BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Arduino Uno Arduino uno adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller; dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB. Berikut gambar 2.1 adalah pin-pin pada kit arduino uno yang digunakan pada rancangan alat ini : Gambar 2.1 Arduino Uno

2 Diagram Blok dan Fungsi PIN Arduino Berikut gambar 2.2 adalah bentuk diagram blok dari arduino : Gambar 2.2. Diagram Blok Arduino Fungsi PIN pada kit Arduino pada gambar 2.2 adalah sebagai berikut : PIN Power Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply. Powernya diselek secara otomatis. PIN power terdapat pada kaki 1 sampai kaki 6.

3 7 Power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan memasang jack adaptor pada koneksi port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6-20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadangkala pin 5V akan menyuplai kurang dari 5 volt dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas dan menyebabkan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada pada 7 sampai 12 volt. Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut : Vin Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar (seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang diregulasikan). Pengguna dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika tegangan suplai menggunakan power jack, aksesnya menggunakan pin ini. 5V Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller dan komponen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply regulasi 5V lainnya. 3V3 Suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board. Arus maximumnya adalah 50mA. Pin Ground berfungsi sebagai jalur ground pada arduino.

4 8 Memori ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM. Input dan Output Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinmode(), digitalwrite(), dan digitalread(). Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 ma dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected oleh default) KOhms. Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut : Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB FTDI ke TTL chip serial. Interupt eksternal : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai. PWM : 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM dengan fungsi analogwrite(). LED : 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati. Konektor USB Konektor USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop. Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.

5 9 Input / Output Digital Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan komponen atau rangkaian digital. Input/Output digital pada KIT arduino terdapat pada kaki 1 samapai kaki 13. Misalnya kalau ingin membuat LED berkedip, LED tersebut bisa dipasang pada salah satu pin I/O digital dan ground. Komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin-pin ini. Input Analog Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dsb. Baterai / Adaptor Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino Pemrograman Dasar Arduino Uno Struktur dasar arduino hanya terjadi dalam dua bagian: Void setup() { // Statement; di eksekusi satu kali}

6 10 Void loop() { // Statement; di eksekusi terus menerus } Setup Fungsi setup() hanya dipanggil satu kali ketika program pertama kali di jalankan. Ini digunakan untuk mendifinisikan mode pin atau memulai komunikasi serial. Fungsi setup() harus di ikut sertakan dalam program,walaupun tidak ada statement yang di jalankan. Contoh pemrograman yang menggunakan fungsi setup sebagai berikut: Void setup () { pinmode(3,output) ; // men-set pin 3 sebagai Output pinmode(6, INPUT); // men-set pin 6 sebagai Input Serial.begin(9600); } Keterangan: pinmode() = berfungsi untuk mengatur fungsi sebuah pin sebagai INPUT atau OUTPUT. Serial.begin(9600) = digunakan untuk mengaktifkan fitur UART dan menginisialisasinya. Loop

7 11 Setelah melakukan fungsi setup() maka secara langsung akan melakukan fungsi loop() secara berurutan dan melakukan instruksi-instruksi ayang ada dalam fungsi loop(). void loop() { If (digitalread(6)==high) // membaca input digital pin 6 { xstart = millis(); //aktifkan timer digitalwrite(3, HIGH); // nyalakan pin 3 delay(1000); // pause 1detik digitalwrite(3, LOW); // matikan pin 3 } } Keterangan: digitalwrite : Untuk memberikan nilai LOW dan HIGH pada sebuah pin output. Delay : Untuk memberikan waktu tunda dalam satuan millisekon. digitalread : Untuk membaca logika LOW dan HIGH.

8 Struktur Pengaturan Program Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan program: 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. 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. Input/Output Digital a. 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. b. digitalwrite(pin, value)

9 13 Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground). c. 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). Input/Output Analog Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam alam analog (menggunakan trik). Berikut ini cara untuk menghadapi hal yang bukan digital. a. 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). b. analogread(pin) Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT anda dapat membaca keluaran voltasenya. Keluarannya berupa angka antara 0 (untuk 0 volts) dan 1024 (untuk 5 volts).

