Rancang Bangun Data Logger Pengukuran Arus, Tegangan dan Suhu dari suatu Baterai dengan Pemberian Beban Berbasis Arduino Duemilanove

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Pengontrolan
Berdasarkan Ejaan Yang Disempurnakan (EYD) pada Kamus Besar Bahasa
Indonesia, pengontrolan berasal dari kata kontrol. Kontrol sama dengan pengawasan,
pemeriksaan dan pengendalian. Sedangkan pengontrolan itu sendiri adalah proses,
cara pembuatan mengontrol (mengawasi, memeriksa), pengawasan, pemeriksaan
produk. Suatu sistem kontrol otomatis dalam suatu proses kerja berfungsi
mengendalikan proses tanpa adanya campur tangan manusia atau otomatis
(Erinofiardi, 2012).
Sistem kontrol merupakan bagian yang sangat penting dalam sistem otomasi.
Jika di misalkan pada sistem otomasi adalah organ tubuh manusia secara keseluruhan
maka sistem kontrol dapat dikatakan sebagai otak atau pikiran, yang mengatur dan
menjalankan keseluruhan gerakan tubuh. Sistem kontrol dapat tersusun dari
komputer, rangkaian elektronik sederhana, dan peralatan mekanik (Kurniawan, 2009;
Ari dan Martinus, 2013).

2.2 Mikrokontroler
Pengertian dari mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer yang dibangun
pada sebuah keping (chip) tunggal atau bisa juga dikatakan bahwa mikrokontroler
merupakan suatu sistem mikroprosesor yang terkandung didalam sebuah keping chip

tersebut. (Adraya, 2010; Muhammad dan Kadek, 2013; Riantiningsih, 2009; Malik,
2009). Sebuah mikrokontroler pada umumnya telah diisi dengan komponen
pendukung sistem minimal mikroprosesor, yang terdiri dari memori dan
pemrograman Input-Output, dengan ini disimpulkan bahwa mikrokontroler itu sangat
berbeda dengan mikroprosesor serbaguna yang biasa digunakan dalam sebuah PC
(Riantiningsih, 2009).
Mikrokontroler merupakan komponen utama yang sangat penting dalam sistem
kontrol karena mikrokontroler digunakan sebagai sebuah prosesor dalam
kepentingan kontrol tersebut. Mikrokontroler juga biasa disebut sebagai otak yang
berfungsi untuk mengatur pergerakan pada motor (Motor Driver) dan untuk

Universitas Sumatera Utara

5

mengolah data yang dihasilkan oleh suatu komparator sebagai bentuk keluaran atau
output dari sebuah sensor (Saefullah, 2009; Dony Saputra, 2014).
Mikrokontroler tersusun atas beberapa komponen, yaitu Central Processing
Unit (CPU), Read Only Memory (ROM), Random Access Memory (RAM), dan Input
dan Output (I/O). Keempat komponen tersebutlah yang akan membentuk sistem

komputer dasar secara bersama-sama (Setiawan, 2008; Muhammad dan Kadek,
2013).
Meskipun bentuk mikrokontroler jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi
dan juga computer mainframe, tetapi mikrokontroler dan komputer dibangun dari
elemen-elemen

yang

hampir

sama.

Seperti

umumnya

sebuah

komputer,

mikrokontroler juga merupakan alat yang mengerjakan instruksi – instruksi yang
diberikan kepadanya, sehingga mikrokontroler akan berjalan sesuai dengan
programnya. Artinya, bagian yang paling penting dan paling utama dari suatu sistem
terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer.
Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan tugas yang lebih
kompleks yang diinginkan oleh programmer tersebut (Dony Saputra, 2014).
Seperti

yang

dikatakan

pada

pernyataan

sebelumnya

penggunaan

mikrokontroler tergantung pada perintah dan instruksi yang diberikan padanya.
Seorang programmer akan memasukkan program ke dalam mikrokontroler yang
akan dijalankan sesuai dengan yang diinginkan oleh pengguna. Salah satu kelebihan
mikrokontroler adalah bentuknya yang sederhana dan mudah digunakan serta
ukurannya yang relatif kecil, tetapi mikrokontroler ini memiliki daya muat memori
yang relatif rendah sehingga programmer tidak membuat program yang banyak dan
dituntut untuk lebih hemat dalam membuat programnya (Adraya, 2010; Muhammad
dan Kadek, 2013).

