Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
6
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 TRAKTOR LISTRIK
Traktor adalah suatu mesin traksi yang utamanya di rancang dan dinyatakan
sebagai penyedia tenaga bagi peralatan pertanian dan perlengkapan usaha tani [5].
Peralatan pertanian saat ini telah mencapai batas optimasi dalam hal kompleksitas
dan efisiensi dengan teknologi terkini. Selanjutnya perbaikan di bidang teknologi
penggerak Saat ini kebanyakan penggerak mekanis atau hidrolik terbatas. Oleh
karena itu fokus di bidang ini adalah pada penggerak listrik di masa depan.
Pada tahun 1954 International Harvester memperkenalkan sebuah fitur yang
disebut Electrall ke pasaran. Fitur ini ditawarkan sebagai pilihan pada Farmall 400
Tractors dan harus mendukung pertanian yang dioperasikan secara elektrik
peralatan dan asesoris. Sistem yang dikembangkan bersama General Electric, terdiri
dari 208 V 10 kW generator arus bolak-balik tiga fasa yang dihubungkan dengan
kabel ke perangkat yang akan dinyalakan. Generator juga bisa digunakan sebagai
unit pembangkit listrik. Kemungkinan penerapan Electrall Kekuatannya banyak, tapi
sedikit yang berhasil sampai ke pasar. Materi pemasaran IH menunjukkan adanya
haybaler Electrall bertenaga.
Pada akhir 1990-an sebuah traktor dengan kombinasi motor-motor listrik
ditempatkan di antara diesel Mesin dan transmisi dikembangkan oleh dealer
peralatan pertanian Schmetz di Jerman Traktor ini difokuskan untuk menciptakan
transmisi kecepatan variabel tak terbatas dengan listrik dan bukan drive hidrolik yang
digunakan. Awal tahun 2000 sebuah studi konsep yang didukung oleh Universitas
dan Organisasi di Jerman dan juga Fendt (AGCO) disebut MELA (Mobile
Elektrische Leistungs-und Antriebstechnik; Mobile electric teknologi power train)
telah menunjukkan solusi yang mungkin untuk elektrifikasi traktor dengan penggerak
listrik auxiliaries serta CVT listrik dan menerapkan elektrifikasi [7]
Menurut Fred Lambert paada Electrek, bahwa semua bentuk transportasi darat
akan mulai beralih ke penggerak listrik secara relatif segera. Itu termasuk traktor
besar untuk pertanian, seperti yang ditunjukkan oleh konsep traktor all-electric John
Deere yang terbaru. SESAM (Sustainable Energy Supply for Agricultural
Machinery) adalah yang pertama yang sepenuhnya didukung oleh kemasan baterai.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
7
Di mana biasanya menemukan mesin diesel besar di bawah, ada tumpukan kemasan
baterai hingga 130 kWh.
Gambar 2.1 Contoh Traktor Listrik Modern
Gambar 2.2 Contoh Ttraktor Listrik sederhana
http://digilib.mercubuana.ac.id/
8
Gambar 2.3 Kelistrikan Traktor Listrik Sederhana
Gambar 2.4 Rangkaian Kelistrikan Traktor Listrik Sederhana
Gambar di atas merupakan contoh bagian traktor listrik roda empat oleh Ted
Dillard di tahun 2013, yang terdiri dari:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
9
1. Battery
2. Battey Charger
3. Volt Meter
4. Fuse
5. Main Switch
6. Contactor
7. Motor DC
Cara kerja rangkaian diatas yakni ketika Main Switch di aktikan maka
contactor akan aktif tarus listik mengalir dari battery menuju motor DC, sehingga
motor akan bergerak. Sistem ini cukup konvensional dengan mudah pengoperasian,
pembuatan dan perwatannya.