10 Visual Basic 6.0 Visual Basic 6.0 adalah salah suatu developement tools untuk membangun aplikasi dalam lingkungan Windows. Dalam pengembangan aplikasi, Visual Basic menggunakan pendekatan Visual untuk merancang user interface dalam bentuk form, sedangkan untuk pemrogramannya menggunakan dialek bahasa Basic yang cenderung mudah dipelajari. Visual Basic telah menjadi tools yang terkenal bagi para pemula maupun para developer. Visual Basic adalah bahasa pemrograman berbasis Microsoft Windows yang merupakan Object Oriented Programming (OOP), yaitu pemrograman berorientasi objek, Visual Basic menyediakan objek-objek yang sangat kuat, berguna dan mudah. Dapat digunakan untuk membuat program dari yang sederhana sampai yang kompleks Dalam lingkungan Windows, User-interface sangat memegang peranan penting, karena dalam pemakaian aplikasi yang kita buat, pemakai senantiasa berinteraksi dengan User-interface tanpa menyadari bahwa dibelakangnya berjalan instruksi-instruksi program yang mendukung tampilan dan proses yang dilakukan Mengenal Integrated Development Environment (IDE) VB 6.0 Aktifkan VB 6.0 melalui tombol Start > Programs > Microsoft Visual Studio 6.0 > Microsoft Visual Basic 6.0 Pilih Standard EXE dan klik tombol Open. Bagian-bagian utama di dalam IDE VB 6.0 berikut ini :

11 15 Gambar 2.3. Tampilan Visual Basic Komponen Visual Basic 6.0 Layar Visual Basic 6.0 hampir sama dengan layar program-program aplikasi windows pada umumnya. Kita dapat memindah-mindahkan, menggeser, memperbesar atau memperkecil ukuran setiap komponen layar Visual Basic 6.0 seperti kita memanipulasi layar windows. Komponen-komponen dari lingkungan Visual Basic tersebut antara lain adalah :

12 16 1. Title Bar Title bar merupakan batang judul dari program visual basic 6.0 yang terletak pada bagian paling atas pada jendela program, selain itu berfungsi untuk menampilkan judul atau nama jendela. Fungsi title bar : Memindahkan jendela dengan menggunakan proses drag and drop pada posisi titlebar tersebut Mengatur ukuran jendela dari ukuran maximize ke ukuran restore atau sebaliknya dengan melakukan klik pada posisi titlebar tersebut. 2. Baris Menu Menu merupakan kumpulan perintah-perintah yang dikelompokkan dalam kriteria operasi yang dihasilkan. Visual Basic 6.0 menyediakan tiga belas menu, keterangan masing-masing terdapat pada tabel berikut : Tabel 2.1. Fungsi Menu Visual Basic 6.0

13 17 3. Toolbar Kehadiran tombol-tombol speed pada toolbar akan sangat membantu dalam mempercepat akses perintah (yang bias jadi tersembunyi di dalam tingkat-tingkat hirarki). Sebab tombol speed berfungsi sama dengan perintah yang tersedia (dan tersembunyi) di dalam menu. 4. Form Form adalah bahan untuk pembuatan window. Kita meletakkan kontrol pada form. Kontrol ini misalnya tombol, check box, radio button, memo label, panel dan

14 18 sebagainya. Pada form tersedia tombol minimize/restore dan close, ketiganya terletak di pojok kanan atas. Ukuran form bisa diubah dengan drag dan drop tiga titik di sebelah kanan, bawah dan pojok kanan bawah. Jika drag ke arah ke luar akan memperbesar dan sebaliknya akan memperkecil. Untuk mengaktifkan form ada tiga cara yaitu : 1. Klik tombol View Object pada Window Project. 2. Dari Menu View klick perintah object. 3. Tekan tombol Shift +F7 pada keyboard. 5. Window Code Window Code adalah window tempat kita menuliskan progam. Pada window ini terdapat fasilitas yang cukup lengkap. Jika kita melakukan klik ganda pada sebuah object yang berupa kontrol atau form maka window code ini akan langsung aktif dan membawa kursor kita ke tempat penulisan program yang terkait dengan obyek tersebut. Tempat penulisan berada diantara kata Private Sub dan End Sub. Untuk mengaktifkan Window Code ada beberapa cara : 1. Klik tombol View Code pada Window Project. 2. Dari menu View klik perintah Code. Pada Window Code ini terdapat dua buah fasilitas utama yaitu pemilih object dan prosedur. Hasil pemilihan akan membawa kursor ke lokasi penulisan kode program sesuai pemilihan kita.