2.3 Mikrokontroler ATMega 328P
ATMega 328P merupakan mikrokontroller yang dikeluarkan oleh Atmel yang
memiliki arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) dimana kencepatan
eksekusi pada setiap datanya lebih cepat dari pada eksekusi pada arsitektur CISC
(Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroller ATmega 328P

ini juga

memiliki arsitektur Harvard yang memisahkan memori nya menjadi dua yaitu

Universitas Sumatera Utara

6

memori yang digunakan untuk kode program dan memori yang digunakan untuk data
sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelisme. Instruksi - instruksi dalam
memori program akan dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat salah
satu instruksi dikerjakan maka instruksi yang berikutnya sudah diambil dari dalam
memori program.
Mikrokontroler ATmega328P dioperasikan pada frekuensi clock sampai 16
Mhz. ATmega328P memiliki dua Power Saving Mode yang dapat dikontrol dengan
menggunakan software Idle Mode dan Power Down Mode. Pada Idle Mode, CPU
tidak akan aktif sedangkan isi dari RAM akan tetap dipertahankan dengan
timer/counter, sedangkan serial port dan interupt system akan tetap berfungsi. Pada
Power Down Mode, isi RAM akan disimpan tetapi osilatornya tidak akan berfungsi
sehingga semua fungsi dari chip akan berhenti sampai mendapat reset secara
hardware.
Seiring dengan perkembangan elektronika di jaman sekarang ini, penggunaan
mikrokontroler AVR ATmega328P telah dibuat semakin kompak dengan bahasa
pemrogramannya yang juga ikut berubah. Salah satunya yaitu dengan mikrokontroler
AVR (Alf and Vegard’s Riscprocessor) ATmega328P yang menggunakan teknologi

RISC (Reduce InstructionSet Computing) dimana program hanya membutuhkan satu
siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi perogram, sehingga program akan
berjalan lebih cepat. Dalam hal ini Mikrokontroler ATMega 328P juga sudah
terdapat pada board Arduino Duemilanove, begitu juga pada board Arduino Uno.
Sehingga penggunaan dan pembuatan programnya jauh lebih mudah dan sederhana
daripada yang sebelumnya. (Dony Saputra, 2014).
Mikrokontroler ATmega 328P memiliki 22 pin I/O, semua pin dapat
digunakan sebagai pin Input dan pin Output (I/O) digital, 6 pin dapat pada Atmega
ini dapat berfungsi sebagai keluaran PWM dan 6 pin lagi dapat berfungsi sebagai pin
input dan output (I/O analog). Tegangan yang dibutuhkan untuk mengroperasikan
mikrokontroler ATmega 328P adalah sekitar 2,7 Volt – 5 Volt. Mikrokontroler ini
memiliki 32 KByte memori flash yang digunakan untuk menyimpan kode program
yang diberikan oleh programer dan 2 Kbyte digunakan untuk bootloader.
Mikrokontroler Atmega328 memiliki 2 Kbyte dari SRAM dan 1 Kbyte dari

Universitas Sumatera Utara

7

EEPROM yang sangat dapat dibaca da ditulis. ( Muhammad dan Okky dan Eko.

2015).
Berikut ini merupakan gambar 1. konfigurasi dari pin AT Mega 328 P:

Gambar 1 Konfigurasi dari pin AT Mega 328 P (DataSheet)

2.4 Arduino Duemilanove dengan ATMega 328P
Arduino Duemilanove merupakan suatu mikrokontroler board yang berbasis
Atmega 328P. Board ini memiliki 14 pin input/output dimana 6 diantara pin tersebut
dapat digunakan sebagai output PWM digital, dan 6 pin analog input. Pada board ini
juga terdapat 16 MHz crystal oscillator, USB connection, power jack, ICSP header,
dan tombol reset.
Komponen utama yang terdapat pada papan Arduino merupakan sebuah
micro controller 8 bit dengan merek ATMega yang dibuat oleh perusahaan Atmel
Corporation. Berbagai papan Arduino ini menggunakan tipe-tipe ATmega yang
berbedabeda-beda. Tipe Atmega yang digunakan pada board ini tergantung dari
spesifikasi arduino nya, sebagai contohnya Arduino Uno menggunakan ATmega328,
Arduino Duemilanove juga menggunakan Atmega 328-P dan ada juga arduino yang
menggunakan Atmega 168, Sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih
menggunakan ATmega2560. Pada penelitian ini akan digunakan Arduino
Duemilanove Atmega 328-P . Maka skema pada board Arduino Duemilanove

Atmega 328-P ini didasarkan pada blog diagram yang dimiliki oleh Atmega 328-P
sendiri. (Sumber : www.arduino.cc).