2.2 INTERNET OF THINGS (IoT)
Pengggunaan komputer dimasa datang mampu mendominasi pekerjaan
manusia dan mengalahkan kemampuan komputasi manusia seperti mengontrol
peralatan elektronik dari jarak jauh menggunakan media internet, IOT (Internet Of
Things) memungkinkan pengguna untuk mengelola dan mengoptimalkan elektronik
dan peralatan listrik yang menggunakan internet. Hal ini berspekulasi bahwa di
sebagian waktu dekat komunikasi antara computer dan peralatan elektronik mampu
bertukar informasi di antara mereka sehingga mengurangi interaksi manusia. Hal ini
juga akan membuat pengguna internet semangkin meningkat dengan berbagai
fasilitas dan layanan internet
IoT adalah titik awal kapan lebih banyak "benda atau benda" terhubung ke
Internet daripada orang-orang Saat ini mobil misalnya, memiliki banyak jaringan
untuk mengendalikan fungsi mesin, fitur keselamatan, sistem komunikasi, dan
sebagainya. Bangunan komersial dan residensial juga memiliki beragam sistem
kontrol untuk pemanasan, ventilasi, dan pengkondisian udara (HVAC); layanan
telepon; keamanan; dan pencahayaan. Saat IoT berkembang, jaringan ini, dan banyak
lainnya, akan terhubung dengan menambahkan
keamanan, analisis, dan kemampuan manajemen (lihat Gambar 2.5).
http://digilib.mercubuana.ac.id/
10
Gambar 2.5 Contoh Applikasi IoT
2.2.1 Sejarah Internet of Things
Sejak mulai dikenalnya internet pada tahun 1989, mulai banyak hal kegiatan
melalui internet, Pada tahun 1990 John Romkey menciptakan 'perangkat',
pemanggang roti yang bisa dinyalakan dan dimatikan melalui Internet.
WearCam diciptakan pada tahun 1994 oleh Steve Mann. Pada tahun 1997 Paul
Saffo memberikan penjelasan singkat pertama tentang sensor dan masa depan. Tahun
1999 Kevin Ashton menciptakan The Internet of Things, direktur eksekutif Auto
IDCentre, MIT. Mereka juga menemukan peralatan berbasis RFID (Radio Frequency
Identification) global yang sistem identifikasi pada tahun yang sama. Penemuan ini
disebut sebagai sebuah lompatan besar dalam commercialisingIoT.
Tahun 2000 LG mengumumkan rencananya menciptakan kulkas pintar yang
akan menentukan sendiri apakah bisa atau tidak makanan yang tersimpan di
dalamnya diisi ulang. Pada tahun 2003 RFID mulai ditempatkan pada tingkat besar
besaran di militer AS di Program Savi mereka. Pada tahun yang sama melihat
raksasa ritel Walmart untuk menyebarkan RFID di semua tokotoko di seluruh dunia
untuk lebih besar batas.
Pada tahun 2005 arus publikasi utama seperti The Guardian, Amerika ilmiah
dan Boston Globe mengutip banyak artikel tentang IOT. Pada tahun 2008 kelompok
perusahaan meluncurkan IPSO Alliance untuk mempromosikan penggunaan Internet
Protocol (IP) dalam jaringan dari "Smart object" dan untuk mengaktifkan Internet of
Things.
Pada tahun 2008 FCC menyetujui penggunaan “white space spectrum”.
Akhirnya peluncuran IPv6 di tahun 2011 memicu pertumbuhan besar di bidang
http://digilib.mercubuana.ac.id/
11
Internet of Things, perkembangan ini didukung oleh perusahaan raksasa seperti
Cisco, IBM, Ericson mengambil inisiatif banyak dari pendidikan dan komersial
dengan IOT teknologi dapat hanya dijelaskan sebagai hubungan antara manusia dan
komputer. Perkembangan Internet of Things, semua peralatan yang kita gunakan
dalam kehidupan kita sehari hari dapat dikendalikan dan dipantau menggunakan
IOT. Mayoritas proses dilakukan dengan bantuan sensor di IOT. Sensor dikerahkan
di mana mana dan sensor ini mengkonversi data fisik mentah menjadi sinyal digital
dan mengirimkan mereka ke pusat kontrol. Dengan cara ini kita bisa memonitor
perubahan lingkungan jarak jauh dari setiap bagian dari dunia melalui internet.