15 19 6. Toolbox Toolbox adalah tempat penyimpanan kontrol yang akan kita gunakan pada program yang dipasangkan pada form. VB 6.0 menyediakan 21 kontrol. Gambar 2.4. Toolbox

16 Tabel 2.2 Fungsi Toolbox 20

17 21 7. Project Explorer Project Explorer berfungsi berbagai saran pengakses bagian-bagian pembentuk project. Pada windows ini terdapat tiga tombol pengaktif untuk Windows Code, Windows Object dan Toggle Folder. Juga terdapat diagram yang menampilkan susunan folder penyimpanan file-file project. Secara default windows ini menempati dock-nya sendiri, yaitu di sebelah kanan atas. Namun kita bisa membuatnya mengambang keluar dock dengan cara mengklik atau drag keluar judul windows ini. Untuk menampilkan windows ini dengan caranya adalah : 1. Dari menu View pilihlah Project Explorer. 2. Tekan tombol CTRL +R pada keyboard. 8. Window Properties Window ini bertugas menyiapkan segala properti dari objek yang diperlukan dalam perancangan user interface maupun pemrograman. Pada window ini terdapat semua properti yang dimiliki oleh objek terpilih (cara memilih objek adalah klik objek langsung pada diagram di project explorer atau klik langsung pada objeknya, misalnya form).

18 22 Pada windows ini terdapat dua tab yang menampilkan properti dalam dua cara sesuai dengan nama tab yaitu tab Alphabet (diurutkan berdasarkan namanya sesuai dengan abjad, ini merupakan pilihan default) dan Categories (diurutkan berdasarkan fungsinya). Masing-masing properties memiliki nilainya sendiri-sendiri yang telah disediakan VB 6.0 atau kita isikan sesuai dengan kebutuhan. Cara menampilkan window ini caranya : 1. Dari Menu View pilihlah Properties Window. 2. Tekan tombol F4 pada keyboard. 9. Window Form Layout Bisa digunakan untuk mengatur tata letak form pada layar monitor. Seringkali kita salah menempatkan form sehingga untuk mendapatkan posisi yang kita inginkan, setiap kali kita harus menjalankan program unuk mengetahui posisi dari hasil penyetelan yang kita lakukan. Dengan adanya window form layout ini pekerjaan yang berulang-ulang yang tidak kita inginkan tersebut bisa dihindari Istilah pada di Visual Basic 6.0 Visual Basic 6.0 memiliki istilah istilah yang digunakan Object, Property, Method dan Event. Dalam pemrograman berbasis obyek (OOP), perlu memahami istilah object, property, method dan event sebagai berikut : Object : komponen di dalam sebuah program Property : karakteristik yang dimiliki object Method : aksi yang dapat dilakukan oleh object

19 23 Contoh : Private Sub Command1_Click( ) Baris di atas menunjukkan penggunaan Event Click pada objek command1, maka baris-baris kode program di bawahnya akan dilaksanakan. Event : kejadian yang dapat dialami oleh object Implementasinya dalam sebuah aplikasi misalnya anda membuat form, maka form tersebut memiliki property, method, dan event. Sebagaimana pemrograman visual lain seperti Delphi dan Java, VB juga bersifat event driven progamming. Artinya dapat menyisipkan kode program pada event yang dimiliki suatu obyek Sensor LM35 Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. 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. Output dapat langsung dihubungkan port mikrokontroler yang memiliki ADC atau dengan Arduino. 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 hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari

20 24 sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC Karakteristik : Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mvolt/ºc, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μa. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 ma. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC. Gambar 2.5. Sensor LM35

