BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Alat Pencuci Mobil Otomatis Alat pencuci mobil otomatis adalah sebuah alat pencuci mobil otomatis agar mempermudahkan orang memcuci mobilnya dengan cara otomatis dan tidak manual. Adapun tujuan yang diinginkan penulis dari penyusunan adalah untuk mempermuda dalam melakukan pencucian mobil dan pengaplikasiaannya dapat di manfaatkan dalam kehidupan sehari hari. Alat pencuci otomatis terdiri dari berbagai jenis 1. Alat Pembersih Rumah Otomatis Dalam jajaran produk alat pembersih rumah otomatis, irobot bukan nama asing. Sebelumnya beberapa jenis alat telah dipasarkan, seperti vacuum cleaning, menggosok lantai, mengepel, dan lain-lain. tim irobot kini memasuki ranah smart home dengan memperkenalkan Roomba 980. 6
7 2. Mesin pencuci piring otomatis Yang dimaksud mesin pencuci piring otomatis untuk mempermudahkan pekerjaan rumah tangga dan memghemat tagihan listrik dan air yang lebih hemat 3. Mesin pengering tangan otomatis Mesin pengering tangan otomatis adalah alat pengering tangan saat tangan terkena air atau basah lalu mesin pengering tangan bereaksi saal tangan menyentuh mesin pengering tangan. 4. Robot pembersi lantai Alat pembersih lantai berupa sebuah robot yang memiliki dua buah roda dan ditengahnya terdapat suatu alat pembersih lantai. Robot pembersih lantai akan dikontrol dengan sensor ultrasonik sebagai penunjuk jarak robot berjalan untuk menghindari adanya benturan terhadap benda-benda di depan. Dari ke empat jenis alat pembersih disini penulis menggunakan alat pencuci mobil otomatis untuk mengerjakan alat pencuci mobil otomatis karena lebih simple, efektif dan efesien. 2.2 Mekanik alat pencuci mobil otomatis Mekanik adalah ilmu yang mempelajari gerak-gerak yang dapat dihasilkan dari suatu benda setelah mendapat tenaga dari benda lain. Untuk mendapat gerak benda yang sesuai dengan perancangan sebuah alat maka perlu dilakukan pendesaignan mekanik.
8 2.3 Motor DC Motor DC adalah motor yang menggunakan sumber tegangan DC dan digunakan untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanis. Komponen ini bekerja dengan prinsip electromagnet. Ketika sumber tegangan diberikan, medan magnet di bagian yang diam atau disebut stator akan terbentuk. Medan magnet ini akan membuat rotor atau bagian yang bergerak berputar dan tentu saja dapat dimanfaatkan untuk memutar benda lain misalnya roda. Kecepatan putaran motor DC ditentukan oleh besar tegangan. Semakin tinggi tegangannya, semakin cepat putarannya. Tegangan yang terlampau tinggi, yang melampaui batas maksimumnya, dapat membuat motor terbakar. Gambar 2.1 Motor DC Ketika pasokan tegangan motor DC dihentikan, medan magnetic berangsurangsur menghilang, sekaligus menghasilkan tegangan balik. Tegangan balik inilah yang ditangani agar tidak merusak arduino uno. Caranya adalah dengan memasang
9 diode. Hal ini didasarkan sifat diode yang dapat mengalirkan arus listrik hanya dalam satu arah. Dengan adanya diode, tegangan balik dapat diblokir. Sumber tegangan yang digunakan motor DC perlu diambil dari sumber eksternal, misalnya berupa baterai atau regulator, bukan dari Arduino Uno. Hal ini disebabkan Arduino Uno tidak dirancang untuk memasok tegangan ke motor DC. Pin-pin Arduino Uno hanya bisa memberikan arus 60mA, sedangkan kebutuhan motor sekitar 500mA untuk membuat putaran maksimum. 2.4 Kipas DC Rangkaian pengatur kecepatan fan (kipas) DC ini berfungsi untuk mengendalikan kecepatan putaran motor kipas DC yang dibangun menggunakan 2 buah transistor yang dirangkai secara darlington. Rangkaian Pengatur Kecepatan Fan (Kipas) DC Dengan Transistor ini dapat mengendalikan putaran kipas (fan) DC dari posisi diam hingga kecepatan maksimum fa DC tersebut. Rangkaian pengendali kecepatan fan DC ini sangat sederhana sehingga mudah untuk dibuat karena menggunakan komponen yang mudah diproleh dipasaran. Rangkaian pengendali kecepatan putaran kipas DC ini data dibuat atau dirakit menggunakan PCB yang kecil, untuk merakit rangkaian pengontrol kecepatan fan (kipas) DC ini dapat
10 dilihat skema rangkaian dan komponen yang digunakan pada gambar berikut. Gambar Rangkaian Pengatur Kecepatan Fan (Kipas) DC Dengan Transistor Rangkaian Pengatur Kecepatan Fan (Kipas) DC Dengan Transistor,pengendali kecepatan kipas DC,alat kontrol kipas DC,mengontrol kecepata kipas DC,mengatur putaran kipas DC,kepatan kipas DC,alat kontrol kipas DC,pengendali kipas DC,skema kipas DC,memperbaiki kipas DC,cara buat pengontrol kipas motor, Gambar 2.2 Contoh Kipas DC Rangkaian Pengatur Kecepatan Fan (Kipas) DC Dengan Transistor pada gambar diata dibangun dalam dalam 2 bagian yaitu bagian kendali bias basis transistor dan driver motor. Bagian kendali bias basia transistor ini berfungsi untuk mengatur level tegangan basis transistor BFY51 yang dirangkai darlinton dengan transistor TIP31. Besarnya tegangan bias basis ini dikontrol oleh potensiometer 10KOhm. Bagian driver motor DC ini berfungsi sebagai pemberi tegangan supply ke motor DC
