T1__BAB II Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Kontrol dan Sistem Pemantauan Air Sampler T1 BAB II
BAB II
DASAR TEORI
Pada bab ini akan dibahas teori-teori mengenai perangkat keras dan perangkat lunak
yang digunakan untuk merealisasikan sebuah sistem. Komponen yang digunakan adalah
vacuum/blower Ametek SE12RE21SA, flowsensor SEA YF-S201, Arduino Mega 2560. Pada
bab ini juga akan membahas perangkat lunak yang digunakan dalam pembuatan aplikasi pada
kompter.
2. 1
Vacuum/Blower Ametek SE12RE21SA
Vacuum/blower Ametek seri SE12RE21SA merupakan sebuah vacuum/blower yang
menggunakan motor DC 7.5 - 15 V sebagai penggerak utama baling-baling. Motor DC
adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan
untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor DC disebut stator,
dan kumparan jangkar disebut rotor.
Gambar 2.1. Motor DC Sederhana
Gambar 2.2. Vacuum/Blower Ametek SE12RE21SA
4
2.1.1 Spesifikasi
Ametek SE12RE21SA memiliki beberapa spesifikasi, antara lain :
1. Bekerja pada Tegangan 7.5 – 15 VDC.
2. Menarik arus sebesar 2.5 A.
3. Mempunyai kecepatan putar 4400 – 8750 RPM.
2. 2
Relay
Relay yang digunakan pada tugas akhir ini bertipe Huigang HRS2H-S-DC5V, relay ini
berfungsi sebagai saklar yang dioperasikan secara elektris dan merupakan komponen
Elektromekanikal yang terdiri dari 2 bagian utama yakni electromagnet (coil) dan mekanikal
(seperangkat
kontak
saklar).
Relay
menggunakan
prinsip
elektromagnetik
untuk
menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil dapat menghantar listrik
yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh dengan Relay yang menggunakan
Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakkan Armature Relay (yang berfungsi
sebagai saklar) untuk menghantarkan tegangan 12 volt 3A.
Gambar 2.3 Modul Relay.
5
2. 3
Flow Sensor
Flow sensor merupakan sensor yang digunakan untk mengukur arus aliran dengan
menggukan sistem hall-effect, yang menghasilkan keluaran sensor berupa sinyal kotak.
Sensor ini mempunyai tegangan input sebesar 5V dan keluaran sinyal kotak yang
dihasilkan juga memiliki Vpp sebesar 5V.
Flow sensor yang digunakan adalah flow sensor tipe Sea YF-201. Sinyal keluaran yang
dihasilkan berupa sinyal kotak.
Gambar 2.4. Sinyal Keluaran Flow Sensor.
Sinyal keluaran pada gambar di atas merupakan sinyal keluaran sensor dengan memiliki
Vpp 5V, dengan time/div yang digunakan 0.5ms dan sinyal di atas memiliki periode sebesar
0.0044s, sehingga frekuensi sinyal di atas dapat diperoleh dengan :
f=
�
=
,
44
= 227,27 Hz ……………………………………………... (1)
6
Gambar 2.5. Flowsensor Sea YF-201
2.3.1 Spesifikasi
Adapun spesifikasi yang dimiliki flow sensor Sea YF-201, yaitu :
1. Menggunakan Hall-effect sensor.
2. Bekerja pada 5VDC.
3. Menarik arus sebesar 15mA.
4. Memiliki perhitungan flowrate, flowrate =
2. 4
� � ��� �
���
�
�
…………………(2)
Arduino Mega 2560
Arduino merupakan board sistem minimum mikrokontroler yang mempunyai sifat open
source. Di dalam rangkaian board Arduino ini menggunakan IC mikrokontroler AVR yang
merupakan produk dari Atmel.
Pada Arduino Mega 2560 digunakan IC mikrokontroler ATmega 2560 sementara pada
Arduino Mega digunakan IC mikrokontroler ATmega 1280. Selain bersifat open source,
Arduino Mega 2560 dilengkapi dengan sebuah oscillator 16 Mhz, sebuah port USB B yang
digunakan untuk upload source code program ke dalam mikrokontroler, DC power jack,
ICSP header , dan tombol reset.