21 LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampilan utama. LCD terdiri dari lapisan lapisan tipis cairan kristal diantara dua pelat kaca. Film transparan yang dapat menghantarkan listrik atau back plane, diletakkan pada lembaran belakang kaca. Bagian transparan dari film yang bersifat konduktif (menghantarkan arus listrik) pada bagian luar dari karakter yang diinginkan dilapiskan pada bagian pelat bagian depan. Pada saat terdapat tegangan antara segment dan back plane, bagian yang berarus listrik dibentuk pada bagian bawah segment bagian. Bagian yang berarus listrik ini mengubah transmisi cahaya melalui daerah dibawah segment film. LCD sudah digunakan di berbagai bidang misalnya dalam alat alat elektronika seperti televisi, kalkulator, layar komputer. Gambar 2.6. LCD Alphanumerik 2 baris 16 karakter Spesifikasi Fisik dan Konfigurasi Pin LCD yang digunakan dapat diakses dengan 16 buah pin. Berikut dibawah ini dijelaskan mengenai nama dan keterangan tiap pin.

22 26 Gambar 2.7. Diagram Pin LCD Tabel 2.3. Deskripsi Pin LCD 16x2

23 Pendingin Termoelektrik Dua logam yang berbeda disambungkan dan kedua ujung logam tersebut dijaga pada temperatur yang berbeda, maka akan ada lima fenomena yang terjadi, yaitu fenomena efek joule, efek fourier, efek seeback, efek peltier dan efek thomson. Efek peltier ditemukan oleh Jean Charles Athanase Peltier pada tahun 1834 dengan memberikan tegangan pada dua sambungan logam yang berbeda menghasilkan perbedaan temperatur. Hasil penemuan ini diikuti dengan perkembangan teknologi material semikonduktor menghasilkan alat yang dinamakan pendingin termoelektrik (thermoelectric cooler). Teknologi ini berkembang dengan pesat baik pada bidang aplikasi pendinginan maupun pemanasan setelah adanya perkembangan material semikonduktor Prinsip Kerja Pendingin Termoelektrik Prinsip kerja pendingin termoelektrik berdasarkan efek peltier, yaitu ketika arus DC dialirkan ke elemen peltier yang terdiri dari beberapa pasang sel semikonduktor tipe p (semikonduktor yang mempunyai tingkat energi yang lebih rendah) dan tipe n (semikonduktor dengan tingkat energi yang lebih tinggi), akan mengakibatkan salah satu sisi elemen peltier menjadi dingin (kalor diserap) dan sisi lainnya menjadi panas (kalor dilepaskan), seperti pada gambar 2.9 sisi elemen peltier yang menjadi sisi panas maupun dingin tergantung dari arah aliran arus listrik. Hal yang menyebabkan sisi dingin elemen peltier menjadi dingin adalah mengalir elektron dari tingkat energi yang lebih rendah pada semikonduktor tipe-p,

24 28 ke tingkat energi yang lebih tinggi yaitu seminkonduktor tipe-n. supaya elektron tipep yang mempunyai tingkat energi yang lebih rendah dapat mengalir maka elektron menyerap kalor yang mengakibatkan sisi tersebut menjadi dingin. Sedangkan pelepasan kalor ke lingkungan terjadi pada sambungan sisi panas, dimana elektron mengalir dari tingkat energi yang lebih tinggi (semikonduktor tipe-n) ke tingkat energi yang lebih rendah (semikonduktor tipe-p), untuk dapat mengalir ke semikonduktor tipe-p, kelebihan energi pada tipe-n dibuang ke lingkungan sisi tersebut menjadi panas. Gambar 2.8. Skema Aliran Peltier Seperti yang terlihat pada gambar 2.8 penyerapan kalor dari lingkungan terjadi pada sisi dingin yang kemudian akan dibuang pada sisi panas dari modul peltier. Sehingga nilai kalor yang dilepaskan pada sisi panas sama dengan nilai kalor yang diserap ditambah dengan daya yang diberikan ke modul.