11 berdasarkan tegangan bias basis yang diberikan ke rangkaian drive transistor BFY51 dan TIP31. Dioda 1N4148 pada rangkaian tersebut berfungsi sebagaia clamper untuk menlindungi transistor dari tegangan balik efek induksi dari motor DC. Rangkaian Pengatur Kecepatan Fan (Kipas) DC Dengan Transistor dapat digunaklan untuk mengatur kecepatan putaran motor DC dengan arus maksimum 3 A. Sumber tegangan untuk mengoperasikan rangkaian pengatur kecepatan fa DC ini dapat menggunakan tegangan 3V hingga 40V tergantung dari tegangan kerja motor DC pada kipas yang digunakan. 2.5 Relay Relay adalah saklar listrik atau elektrik yang membuka atau menutup sirkuit atau rangkaian lain dalam kondisi tertentu. Relay pada dasarnya adalah sakelar yang membuka dan menutupnya dengan tenaga listrik melalui coil relay yang terdapat di dalamnya. Pada awalnya sebuah relay di anggap memiliki coil atau lilitan tembaga atau cooper yang melilit pada sebatang logam, pada saat coil di beri masukan arus atau tegangan listrik dan elektrik maka coil akan membuat medan elektromagnetik yang mempengaruhi batang logam di dalam lingkarannya tersebut untuk menjadikannya sebuah magnet. Kekuatan magnet yang terjadi pada batang logam tersebut menarik lempeng logam lain yang terhubung melalui armature atau tuas ke sebuah sakelar. Biasanya relay memicu sakelar terbuka dan tertutup, dan hal ini tergantung type dan kebutuhan.
12 2.6 Perangkat Kontroller Perangkat Kontroller adalah sebuah alat elektronik yang dapat mengerjakan pemikiran sesuai dengan kemauan perancangnya. Pada perangkat inilah keinginan perancang ditanam dimana dengan menggunakan perangkat ini maka sebuah piranti dapat beroprasi secara otomatis. 2.6.1 Mikrokontroller Mikrokontroller adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah PC, karena di dalam sebuah mikrokontroler umumnya juga telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O, sedangkan di dalam mikroprosesor umumnya hanya berisi CPU saja. 2.6.2 Arduino Uno Arduino Uno adalah salah satu produk berlabel Arduino yang sebenarnya adalah suatu papan elektronik yang mengandung mikrokontroller ATmega 328 (sebuah keping yang secara fungsional bertindak seperti sebuah komputer). Piranti seperti ini dapat dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang kompleks. Dengan penambahan komponen tertentu, piranti ini bisa dipakai untuk pemantau jarak jauh melalui internet.
13 Gambar 2.3 Contoh Arduino Uno Arduino Uno mengandung mikroposesor (berupa Atmel AVR) dan dilengkapi dengan oscillator 16MHz (yang memungkinkan operasi berbasis waktu dilaksanakan dengan tepat), dan regulator (pembangkit tegangan) 5 volt. Sejumlah pin tersedia di papan. Pin 0 hingga 13 digunakan untuk isyarat analog. Arduino Uno dilengkapi dengan static random-access memory (SRAM) berukuran 2KB untuk memegang data, flash memory berukuran 32KB, dan erasable programmable read-only memory (EEPROM) untuk menyimpan program. 2.7 Perangkat Input Untuk menjadikan piranti dapat beroprasi dan berfungsi secara otomatis maka perlu adanya masukan yang dapat diolah oleh mikrokontroller yang kemudian dijadikan perintah untuk melakukan sebuah pekerjaan tertentu. Masukan inilah yang dimaksud sebagai input dan input-input ini berasal dari perangkat input atau sensor. Banyak jenis masukan yang sering dijumpai pada perangkat mekatronika maupun
14 robot yang memang digunakan untuk memberi batasan tertentu. Salah satu dari komponen adalah sensor Ultrasonik yang dijadikan sebagai masukan jarak. 2.7.1 Sensor Hc-sr04 Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh telinga manusia. Ultrasonic bergetar dalam rentang lebih besar dari 20 KiloHertz. Ultrasonik juga dapat dijelaskan secara sederhana sebagai gelombang di atas frekuensi gelombang suara. Sensor ultrasonic merupakan sensor utama untuk navigasi dan penghindar halangan. Gambar 2.4 Sensor Hc-sr04 Sensor ultrasonik ping dipasang pada bagian depan robot, sehingga terlihat sebagai mata dari robot. Sensor ini akan mengukur jarak dari objek-objek yang ada disekelilingnya. Jika jarak yang dideteksi adalah sangat dekat, maka dapat disimpulkan bahwa terdapat objek yang sangat dekat dengan sensor. Sehingga robot harus menghindari dengan cara berbelok ataupun bermanuver ke arah yang lainnya. Penjelasan diatas merupakan salah satu aplikasi dari sensor ultrasonic ping.