7
Gambar 2.6. Arduino Mega 2560 tampak depan
2.4.1 Spesifikasi
Arduino Mega 2560 ini memiliki beberapa spesifikasi, antara lain:
1. Menggunakan mikrokontroler Atmel ATmega 2560.
2. Memiliki tegangan operasi sebesar 5 V.
3. Tegangan input yang direkomendasikan sebesar 7 – 12 V.
4. Limit tegangan input 6 – 20 V.
5. Memiliki 54 pin digital I/O (6 diantaranya menyediakan output PWM).
6. Memiliki 16 pin input analog.
7. Arus DC per pin I/O 20 mA.
8. Memiliki memori flash sebesar 256 KB, 8 KB telah digunakan untuk bootloader.
9. EEPROM sebesar 4 KB.
10. Clock speed sebesar 16Mhz.
11. Dimensi 101.5mm x 53.4mm.
12. Berat 37g.
8
2.4.2 Pin Daya
Board Arduino Mega 2560 dapat ditenagai dengan power yang diperoleh dari koneksi
kabel USB, atau via power supply eksternal. External power supply dapat diperoleh dari
adaptor AC-DC atau bahkan baterai, melalui jack DC yang tersedia, atau menghubungkan
langsung GND dan pin Vin yang ada di board. Board dapat beroperasi dengan power dari
eksternal power supply yang memiliki tegangan antara 6V hingga 20V[2].
Namun ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam rentang tegangan ini. Jika
diberi tegangan kurang dari 7V, pin 5V tidak akan memberikan nilai murni 5V, yang
mungkin akan membuat rangkaian bekerja dengan tidak sempurna. Jika diberi tegangan lebih
dari 12V, regulator tegangan bisa over heat yang pada akhirnya bisa merusak PCB. Dengan
demikian, tegangan yang di rekomendasikan adalah 7V hingga 12V
2.4.3 Input dan Output
Ada 54 pin digital pada Arduino Mega 2560 yang dapat digunakan sebagai input
ataupun
output
dengan
menggunakan
fungsi
perintah
pinMode(),
digitalWrite(),
digitalRead(). Input/output ini bekerja pada tegangan 5 V. Setiap pinnya dapat menghasilkan
dan menerima arus maksimal sebesar 40 mA.
2.5
Visual Studio
Visual studio merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk pengembangan
aplikasi, baik itu aplikasi bisnis, aplikasi personal, ataupun komponen aplikasinya, dalam
bentuk aplikasi console, aplikasi Windows, ataupun aplikasi Web. Pada skripsi visual studio
dipakai untuk merancang aplikasi yang akan digunakan untuk mengontrol sistem pada
komputer.
9
DASAR TEORI
Pada bab ini akan dibahas teori-teori mengenai perangkat keras dan perangkat lunak
yang digunakan untuk merealisasikan sebuah sistem. Komponen yang digunakan adalah
vacuum/blower Ametek SE12RE21SA, flowsensor SEA YF-S201, Arduino Mega 2560. Pada
bab ini juga akan membahas perangkat lunak yang digunakan dalam pembuatan aplikasi pada
kompter.
2. 1
Vacuum/Blower Ametek SE12RE21SA
Vacuum/blower Ametek seri SE12RE21SA merupakan sebuah vacuum/blower yang
menggunakan motor DC 7.5 - 15 V sebagai penggerak utama baling-baling. Motor DC
adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan
untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor DC disebut stator,
dan kumparan jangkar disebut rotor.
Gambar 2.1. Motor DC Sederhana
Gambar 2.2. Vacuum/Blower Ametek SE12RE21SA
4
2.1.1 Spesifikasi
Ametek SE12RE21SA memiliki beberapa spesifikasi, antara lain :
1. Bekerja pada Tegangan 7.5 – 15 VDC.
2. Menarik arus sebesar 2.5 A.
3. Mempunyai kecepatan putar 4400 – 8750 RPM.
2. 2
Relay
Relay yang digunakan pada tugas akhir ini bertipe Huigang HRS2H-S-DC5V, relay ini
berfungsi sebagai saklar yang dioperasikan secara elektris dan merupakan komponen
Elektromekanikal yang terdiri dari 2 bagian utama yakni electromagnet (coil) dan mekanikal
(seperangkat
kontak
saklar).
Relay
menggunakan
prinsip
elektromagnetik
untuk
menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil dapat menghantar listrik
yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh dengan Relay yang menggunakan
Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakkan Armature Relay (yang berfungsi
sebagai saklar) untuk menghantarkan tegangan 12 volt 3A.
Gambar 2.3 Modul Relay.
5
2. 3
Flow Sensor
Flow sensor merupakan sensor yang digunakan untk mengukur arus aliran dengan
menggukan sistem hall-effect, yang menghasilkan keluaran sensor berupa sinyal kotak.