Universitas Sumatera Utara

8

Arduino Duemilanove Atmega 328-P memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
1. Operating voltage 5V.
2. Rekomendasi input voltage 7-12V.
3. Batas input voltage 6-20V.
4. Memiliki 14 buah digital input/output.
5. Memiliki 6 buah Analog Input.
6. DC Current setiap I/O Pin sebesar 40 mA.
7. DC Current untuk 3.3V Pin sebesar 50 mA.
8. Flash Memory 32 KB untuk ATmega 328-P, dan 16 KB untuk
Atmega168).
9. SRAM 2 KB.
10. EEPROM 1 KB (Atmega 328P), 512 bytes (Atmega 168).
11. Clock Speed 16 MHz.

Berikut ini merupakan Gambar dari Skema Arduino Duemilanove dengan
ATmega 328 P, yang dapat dilihat pada Gambar 2. berikut :

Gambar 2. Skema Arduino Duemilanove (www.Arduino.cc).

2.4.1 Pemrograman pada Arduino
Struktur dasar dari bahasa pemrograman arduino itu cukup sederhana yaitu
hanya terdiri dari dua bagian, void setup dan void loop, dimana sistem penulisannya
pada program adalah sebagai berikut:
void setup( ) {
// Statement;
}
void loop() {

Universitas Sumatera Utara

9

// Statement; }
Dimana pada program ini void setup() merupakan bagian untuk

menginisialisasikan, pada void setup ini perintah hanya akan dijalankan sekali saja di
awal program, sedangkan pada void loop() merupakan bagian yang digunakan untuk
mengeksekusi bagian program yang akan dijalankan secara berulang-ulang untuk
selamanya.
Digital I/O (Input / Output) pada breadboard arduino terdapat 14 pin digital
termasuk 6 PWM output yang disediakan, pengalamatan pin-pin ini pada board
arduino yaitu pin 0 - 13, pada saat-saat tertentu I/O 0 dan 1 tidak bisa di gunakan
karena di pakai untuk komunikasi serial, sehingga harus berhati-hati dalam
pengalokasian pin I/O.
PinMode (pin, mode) merupakan pin yang digunakan dalam void setup()
untuk mengkonfigurasi pin apakah akan digunakan sebagai Input atau Output.
Arduino digital pins secara default di konfigurasi sebagai input sehingga untuk
merubahnya harus menggunakan operator pinMode(pin, mode). Penulisan nya pada
program arduino IDE dapat dilihat dibawah ini:
pinMode (Pin, OUTPUT); // mengset pin sebagai output
digitalWrite (pin, HIGH}; // pin sebagai source voltage
digitalRead(pin) //membaca nilai dari pin yang kita kehendaki dengan hasil
HIGH atau LOW.
Value = digitalRead(pin);
digitaiWrite(pin, value) //digunakan untuk mengset pin digital. Pin digital

arduino mempunyai 14 ( 0 – 13)
digitalWrite ( pin, HIGH );

Pada breadboard Arduino Duemilanove terdapat 6 pengalamatan Input /
Ouput analog yaitu pada pin analog 0 - 5. Perintah yang digunakan untuk
mengsetnya adalah AnalogRead(pin) yaitu untuk membaca nilai pin analog yang
memiliki resolusi 10 bit. Fungsi ini hanya akan bekerja pada pin analog (0-5). Hasil
dari pembacaan dari pin tersebut berupa nilai integer dengan range 0 sampai 1023.
Berikut adalah contoh program untuk menjalankan dan menginisialisasi kan
pin analog tersebut :

Universitas Sumatera Utara

10

Value = analogRead(pin);
analogWrite(pin, value) //mengirimkan nilai analog pada pin analog.
analogWrite(pin, value);

Berikutnya adalah Serial.begin(rate), Pernyataan ini merupaka perintah yang
digunakan untuk mengaktifakan komunikasi serial dari board arduino ke komputer
dan untuk mengset baudrate. Berikut contoh penggunaan perintah ini pada program
Arduino IDE:
void setup()
{
Serial.begin(9600);//open serial port and set baudrate 9600 bps
}
Serial.prinln( data) //Mengirimkan data ke serial port.
Serial.println(100); // mengirimkan 100 pada serial monitor.