25 29 Q h = Q c + P in Dimana : Q h = kalor yang dilepaskan pada bagian hot side elemen Peltier (Watt). Q c = kalor yang diserap pada bagian cold side elemen Peltier (Watt). P in = daya input (Watt). Pada gambar 2.9, Elektron mengalir dari semikonduktor pada tipe-p yang kekurangan energi, menyerap kalor pada bagian yang didinginkan kemudian mengalir ke semikonduktor tipe-n. Semikonduktor tipe-n yang kelebihan energi membuang energi tersebut ke lingkungan dan mengalir ke semikonduktor tipe-p dan seterusnya. Gambar 2.9. Arah Aliran Elektron Pada Modul Termoelektrik

26 30 Kelebihan pendingin termoelektrik (thermoelectric cooler) antara lain ketahanan alat yang baik, tidak menimbulkan suara, tidak adanya bagian mekanikal yang bergerak sehingga tidak menimbulkan getaran, perawatan yang mudah, ukuran yang kecil, ringan, ramah terhadap lingkungan karena tidak menggunakan refrigeran yang dapat merusak ozon, termoelektrik dapat juga digunakan pada lingkungan yang sensitif, tidak adanya ketergantungan terhadap posisi peletakan, ketelitian kontrol temperatur ± 0.1ºC dapat dicapai dengan menggunakan termoelektrik, dan cocok digunakan pada aplikasi kotak pendingin dibawah 25 Watt. Sedangkan kelemahan termoelektrik adalah efisiensi yang rendah dan adanya kondensasi pada suhu tertentu. Sehingga sampai saat ini pendingin termoelektrik hanya efektif pada aplikasi untuk objek pendingin dan daya yang kecil Relay Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka.relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik.

27 31 Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut : Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar. Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik. Dalam pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan sebuah dioda yang di-paralel dengan lilitannya dan dipasang terbaik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya. Konfigurasi dari kontak-kontak relay ada tiga jenis, yaitu : Normally Open (NO), apabila kontak-kontak tertutup saat relay dicatu Normally Closed (NC), apabila kontak-kontak terbuka saat relay dicatu Change Over (CO), relay mempunyai kontak tengah yang normal tertutup, tetapi ketika relay dicatu kontak tengah tersebut akan membuat hubungan dengan kontakkontak yang lain. Penggunaan relay perlu memperhatikan tegangan pengontrolnya serta kekuatan relay men-switch arus/tegangan. Biasanya ukurannya tertera pada body relay. Misalnya relay 12VDC/4 A 220V, artinya tegangan yang diperlukan sebagai pengontrolnya adalah 12Volt DC dan mampu men-switch arus listrik (maksimal) sebesar 4 ampere pada tegangan 220 Volt. Sebaiknya relay difungsikan 80% saja dari kemampuan maksimalnya agar aman, lebih rendah lagi lebih aman.relay jenis lain ada yang namanya reedswitch atau relay lidi. Relay jenis ini

28 32 berupa batang kontak terbuat dari besi pada tabung kaca kecil yang dililitin kawat. Pada saat lilitan kawat dialiri arus, kontak besi tersebut akan menjadi magnet dan saling menempel sehingga menjadi saklar yang on. Ketika arus pada lilitan dihentikan medan magnet hilang dan kontak kembali terbuka (off). Gambar Relay Prinsip Kerja Relay Relay terdiri dari Coil & Contact Coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedang contactadalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik dicoil. Contact ada 2 jenis : Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close). Secara sederhana berikut ini prinsip kerja darir elay : ketikacoil mendapat energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan contact akan menutup.

29 33 Gambar Prinsip Kerja Relay 2.8. IC LM358 Penguat operasional (op-amp) merupakan kumpulan puluhan transistor dan resistor dalam bentuk satu chip IC. Op-Amp merupakan komponen aktif linier yang merupakan penguat gandeng langsung (direct coupling), dengan penguatan terbuka (open gain) yang sangat besar dan dapat dipakai untuk menjumlahkan, mengalikan, membagi, mendifferensialkan, serta mengintegralkan tegangan listrik IC Op-Amp sering dipakai untuk perhitungan perhitungan analog, instrumentasi, maupun berbagai macam aplikasi kontrol. IC LM358 di desain secara sempurna dalam hal penggunaan dua buah Op-Amp secara bersamaan dalam satu chip. IC inilah yang dipakai dalam perancangan sistem alat.