Sensor ini mempunyai tegangan input sebesar 5V dan keluaran sinyal kotak yang
dihasilkan juga memiliki Vpp sebesar 5V.
Flow sensor yang digunakan adalah flow sensor tipe Sea YF-201. Sinyal keluaran yang
dihasilkan berupa sinyal kotak.
Gambar 2.4. Sinyal Keluaran Flow Sensor.
Sinyal keluaran pada gambar di atas merupakan sinyal keluaran sensor dengan memiliki
Vpp 5V, dengan time/div yang digunakan 0.5ms dan sinyal di atas memiliki periode sebesar
0.0044s, sehingga frekuensi sinyal di atas dapat diperoleh dengan :
f=
�
=
,
44
= 227,27 Hz ……………………………………………... (1)
6
Gambar 2.5. Flowsensor Sea YF-201
2.3.1 Spesifikasi
Adapun spesifikasi yang dimiliki flow sensor Sea YF-201, yaitu :
1. Menggunakan Hall-effect sensor.
2. Bekerja pada 5VDC.
3. Menarik arus sebesar 15mA.
4. Memiliki perhitungan flowrate, flowrate =
2. 4
� � ��� �
���
�
�
…………………(2)
Arduino Mega 2560
Arduino merupakan board sistem minimum mikrokontroler yang mempunyai sifat open
source. Di dalam rangkaian board Arduino ini menggunakan IC mikrokontroler AVR yang
merupakan produk dari Atmel.
Pada Arduino Mega 2560 digunakan IC mikrokontroler ATmega 2560 sementara pada
Arduino Mega digunakan IC mikrokontroler ATmega 1280. Selain bersifat open source,
Arduino Mega 2560 dilengkapi dengan sebuah oscillator 16 Mhz, sebuah port USB B yang
digunakan untuk upload source code program ke dalam mikrokontroler, DC power jack,
ICSP header , dan tombol reset.
7
Gambar 2.6. Arduino Mega 2560 tampak depan
2.4.1 Spesifikasi
Arduino Mega 2560 ini memiliki beberapa spesifikasi, antara lain:
1. Menggunakan mikrokontroler Atmel ATmega 2560.
2. Memiliki tegangan operasi sebesar 5 V.
3. Tegangan input yang direkomendasikan sebesar 7 – 12 V.
4. Limit tegangan input 6 – 20 V.
5. Memiliki 54 pin digital I/O (6 diantaranya menyediakan output PWM).
6. Memiliki 16 pin input analog.
7. Arus DC per pin I/O 20 mA.
8. Memiliki memori flash sebesar 256 KB, 8 KB telah digunakan untuk bootloader.
9. EEPROM sebesar 4 KB.
10. Clock speed sebesar 16Mhz.
11. Dimensi 101.5mm x 53.4mm.
12. Berat 37g.
8
2.4.2 Pin Daya
Board Arduino Mega 2560 dapat ditenagai dengan power yang diperoleh dari koneksi
kabel USB, atau via power supply eksternal. External power supply dapat diperoleh dari
adaptor AC-DC atau bahkan baterai, melalui jack DC yang tersedia, atau menghubungkan
langsung GND dan pin Vin yang ada di board. Board dapat beroperasi dengan power dari
eksternal power supply yang memiliki tegangan antara 6V hingga 20V[2].
Namun ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam rentang tegangan ini. Jika
diberi tegangan kurang dari 7V, pin 5V tidak akan memberikan nilai murni 5V, yang
mungkin akan membuat rangkaian bekerja dengan tidak sempurna. Jika diberi tegangan lebih
dari 12V, regulator tegangan bisa over heat yang pada akhirnya bisa merusak PCB. Dengan
demikian, tegangan yang di rekomendasikan adalah 7V hingga 12V
2.4.3 Input dan Output
Ada 54 pin digital pada Arduino Mega 2560 yang dapat digunakan sebagai input
ataupun
output
dengan
menggunakan
fungsi
perintah
pinMode(),
digitalWrite(),
digitalRead(). Input/output ini bekerja pada tegangan 5 V. Setiap pinnya dapat menghasilkan
dan menerima arus maksimal sebesar 40 mA.
2.5
Visual Studio
Visual studio merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk pengembangan
aplikasi, baik itu aplikasi bisnis, aplikasi personal, ataupun komponen aplikasinya, dalam
bentuk aplikasi console, aplikasi Windows, ataupun aplikasi Web. Pada skripsi visual studio
dipakai untuk merancang aplikasi yang akan digunakan untuk mengontrol sistem pada
komputer.
9