2.4.2 Serial Monitor
Pada Arduino IDE versi 1.0.1 terdapat serial monitor, begitu juga dengan
versi-versi sebelumnya dan pada versi terbaru dari Arduino IDE ini juga bahkan
memiliki serial plot yang digunakan untuk menampilkan grafik. Serial monitor ini
berfungsi untuk menampilkan data yang terdapat pada Arduino ke dalam monitor
komputer. Selain itu, melalui Serial Monitor ini seorang programer juga dapat
mengirimkan data ke Arduino. Pengirim data ke Arduino dilakukan dengan cara
memasukkan data yang ingin dikirim dan dan menekan tombol send atau menekan
enter (www.arduino.cc).
Baud-rate pada serial monitor harus sama dengan Serial.begin pada kode
program. Hal tersebut dilakukan agar terjadi kecocokan dalam komunikasi. Baudrate memiliki satuan bit per second. Apabila baudrate yang digunakan pada serial
monitor berbeda dengan data yang dikirim maka serial monitor tidak akan
menampilkan apapun. Tampilan pada Serial Monitor ini dapat dilihat pada gambar
2.3 berikut ini:

Universitas Sumatera Utara

11

Gambar 3. Serial Monitor Arduino IDE 1.0.1

2.4.3 ADC (Analog Digital Converter)
ADC atau singkatan dari Analog to Digital Converter merupakan alat yang
digunakan untuk mengubah data analog menjadi data digital, atau mengkonversi nilai
analog menjadi nilai digital. Pada setiap board arduino sudah ditanamkan modul
ADC, begitu juga dengan Arduino Duemilanove ini sudah terdapat modul ADC,
sehingga programmer dapat langsung menggunakannya. Fitur ADC yang terdapat
pada Arduino Duemilanove ATmega328P adalah sebagai berikut:
1. Resolusi mencapai 10-bit.
2. 0,5 LSB Integral Non-linearity.
3. Akurasi mencapai ± 2 LSB.
4. Waktu konversi 13-260 μs.
5. Memunyai 6 saluran ADC.
6. Optional Left Adjustment untuk pembacaan hasil ADC.
7. 0 - VCC untuk kisaran input ADC.
8. Disediakan 1,1V tegangan referensi ADC.
9. Mode konversi kontiniu atau konversi.
10. Interupsi ADC.
11. Sleep mode noise canceler.
Sinyal input dari pin ADC akan dipilih oleh multiplexer (register ADMUX)
untuk segera diproses oleh ADC. Karena converter yang terdapat pada satu chip
ADC hanya ada satu buah sedangkan saluran masukannya lebih dari satu, maka akan
dibutuhkan multiplexer untuk memilih input pin ADC secara bergantian. ADC
memunyai rangkaian untuk mengambil sampel dan hold (menahan) tegangan input

Universitas Sumatera Utara

12

ADC, sehingga tetap dalam keadaan konstan selama proses konversi. Sinyal input
pada ADC tidak boleh melebihi tegangan referensi. Nilai digital sinyal input ADC
untuk resolusi 10-bit (1024) ditulis dalam Persamaan
Kode digital = (Vinput / Vref)x1024

(1)

2.5 Data Logger
Data logger merupakan perangkat elektronik yang terhubung dengan sensor
dan berfungsi untuk mencatat data secara berkala (Badhiye, dkk, 2011). Perangkat
ini dapat diaplikasikan pada sistem-sistem yang memerlukan pencatatan ataupun
perekaman data secara otomatis. Sesuai dengan fungsinya data logger dilengkapi
dengan mikrokontroler dan memerlukan memori untuk menyimpan data. Memori
yang digunakan dapat berupa memori internal di dalam mikrokontroler ataupun
memori eksternal.
Beberapa data logger dirancang dan diimplementasikan menggunakan
mikrokontroler yang terhubung dengan memori eksternal jenis SD card . SD card
digunakan sebagai media penyimpanan data dari sejumlah parameter data hasil
pengukuran (Vojtech, 2011; Nhivekar, 2011; Rudi, 2013; Dutta, 2014). Agar
mikrokontroler dengan SD card dapat saling berkomunikasi, dalam hal ini adalah
melakukan proses read/write data, maka diperlukan suatu protokol komunikasi yang
dapat menghubungkan keduanya. SD card terhubung dengan mikrokontroler melalui
protokol komunikasi Serial Peripheral Interface (SPI) (Vojtech, 2011; Nhivekar,
2011; Dutta, 2014). SPI merupakan protokol komunikasi dengan interfacing yang
sederhana dan kecepatan yang dimilikinya masih memungkinkan untuk terjadinya
komunikasi transfer data dengan mudah (Choudhury,2014).
Penggunaan memori eksternal pada data logger menjadi sangat dibutuhkan
ketika sistem yang dibangun memerlukan pencatatan dan perekaman data dalam
jumlah besar. Salah satu memori eksternal yang biasa digunakan adalah SD card ,
seperti pada penelitian (Vojtech, 2011; Nhivekar, 2011; Rudi, 2013; Dutta,
2014)yang membahas aplikasi data logger dengan dilengkapi SD Card. Hal penting
yang perlu diperhatikan adalah bagaimana proses read/write data pada SD card dapat
dilakukan. Atas dasar itulah penulis melakukan penelitian yang bertujuan untuk
mengetahui karakteristik protokol komunikasi SPI pada data logger