15 2.8 Perangkat Tambahan Selain ketiga perangkat khusus yang terdapat pada alat ada pula perangkat yang memang digunakan untuk pelengkap pada alat tersebut. Perangkat inilah yang disebut dengan perangkat tambahan. Perangkat tambahan ini antara lain power supply, regulator dan kabel jumper. 2.8.1 Power Supply Power Supply adalah sebagai alat atau perangkat keras yang mampu menyuplai tenaga atau tegangan listrik secara langsung dari sumber tegangan listrik ke tegangan listrik yang lainnya. Power supply biasanya digunakan untuk komputer sebagai penghantar tegangan listrik secara langsung kepada komponen-komponen atau perangkat keras lainnya yang ada di komputer tersebut, seperti hardisk, kipas, motherboard dan lain sebagainya. Power supply memiliki input dari tegangan yang berarus alternating current (AC) dan mengubahnya menjadi arus direct current (DC) lalu menyalurkannya ke berbagai perangkat keras yang ada dikomputer kita. Karena memang arus direct current (DC)-lah yang dibutuhkan untuk perangkat keras agar dapat beroperasi, direct current biasa disebut juga sebagai arus yang searah sedangkan alternating current merupakan arus yang berlawanan. Secara umum dalam sebuah komputer adalah sebagai alat bantu konverter tegangan listrik pada komputer yang dapat mengubah tegangan listrik yang memiliki arus AC ke arus DC sehingga semua hardware yang membutuhkan tegangan listrik
16 yang berarus DC mendapatkan tegangan listrik yang secara langsung diberikan oleh power supply ini. Oleh karena itu dalam setiap komputer yang ada saat ini, power supply merupakan suatu perangkat keras yang paling dibutuhkan untuk menjalankan komputer, jika power supply tidak ada atau tidak bisa digunakan, maka komputer tidak akan dapat menyala tanpa power supply ini. Gambar 2.5 Power Supply 2.8.2 Regulator Regulator adalah regulasi atau pengaturan tegangan keluaran dan sebuah catu daya agar efek dari naik dan turunnya tegangan jala-jala tidak mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil. Pada regulator inilah segala kebutuhan
17 yang diperlukan oleh perangkat dapat disesuaikan seperti halnya pada penggunaan sensor umum yang hanya memerlukan tegangan sebesar 5 Volt saja. Pada pengaturan besar tegangan ini regulator sering kali menggunakan IC 780x dengan nilai x yang merupakan keluaran dapat dihasilkan dari regulator ini. Maka seperti halnya untuk menyediakan sumber tegangan digunakan untuk sensor maka pemilihan jenis IC regulatornya adalah 7805 yang akan menghasilkan keluaran sebesar 5 Volt meskipun dengan masukan tegangan lebih dari 5 Volt. Hal ini karena memang salah satu dari kelebihan IC ini adalah dapatnya memotong tegangan masukan menjadi keluaran 5 Volt saja. 2.8.3 Kabel Jumper Kabel jumper berguna untuk menghubungkan dari satu perangkat ke perangkat lainnya sehingga dapat menjadi perangkat yang utuh dalam satu pekerjaan yang terorganisir. Gambar 2.6 Contoh Kabel Jamper
18 2.8.4 Pompa Air Aquarium Pada dasarnya setiap pompa air aquarium dilengkapi dengan peralatan otomatis ketika kita membeli mesin pompa air aquarium di toko, ini berguna untuk memudahkan kita pada saat pengoperasian, sehingga waktu kita menjadi lebih efektif dan efisien dan tidak memerlukan aktifitas menghidupkan ataupun mematikan pompa,sebab sudah ada sensor otomatisnya, yang bekerja berdasarkan tekanan yang terdapat pada pipa selang untung mengeluarkan air dan sabun sebagai peganti pompa air otomatis di dalam mesin pencuci mobil otomatis. Gambar 2.7 Contoh Pompa Air Aquarium