Arsitektur sistem ini akan didasarkan pada konteks operasi dan proses dalam
skenario real-time. Di otomasi rumah setiap kotak saklar listrik akan terhubung
dengan ponsel pintar (atau kadang-kadang remote) sehingga itu bisa dioperasikan
dari jarak jauh. Tapi skenario seperti itu tidak perlu prosesor dan perangkat
penyimpanan dipasang di setiap kotak saklar. Hanya dibutuhkan sensor untuk
menangkap sinyal dan proses itu (kebanyakan beralih ON / OFF). Jadi arsitektur
sistem ini bervariasi tergantung pada konteks penerapannya [(Suresh et al., 2014)
2.3 BLYNK
Blynk adalah Platform dengan aplikasi iOS dan Android untuk mengendalikan
Arduino, Raspberry Pi dan sejenisnya melalui Internet. Ini adalah dasbor digital
tempat Anda dapat membuat antarmuka grafis untuk proyek Anda hanya dengan
menyeret dan menjatuhkan widget. Ini sangat mudah untuk mengatur semuanya dan
Anda akan mulai bermain-main dalam waktu kurang dari 5 menit.
Gambar 2.6 Logo Applikasi Blynk
http://digilib.mercubuana.ac.id/
12
Blynk tidak terikat pada papan atau perisai tertentu. Sebagai gantinya, ini
mendukung perangkat keras pilihan Anda. Apakah Arduino atau Raspberry Pi Anda
terhubung ke Internet melalui Wi-Fi, Ethernet atau chip ESP8266 baru ini, Blynk
akan menghubungi kita secara online dan siap untuk Internet dari Things.
Gambar 2.7 Tampilan Applikasi Blynk pada Android
Cara menggunakan platform dari aplikasi ANDROID, langkah-langkah sebagai
berikut :
1. Download dan install aplikasi melalui “PlayStore“
2. Buka aplikasi, dan silahkan sign up new account atau login menggunakan
“Facebook“
3. Buat new project, dan pilihlah salah satu module yang akan Anda gunakan
maupun aksesoris module yang berfungsi sebagai sarana terhubung ke Internet.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
13
4. Setelah itu drag and drop rancangan proyek Anda
5. Kemudian klik Blynk untuk mengirimkan Token Auth melalui email
6. Dan terakhir cek inbox email Anda dan temukan Auth Token yang dimana ini
akan digunakan untuk program yang di downloadkan ke module
Setelah pada smart phone selesai, beralih ke software ide arduino yang akan
digunakan dalam memprogram serta mendownloadkan program ke module, langkah
– langkahnya yaitu :
1. Download file .zip rilis terbaru
2. Unzip itu file tersebut yang didalam terdapat file library
3. Peletakan Library pada OS
1. Mac : (home directory)/Documents/Arduino/libraries
2. PC (Windows) : My Documents -> Arduino -> libraries
3. Linux : (home directory)/sketchbook/libraries
Tutorial Pertama – app BLYNK untuk kendali Arduino Ethernet
Bahan yang diperlukan yaitu :
1. Library Module Ethenet
2. Libray Blynk Filenya ini
3. Smart Phone Android
4. Komputer + Software IDE Arduino
Pada smart Phone Android
a. Buka Aplikasi BLYNK
b. Pilih pada logo “+” / widget box
c. Pilih button, kemudian drag and drop
d. setting button pada pin “Digital” – “gp16”
e. Ubahlah setting dari push menjadi switch
f. Dan ubahlah logika awal dari “1” ke “0”
g. Terakhir download program dibawah dan jika sudah siap semua klik play.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
14
Gambar 2.8 Contoh Tampilan Applikasi Blynk siap di gunakan.
Pada Ethernet menggunakan IDE Arduino
a. Open software IDE Arduino
b. Sebelum itu copy paste kan semua library yang sudah di downloadkan diatas
c. Pilih menu Tools > Boards > Ethernet
d. Copy paste kan kode program dibawah ini
e. Verifikasi program dan Download-kan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
15
#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
#include <BlynkSimpleEthernet.h>
// You should get Auth Token in the Blynk App.