yang

Universitas Sumatera Utara

13

menggunakan SD card , sehingga proses read/write data pada SD card dapat
dilakukan oleh mikrokontroler.

2.6 Sensor Suhu LM35
Menurut KBBI suhu adalah ukuran kuantitatif terhadap panas dan dingin
diukur dengan thermometer sedang temperatur adalah panas dinginnnya badan atau
hawa. Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk
mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika
dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran
impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah
dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan
lanjutan. Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang
diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya
tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 μA.

Gambar 4. Bentuk Fisik Sensor LM35
Cara Kerja Sensor LM35 Dalam prakteknya proses antarmuka sensor LM35
dapat dikatakan sangat mudah. Pada IC sensor LM35 ini terdapat tiga buah pin kaki
yakni Vs, Vout dan pin ground. Dalam pengoperasiannya pin Vs dihubungkan
dengan tegangan sumber sebesar antara 4 – 20 volt sementara pin Ground

Universitas Sumatera Utara

14

dihubungkan dengan ground dan pin Vout merupakan keluaran yang akan
mengalirkan tegangan yang besarnya akan sesuai dengan suhu yang diterimanya dari
sekitar.
LM35 memiliki 3 pin pada perangkatnya, pada 3 pin LM35 yakni Vs, Vout
dan ground, fungsi masing-masing dari pin diantaranya, Dalam pengoperasiannya
pin Vs dihubungkan dengan tegangan sumber sebesar antara

4 Volt – 30 Volt

sementara pin Ground dihubungkan dengan ground dan pin Vout merupakan
keluaran yang akan mengalirkan tegangan yang besarnya akan sesuai dengan suhu
yang diterimanya dari sekitar. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap
derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35 = Suhu* 10 mV

(2)

Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat
pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar
0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini
diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor
LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi
atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu
permukaan dan suhu udara disekitarnya .
Prinsip kerja alat pengukur suhu ini, adalah sensor suhu difungsikan untuk
mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dengan kata lain panas yang ditangkap
oleh LM35 sebagai sensor suhu akan diubah menjadi tegangan. Sedangkan proses
berubahnya panas menjadi tegangan dikarenakan di dalam LM35 ini terdapat
termistor berjenis PTC (Positive Temperature Coefisient), yang mana termistor inilah
yang menangkap adanya perubahan panas. Prinsip kerja dari PTC ini adalah nilai

Universitas Sumatera Utara

15

resistansinya akan meningkat seiring dengan meningkatnya temperatur suhu.
Resistansi yang semakin besar tersebut akan menyebabkan tegangan output yang
dihasilkan semakin besar.
Sensor ini bisa mendeteksi suhu 0-100 derajat Celcius dengan karakteristik
10mV pada output mewakili 1 derajat Celcius. Jika tegangan ouput 300mV berarti
suhu adalah 30 derajad Celcius, jika tegangan ouput 230mV berarti suhu 23 derajat
Celcius.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
 Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
 Lineritas +10 mV/ º C.
 Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
 Range +2 º C – 150 º C. Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
 Arus yang mengalir kurang dari 60 μ A

2.7 Sensor Pembagi Tegangan
Pembagi tegangan merupakan rangkaian sederhana yang dapat mengubah
tegangan yang tinggi menjadi tegangan yang lebih rendah. Dengan hanya
menggunakan dua resistor yang dipasang secara seri dan dengan sebuah input
tegangan, kita dapat membuat tegangan output yang mana tegangan output ini
merupakan hasil perhitungan dari tegangan input.