30 34 Gambar IC LM358 Tabel 2.4. Fungsional IC LM358 IC Op-Amp LM358 memiliki keunggulan dalam pemakaian daya yang lebih rendah, kemampuan penggunaan saluran input yang berkorelasi dengan saluran pentanahan, dapat dicatu menggunakan mode catu daya tunggal maupun catu daya ganda.

31 Transformator Transformator atau lebih dikenal dengan nama transformer atau trafo sejatinya adalah suatu peralatan listrik yang mengubah daya listrik AC pada satu level tegangan yang satu ke level tegangan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik tanpa merubah frekuensinya. Tranformator biasa digunakan untuk mentransformasikan tegangan (menaikkan atau menurunkan tegangan AC). Selain itu, transformator juga dapat digunakan untuk sampling tegangan, sampling arus, dan juga mentransformasi impedansi. Transformator terdiri dari dua atau lebih kumparan yang membungkus inti besi feromagnetik. Kumparan-kumparan tersebut biasanya satu sama lain tidak dihubungkan secara langsung. Kumparan yang satu dihubungkan dengan sumber listrik AC (kumparan primer) dan kumparan yang lain mensuplai listrik ke beban (kumparan sekunder). Bila terdapat lebih dari dua kumparan maka kumparan tersebut akan disebut sebagai kumparan tersier, kuarter, dst. Gambar Transformator

32 36 Transformator bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan perubahan medan magnet. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi. Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan, sehingga fluks magnet yang timbulkan akan mengalir ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance). Bila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir arus pada kumparan sekunder. Jika efisiensi sempurna (100%), semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder Transformator Instrumen Gambar Transformator Arus Gambar Transformator Tegangan Current Transformer (CT) adalah suatu perangkat listrik yang berfungsi menurunkan arus yang besar menjadi arus dengan ukuran yang lebih kecil. CT digunakan karena dalam pengukuran arus tidak mungkin dilakukan langsung pada arus beban atau arus gangguan, hal ini disebabkan arus sangat besar dan bertegangan

33 37 sangat tinggi. Karakteristik CT ditandai oleh Current Transformer Ratio (CTR) yang merupakan perbandingan antara arus yang dilewatkan oleh sisi primer dengan arus yang dilewatkan oleh sisi sekunder. Potential Transformer (PT) adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi menurunkan tegangan yang tinggi menjadi tegangan yang lebih rendah yang sesuai dengan setting relay. Trafo ini juga memiliki angka perbandingan lilitan/tegangan primer dan sekunder yang menunjukkan kelasnya. Adapun perbedaan kerja dari transformator potensial dan transformator arus adalah: Pada transformator potensial, arus primer sangat tergantung beban sekunder, sedangkan pada transformator arus, arus primer tidak tergantung kondisi rangkaian sekunder Pada transformator potensial, tegangan jaringan dipengaruhi terminalterminalnya sedangkan transformator arus dihubung seri dengan satu jaringan dan tegangan kecil berada pada terminal-terminalnya. Namun transformator arus mengalirkan semua arus jaringan. Pada kondisi kerja normal tegangan jaringan hampir konstan dan karena itu kerapatan fluks serta arus penguat dari transformator potensial hanya berubah di atas batas larangan sedangkan arus primer dan arus penguatan dari transformator arus berubah di atas batas kerja normal. Power Transformator dibuat pada satu dari dua macam inti. Tipe konstruksi pertama terdiri dari lapisan lempengan baja segiempat sederhana dengan kumparan transformator melilit di kedua sisi persegi-empat. Kontruksi ini dikenal dengan nama core form seperti tampak pada gambar di bawah ini.