// Go to the Project Settings (nut icon).
char auth[] = "eb826f12aabc474b8427bf8561f0bac6";
#define W5100_CS 10
#define SDCARD_CS 4
void setup()
{
// Debug console
Serial.begin(9600);
pinMode(SDCARD_CS, OUTPUT);
digitalWrite(SDCARD_CS, HIGH); // Deselect the SD card
Blynk.begin(auth);
http://digilib.mercubuana.ac.id/
16
// You can also specify server:
//Blynk.begin(auth, "blynk-cloud.com", 8442);
//Blynk.begin(auth, IPAddress(192,168,1,100), 8442);
// For more options, see Boards_Ethernet/Arduino_Ethernet_Manual example
}
void loop()
{
Blynk.run();
}
Gambar 2.9 Hasil Uji Menyalakan Lampu Led
2.4 ARDUINO UNO
Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang
bersifat open source, mencangkup hardware (skema rangkaian, desain PCB atau
(Printed Circuit Board), firmware bootloader, dokumen. Perlu dipahami bahwa kata
“platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya
sekedar sebuah alat pengembangan, akan tetapi merupakan kombinasi dari hardware,
bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
17
IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-
compile program menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory
mikrokontroller.
Arduino mempunyai banyak jenis, di antaranya Arduino Severino, Arduino
Uno, Arduino Mega 2560, dan lainnya. (www.arduino.cc). Pada prakteknya Arduino
diaplikasikan dalam desain-desain alat atau project-project yang menggunakan
sensor dan mikrokontroller untuk menerjemahkan input analog atau digital ke dalam
sistem software untuk mengontrol gerakan alat-alat elektro-mekanik seperti lampu,
motor dan sebagainya.
Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berdasarkan ATmega328
(datasheet) yang memiliki 14 digital pin input / output (6 dapat digunakan sebagai
output PWM), 6 input analog, osilator kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, colokan
listrik, header ICSP, dan tombol reset. Modul ini berisi semua yang dibutuhkan
mendukung mikrokontroler; cukup hubungkan ke komputer dengan kabel USB atau
nyalakan dengan AC-to-DC adaptor atau baterai untuk memulai. Uno berbeda dari
semua papan sebelumnya karena tidak menggunakan FTDI Driver chip USB-to-
serial. Sebagai gantinya, fitur Atmega8U2 diprogram sebagai konverter USB-to-
serial.
"Uno" berarti satu dalam bahasa Italia dan dinamai untuk menandai rilis
Arduino 1.0 yang akan datang. Uno dan versi 1.0 akan menjadi versi referensi dari
Arduno, bergerak maju. Uno adalah yang terbaru dalam rangkaian USB Papan
Arduino, dan model referensi untuk platform Arduino; untuk perbandingan dengan
versi sebelumnya.
Gambar 2.10 Arduino Uno
http://digilib.mercubuana.ac.id/
18
Adapun spesifikasi ringkas dari Arduino Uno dapat dilihat pada tabel 2.1 :
Mikrokontroller ATmega328
Tegangan Operasional 5 Volt
Tegangan Input 6-12 Volt
Pin I/O digital 14 (6 buah diantaranya bisa digunakan untuk PWM)
Analog Input Pin 6
Arus DC di PIN 3.3V 50 mA
Arus DC tiap pin I/O 40 mA
Memori Flash 32 KB, 0.5 KB digunakan untuk botloader
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
Kecepatan clock 16 MHz
Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino Uno
2.4.1 Daya (Power)
Arduino UNO dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah power
suplai eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Suplai eksternal (non-USB)
dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau battery. Adaptor dapat
dihubungkan dengan mencolokkan sebuah center-positive plug yang panjangnya 2,1
mm ke power jack dari board. Kabel lead dari sebuah battery dapat dimasukkan
dalam header/kepala pin Ground (Gnd) dan pin Vin dari konektor POWER. Board
Arduino UNO dapat beroperasi pada sebuah suplai eksternal 6 sampai 20 Volt. Jika
disuplai dengan yang lebih kecil dari 7 V, kiranya pin 5 Volt mungkin mensuplai
kecil dari 5 Volt dan board Arduino UNO bisa menjadi tidak stabil. Jika
menggunakan suplai yang lebih dari besar 12 Volt, voltage regulator bisa kelebihan
panas dan membahayakan board Arduino UNO. Range yang direkomendasikan
adalah 7 sampai 12 Volt.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
19
Gambar 2.11 Konfigurasi Pin Arduino Uno
2.4.2 Input dan Output
Arduino Uno 14 pin digital yang dapat digunakan sebagai input atau output,
dengan menggunakan pinMode (), digitalWrite (), dan fungsi digitalRead (). Mereka
beroperasi pada 5 volt. Setiap pin bisa memberikan atau menerima maksimal 40 mA
dan memiliki resistor pull-up internal (terputus secara default) 20-50 kOhms. Selain
itu, beberapa pin punya fungsi khusus:
• Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan
(TX) data serial TTL. Pin ini adalah terhubung ke pin yang sesuai dari chip Serial
USB-to-TTL ATmega8U2.
