +5V. Bahkan pada perkembangannya banyak yang bekerja pada tegangan 0V dan +3V atau lebih rendah.

Tabel 2.5 Range tegangan Rs.232

Pada tabel 2.5 terdapat level tegangan yang digunakan oleh mikrokontroler memiliki perbedaan yang sangat jauh dengan level tegangan yang dimiliki oleh RS232 karena itu digunakan max 232 sebagai pengubah tegangan yang keluar dari DB 9 Pada Gambar 2.5 adalah Gambar bentuk fisik pin IC max 232.

Gambar 2.5 Penampang fisik max 232

Berdasarkan pada Gambar 2.5 pada Gambar 2.6 adalah konfigurasi lengkap pin – pin pada max 232 dan pada tipe operasi yang ada pada max 232.

13

Gambar 2.6 Konfigurasi pin dan tipe operasi sirkuit max 232

Gambar 2.7 Skematik serial max 232 terhadap DB 9 dan mikrokontroler

Max 232 yang terdapat pada Gambar 2.7 akan berhubungan dengan DB 9 yang membawa input tegangan dari sistem luar dan menghubungkannya dengan mikrokontroler.

14 2. Relay

Relay

adalah sebuah alat elektromagnetik yang dapat mengubah

kontak-kontak saklar sewaktu alat ini menerima sinyal listrik Bentuk fisik

relay

disajikan

pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Bentuk Fisik Relay

Pada pembuatan alat dalam penelitian ini digunakan

relay

tipe

Single

Pole Double Throw

(

SPDT

) yang mempunyai 5 buah pin. Dua (2) pin digunakan

sebagai

coil

, 1 pin sebagai

common

(

COMx

),

Normally Open

(

NOx

) dan

Normally

Closed

(

NCx

).

Relay

tipe

SPDT

disajikan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Relay Tipe SPDT

Adapun spesifikasi

hardware

yang dipunyai oleh

DT-I/O relay Board

yang digunakan adalah:

1.

Mempunyai tegangan kerja yang bervariasi antara 5

–

24 V

DC

(bergantung

tipe).

1.

Contact rating

(besar arus dan tegangan yang dapat dilewatkan ke terminal

relay

terdapat pada bodi

relay

).

2.

Input

logika pada konektor

input header

ber-

level

tegangan

TTL

atau

CMOS

.

15

Sistem ini terdapat pada mesin yang mempunyai sistem kelistrikan

dimana baterai sebagai sumber tegangan sehingga mesin tidak dapat dihidupkan

tanpa baterai (Gambar 2.10). Hampir semua baterai menyediakan arus listrik

tegangan rendah (12V) untuk sistem pengapian. Arus listrik DC

(Direct Current)

dihasilkan dari baterai

(Accumulator)

. Baterai tidak menghasilkan arus listrik,

tetapi dapat menyimpan arus listrik melalui proses kimia. Pada umumnya baterai

yang digunakan pada sepeda motor ada dua jenis, yaitu baterai 6V dan 12V. Di

dalam baterai terdapat sel-sel yang jumlahnya menyesuaikan jenis baterai,

misalnya baterai 6V mempunyai tiga buah sel (masing-masing sel menghasilkan

tegangan ±2,1V) dan baterai 12V mempunyai 6 buah sel yang berhubungan

secara seri. Pada setiap sel terdiri dari dua buah pelat yaitu pelat positif dan pelat

negatif yang terbuat dari timbal atau timah hitam (Pb) dan disusun bersebelahan

antara pelat positif dan pelat negatif. Di antara pelat-pelat tersebut, dipasang

pemisah

(separator)

non konduktor dengan jumlah pelat negatif lebih banyak

daripada pelat positif untuk setiap selnya.

Gambar 2.10 Konstruksi Baterai (Accumulator)

2. Kunci Kontak

Pada sistem pengapian, kunci kontak (Gambar 2.11) diperlukan untuk memutus-hubungkan rangkaian tegangan baterai ke koil pengapian terminal saat

16

menghidupkan atau mematikan mesin. Jika kunci kontak posisi ON, maka arus dari baterai akan mengalir ke terminal positif koil pengapian dan tegangan primer sistem pengapian siap untuk bekerja (Gambar 2.12). Koil pengapian berfungsi untuk mengubah tegangan rendah dari baterai (12V) menjadi sumber tegangan tinggi (10kV) yang diperlukan untuk menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah busi dalam sistem pengapian.

Gambar 2.11 Kunci Kontak