BAB II DASAR TEORI Pada bab ini akan dijelaskan secara singkat komponen-komponen elektronik yang digunakan dalam pembuatan skripsi ini. Komponen elektronik yang digunakan antara lain mikrokontroler jenis Arduino UNO, sensor pelampung tangki bensin, Sensor Vehicles Speed, Injector, dan LCD16x2. 2.1. Arduino UNO Arduino UNO adalah papan mikrokontroler yang menggunakan ATmega328. IC(integrated circuit) ini memiliki 14 pin I/O digital (6 pin untuk PWM dan 6 pin untuk input analog), resonator Kristal keramik 16MHz, koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Hal yang membuat mikrokontroler ini dapat secara mudah terhubung dengan kabel power USB atau power supply adaptor AC - DC atau dengan menggunakan baterai.[3] Gambar 2.1. Arduino UNO. 5
2.1.1. Spesifikasi 2.1. Untuk spesifikasi lengkap dari Arduino UNO dapat dilihat dalam Tabel Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino UNO Mikrokontroler ATmega328 Tegangan pengoperasian 5V Tegangan input yang disarankan 7-12V Batas tegangan input 6-20V Jumlah pin I/O digital 14 (6 diantaranya menyediakan keluaran PWM) Jumlah pin input analog 6 Arus DC tiap pin I/O 40 ma Arus DC untuk pin 3.3V 50 ma Memori Flash 32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 Kb digunakan untuk bootloader SRAM 2 kb (ATmega328) EEPROM 1 kb (ATmega328) Clock Speed 16 MHz 2.1.2. Power Arduino Uno dapat dicatu langsung dengan menggunakan tegangan USB atau dengan menggunakan power supply tambahan melalui kabel external (non-usb) seperti menggunakan adaptor AC ke DC atau dengan konektor plug ukuran 2.1mm polaritas positif di tengah ke jack power di board. Apabila menggunakan supply lain seperti baterai atau aki dapat langsung dihubungkan pada pin GND dan Vin pada bagian power konektor Arduino 6
Gambar 2.2. Port power supply pada Arduino UNO Board Arduino UNO ini dapat dicatu dengan tegangan kerja antara 6-20 Volt. Akan tetapi apabila catu daya yang diberikan di bawah tegangan standar 5V board akan tidak stabil, hal ini bisa mengakibatkan rangkaian bekerja dengan tidak sempurna. Dan apabila tegangan masukan yang diberikan lebih dari 12V, regulator 12V yang terdapat pada Arduino akan cepat panas yang dapat menyebabkan kerusakan pada board Arduino Uno. Untuk itu tegangan yang direkomendasikan adalah antara 7-12V. Untuk penjelasan power pin pada board Arduino secara singkat adalah sebagai berikut: 1. VIN Saat menggunakan inputan tegangan menggunakan sumber catu daya dari luar (7-12V) anda bisa langsung menghubungkannya dengan pin Vin ini. Atau bila anda menghubungkan tegangan luar melalui DC power jack tegangan yang dihasilkan dari pin Vin akan sama dengan tegangan yang diberikan ke DC power jack 2. 5V Pin tegangan 5V catu daya umum langsung ke board. Maksimal arus yang diperbolehkan adalah 50mA 3. 3,3V Sama seperti pin 5V akan tetapi tegangan yang dihasilkan adalah 3,3V 4. GND Pin ground pada Arduino 7
5. IOREFF Pin ini menyediakan referensi tegangan agar mikrokontroler beroperasi dengan baik. Memilih sumber daya yang tepat untuk mengaktifkan penerjemah tegangan pada output untuk bekerja dengan 5V atau 3,3V. 2.1.3. Input dan Output Terdapat 14 pin pada Arduino Uno yang dapat digunakan sebagai input maupun output, dengan menggunakan fungsi perintah pinmode(), digitalwrite(), dan digitalread() yang menggunakan tegangan operasi 5V. Tiap pin dapat menerima arus maksimal hingga 40 ma. Beberapa pin memiliki fungsi khusus antara lain: 1. Serial 0 (RX) dan 1(TX). Sebagai penerima (RX) dan pemancar (TX) TTL serial data. Pin ini terkoneksi untuk pin korespondensi chip ATmega USB-toTTL serial. 2. External Interrupts 2 dan 3. Pin ini berfungsi sebagai konfigurasi trigger saat interupsi value low, naik dan tepi, atau nilai sinyal yang berubah-ubah. 3. PWM 3,5,6,9,10, dan 11. Melayani output 8-bit PWM dengan fungsi analogwrite() 4. SPI 10(SS),11(MOSI),12(MISO),13(SCK). Pin yang mendukung komunikasi SPI menggunakan SPI library 5. LED Terdapat LED indikator bawaan yang terhubung ke digital pin 13. Dimana ketika pin 13 bernilai HIGH LED akan menyala, dan pada saat pin bernilai LOW maka LED akan mati. Selain itu pada UNO juga terdapat 6 pin analog yaitu pin A0-A5. Masing-masing memberikan 10 bit resolusi (1024). Pin ini akan mengolah 8