34 38 Gambar Kontruksi Core Form Sedangkan tipe konstruksi transformator kedua dikenal dengan nama shell form. Tipe shell form terdiri sebuah inti yang mempunyai lapisan tiga-kaki dengan kumparan melilit disekitar kaki bagian tengah (gambar dibawah ini). Pada kasus yang lain, inti dibuat berlapis-lapis yang diberi lapisan isolasi listrik disetiap lapisannya untuk mengurangi timbulnya arus eddy. Gambar Kontruksi Shell Form

35 Heatsink Dapat kita sebut sebagai material yang dapat menyerap dan mendisipasi panas dari suatu tempat yang bersentuhan dengan sumber panas dan membuangnya. Heatsink digunakan pada beberapa teknologi pendingin seperti refrigeration, mesin pemanas, pendingin elektronik dan laser. Heatsink dapat diaplikasikan pada beberapa jenis pendingin sehingga performa dari heatsink sendiri dapat berbeda-beda tergantung pada pendingin tambahan yang menyertainya. Heatsink dapat digunakan tanpa penambahan perangkat pendinginan lain seperti kipas dan air atau disebut dengan pasif cooling, penggunaan pasif cooling banyak diaplikasikan pada chipset mainboard, VGA, PWM dan chipset memory. Gambar Heatsink Karakteristik Heatsink Luas area heatsink akan menyebabkan disipasi panas menjadi lebih baik karena akan memperluas area pendinginan yang dapat mempercepat proses pembuangan panas yang diserap oleh heatsink.

36 40 Bentuk aerodinamik yang baik dapat mempermudah aliran udara panas agar cepat dikeluarkan melalui sirip-sirip pendingin. Khususnya pada heatsink dengan jumlah sirip yang banyak tetapi dengan jarak antar sirip berdekatan akan membuat aliran udara tidak sempurna sehingga perlu ditambahkan sebuah kipas untuk memperlancar aliran udara pada jenis heatsink tersebut..transer panas yang baik pada setiap heatsink juga akan mempermudah pelepasan panas dari sumber panas ke bagian sirip-sirip pendingin. Desain sirip yang tipis memiliki memiliki konduktifitas yang lebih baik.. Desain permukaan dasar heatsink sampai pada mirror finish atau tingkat kedatarannya tinggi sehingga dapat menyentuh permukaan sumber panas lebih baik dan merata. Hal ini dapat menyebabkan penyerapan panas lebih sempurna, tetapi untuk mengindari resistensi dengan sumber panas heatsink tetap harus menggunakan suatu pasta atau thermal compound dan agar luas permukaan sentuh juga lebih merata Bahan Heatsink Konduktivitas panas dari sebuah heatsink adalah faktor utama suatu heatsink dapat mendisipasi panas dengan baik. Bahan logam yang sering digunakan dalam bahan dasar heatsink adalah : Silver/perak dan emas memiliki tingkat konduktivitas tertinggi tetapi dengan harga yang sangat mahal maka tidak dimungkinkan para produsen untuk membuat dan memasarkan produk pendingin dengan bahan dasar ini.

37 41 Copper atau Tembaga memiliki konduktivitas tertinggi ke 2 sehingga penyerapan panasnya juga baik. Tembaga memiliki sifat menyerap panas dengan cepat tetapi tidak bisa melepaskan panas dengan cepat sehingga bisa terjadi penumpukan panas pada 1 tempat. Selain itu kekurangan yang menyertainya yaitu memiliki berat yang lebih besar dari pada aluminium, harga yang mahal, dan proses produksi yang rumit. Aluminium memiliki tingkat konduktivitas dibawah tembaga sehingga penyerapanya kurang sepurna, tetapi memiliki kemampuan terbalik dengan tembaga yaitu memiliki kemampuan melepas atau mengurai panas dengan baik tetapi bahan aluminium kurang baik dalam penyerapan panas dan memiliki harga yang lebih rendah dengan berat yang ringan. Penggabungan antara kedua material tersebut merupakan kombinasi yang sangat baik. Disatu sisi tembaga dapat menyerap panas dengan cepat dan dan disisi lain aluminium dapat melepaskan panas yang diserap oleh tembaga. Kombinasi ini digunakan oleh para produsen heatsink untuk memproduksi produk heatsink mereka dengan kombinasi 2 material pendingin ini.