Pada penelitian ini pembagi

tegangan yang digunakan adalah potensiometer.

2.8 Stepper Motor 28BYJ-48 5V DC
Stepper Motor 28BYJ-48 merupakan stepper motor dengan tipe unipolar
yang memiliki tegangan kerja 5Volt dan konsumsi arus sekitar 160mA untuk setiap
lilitan dan 200mA saat motor dijalankan dengan kecepatan maksimum. Ada 2 cara
untuk mengoperasikan motor stepper ini yaitu dengan model 8 steps sequences dan 4
step sequences.

Universitas Sumatera Utara

16

Dalam pembelian motor stepper 28BYJ-48 ini biasanya sudah dilengkapi
dengan sebuah driver dengan menggunakan IC ULN 2003. IC ULN 2003 merupakan
IC penguat arus yang didalamnya menggunakan konfigurasi transistor darlington.

2.9 Baterai
Baterai adalah sebuah perangkat yang mengubah energi kimia yang
terkandung dalam material aktif menjadi energi listrik melalui proses elektrokimia
dengan reaksi oksidasi-reduksi. Reaksi dalam baterai melibatkan reaksi transfer
elektron dari satu material ke satu material yang lain melalui sebuah sirkuit listrik.
Sel baterai adalah unit terkecil dari suatu sistem proses elektrokimia yang terdiri dari
elektroda, elektrolit, separator, wadah dan current collector /terminal. Komponen
terpenting dari sel baterai adalah :
1. Elektroda negatif/ anoda, yaitu elektroda yang melepaskan elektron ke
rangkaian luar serta mengalami proses oksidasi pada proses elektrokimia.
2. Elektroda positif/ katoda, yaitu elektroda yang menerima elektron dari
rangkaian luar serta mengalami proses reduksi pada proses elektrokimia.
3. Penghantar ion/ elektrolit, yaitu media transfer ion yang bergerak dari anoda
ke katoda dalam sel baterai saat penggunaan. Fisik elektrolit umumnya berupa
cairan/ larutan dimana molekul garam larut didalamnya.

Gambar 5. Komponen pembentuk baterai.
Pemilihan kombinasi bahan katoda dan anoda dilakukan sedemikian rupa
sehingga mendapatkan beda potensial yang tinggi. (Linden, 2002)

Semua baterai terdiri dari dua elektroda yang terhubung dengan bahan
konduktif ionik yang disebut dengan elektrolit. Dua elektroda memiliki beda

Universitas Sumatera Utara

17

potensial yang berbeda. Ketika elektroda terhubung secara eksternal maka elektron
secara otomatis akan mengalir dari potensial negatif ke potensial positif. Jumlah
energi per massa atau per volume pada baterai dapat memberikan tegangan dan
kapasitas pada sel baterai. Komposisi pada baterai dapat ditingkatkan dengan
beberapa cara yaitu : Beda potensial yang terdapat pada dua elektroda dan massa
dari pertukaran reaksi sekecil mungkin. (Armand,2008)
Ada dua jenis baterai yaitu baterai sekunder dan baterai primer. Baterai
primer adalah baterai yang tidak dapat diisi ulang kembali setelah pengisian satu kali
dan tidak dapat dipakai untuk pengisian selanjutnya. Sedangkan baterai sekunder
adalah jenis baterai yang dapat diisi ulang kembali setelah digunakan dan masih
dapat digunakan lagi untuk pengisian selanjutnya. Baterai sekunder dibagikan dalam
dua kategori yaitu:
1. Sebagai alat penyimpan energi. Baterai ini tersambung dengan jaringan
listrik yang permanen dan jaringan listrik primer saat digunakan.
2. Sebagai sumber energi. Baterai ini dapat diisi ulang kembali setelah daya
dari baterai telah habis . (Winter,2004)
Baterai yang biasa dijual (disposable /sekali pakai) mempunyai tegangan
listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang
dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang
biasa terdapat pada telepon genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan
baterai primer, sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder.
Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya bersifat
mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai
sekali, karena menggunakan reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik
(irreversible reaction). Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi
kimianya bersifat bisa dibalik (reversible reaction). (Rudi, 2013)

Universitas Sumatera Utara