tegangan input analog antara 0-5V kedata digital antara 0 sampai 1023. Beberapa fungsi khusus pada pin analog ini antara lain 1. TWI A4 (SDA) dan A0 (SCL). Support TWI communication menggunakan Wire library 2. AREF Tegangan referensi untuk input analog dengan menggunakan fungsi analogreference(). 3. Reset Menekan jalur LOW untuk mereset mikrokontroler, terdapat tambahan tombol reset untuk melindungi salah satu blok. 2.2. Sensor Pelampung Tangki Bensin Pada kendaraan bermotor sensor yang digunakan untuk mengukur bahan bakar pada tangki adalah sensor pelampung tangki bensin. Sensor ini bekerja dengan cara mengikuti ketinggian dari bahan bakar yang terdapat pada tangki bensin. Pelampung ini terhubung dengan sebuah potensiometer, sehingga besar kecilnya hambatan dari potensiometer akan mengikuti dari kondisi apung-apung bensin saat itu. Apabila kondisi bahan bakar dalam kondisi kosong maka hambatan yang dihasilkan oleh potensiometer akan semakin kecil, sebaliknya jika bahan bakar dalam tangki pada kondisi penuh maka hambatan yang dihasilkan oleh apung-apung bensin akan semakin besar pula. Maka apabila potensiometer ini dihubungkan ke sumber tegangan, keluaran dari tegangan akan berubah-ubah sesuai dengan hambatan yang dihasilkan oleh potensiometer pada pelampung tangki bensin. Tegangan keluaran dari sensor ini nantinya dapat dijadikan patokan untuk menentukan sisa bahan bakar yang terdapat pada tangki kendaraan.[4] 9
Gambar 2.3. Contoh pelampung tangki bensin Gambar 2.4. Skematik sensor pelampung pada kendaraan 10
Pelampung tangki bensin ini sudah dilengkapi dengan grip penahan pelampung. Sehingga dapat meminimalisir perubahan data yang dikeluarkan oleh pelampung bensin dikarenakan guncangan dari luar sepeda motor, bukan dikarenakan berkurangnya bahan bakar pada tangki bahan bakar. 2.3. Sensor Vehicles Speed Sensor Vehicles Speed merupakan sensor magnetik yang digunakan untuk mengukur putaran roda pada kendaraan bermotor. Sensor ini biasanya terletak pada poros putar roda kendaraan bermotor. Untuk penempatannya tidak semua kendaraan sama, akan tetapi kebanyakan pabrikan kendaraan bermotor memasang sensor ini pada poros roda depan kendaraan. Akan tetapi ada beberapa pabrikan kendaraan yang memasang sensor ini pada poros roda belakang. Gambar 2.5. Sensor Vehicles Speed Sensor ini akan mengeluarkan sinyal apabila terdapat logam yang melewati magnet yang terdapat pada sensor. Dimana pada kendaraan, logam yang dibaca oleh sensor ini berupa gear yang terdapat pada poros roda kendaraan, sehingga nantinya data yang dikeluarkan dapat diolah untuk menentukan baik itu kecepatan kendaraan maupun jarak yang ditempuh kendaraan tersebut. 11
Gambar 2.6. Contoh keluaran sinyal pada sensor Vehicles Speed [5] Dengan menghitung jumlah sinyal yang dihasilkan oleh sensor ini maka akan didapatkan jarak yang ditempuh oleh kendaraan. Sedangkan untuk menentukan kecepatan dari kendaraan bisa didapat dari perhitungan frekuensi sinyal yang dihasilkan oleh sensor ini. Sensor ini membutuhkan tegangan sekitar 12V untuk dapat bekerja dengan optimal. Sedangkan data keluaran yang dihasilkan oleh sensor ini sebesar 5V saat sensor ini mendeteksi logam, dan menghasilkan keluaran hampir 0V saat tidak mendeteksi adanya logam. 2.4. Injector Injector merupakan suatu alat yang digunakan untuk menyemprotkan bahan bakar ke mesin sesuai dengan masukan sinyal dari Electronic Control Unit (ECU). Injector akan berada pada posisi ON (terbuka) saat mendapat tegangan antara 9-12V. 12
Gambar 2.7. Injector Pada motor ECU akan memberikan sinyal sebesar kurang lebih 35Vpp ke injector (atau setara dengan 12Vrms). ECU akan membaca sensor-sensor yang terdapat pada motor seperti sensor suhu, sensor bukaan gas, sensor O2, sensor putaran mesin, dan sensor-sensor lain yang terdapat pada kendaraan yang mengirimkan data yang diperlukan oleh ECU untuk mengatur pembakaran mesin kendaraan. ECU akan menentukan jumlah bahan bakar yang diperlukan oleh mesin untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna dengan cara mengirimkan sinyal ke injector dengan frekuensi tertentu, sehingga injector akan menyemprotkan bahan bakar sesuai dengan kebutuhan.[6] Sebelum masuk ke injector bahan bakar dari tangki bensin akan melalui sebuah pompa yang berfungsi untuk menghasilkan tekanan yang stabil pada selang bensin yang mesuk ke injector. Sehingga injector dapat menyemprotkan bahan bakar saat dalam kondisi terbuka. Dan jumlah bahan bakar yang disemprotkan untuk setiap sinyal memiliki jumlah yang sama. 13
2.5. LCD 16x2 Liquid Crystal Display (LCD) adalah suatu media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD merupakan salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan menggunakan teknologi logika CMOS yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang berada disekitarnya terhadap front-light atau mentransmisikan cahaya dari back-light. LCD ini memiliki beberapa fitur didalamnya yaitu terdiri dari 16x2 karakter display, memiliki 192 karakter tersimpan, terdapat karakter generator terprogram, dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit, dan dilengkapi dengan back light. [7] Gambar 2.8. LCD 16x2 14
Untuk konfigurasi dari pin LCD 16x2 dapat dilihat dari Tabel 2.2. Tabel 2.2. Spesifikasi kaki-kaki LCD 16x2 Pin Deskripsi 1 Ground 2 VCC 3 Pengatur kontras 4 RS Instruction/ Register Select 5 R/W Read/Write LCD register 6 EN Enable 7-14 Data I/O Pins 15 Not Conencted 16 Not Connected 15