• External Interrupts: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi
pada nilai rendah, anaik atau turun, atau perubahan nilai. Lihat fungsi attachInterrupt
() untuk rinciannya.
• PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Sediakan output PWM 8 bit dengan fungsi
analogWrite ().
• SPI: 10 (SS), 11 (MIA), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI,
Meskipun disediakan oleh perangkat keras yang mendasarinya, saat ini tidak
termasuk dalam bahasa Arduino.
• LED: 13. Ada LED built-in yang terhubung ke pin digital 13. Bila pin bernilai
HIGH, LED berada pada saat pin itu RENDAH, itu mati.
Arduino Uno memiliki 6 input analog, masing-masing memberikan resolusi
10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Oleh default mereka mengukur dari tanah ke 5
volt, meskipun adalah mungkin untuk mengubah ujung atas jangkauan mereka
http://digilib.mercubuana.ac.id/
20
menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference (). Selain itu, beberapa pin
memiliki spesialisasi fungsionalitas:
• I2C: 4 (SDA) dan 5 (SCL). Dukung komunikasi I2C (TWI) menggunakan Wire
Library.
Ada beberapa pin lainnya di papan tulis:
• AREF. Tegangan referensi untuk input analog. Digunakan dengan analogReference
().
• Reset. Bawalah baris ini RENDAH untuk me-reset mikrokontroler. Biasanya
digunakan untuk menambahkan tombol reset ke perisai yang menghalangi yang ada
di papan.
Komunikasi
Arduino UNO mempunyai sejumlah fasilitas untuk komunikasi dengan
sebuah komputer, Arduino lainnya atau mikrokontroler lainnya. Atmega 328
menyediakan serial komunikasi UART TTL (5V), yang tersedia pada pin digital 0
(RX) dan 1 (TX). Sebuah Atmega 16U2 pada channel board serial komunikasinya
melalui USB dan muncul sebagai sebuah port virtual ke software pada komputer.
Firmware 16U2 menggunakan driver USB COM standar, dan tidak ada driver
eksternal yang dibutuhkan. Bagaimanapun, pada Windows, sebuah file inf pasti
dibutuhkan. Software Arduino mencakup sebuah serial monitor yang memungkinkan
data tekstual terkirim ke dan dari board Arduino. LED RX dan TX pada board akan
menyala ketika data sedang ditransmit melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB
pada komputer (tapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Sebuah
SoftwareSerial library memungkinkan untuk komunikasi serial pada beberapa pin
digital UNO
Atmega328 juga mensupport komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Software
Arduino mencakup sebuah Wire library untuk memudahkan menggunakan bus I2C,
lihat dokumentasi untuk lebih jelas. Untuk komunikasi SPI, gunakan SPI library.
2.4.3 Programming
Arduino UNO dapat diprogram dengan software Arduino (download). Pilih
“Arduino Uno dari menu Tools > Board(termasuk mikrokontroler pada board).
Untuk lebih jelas, lihat referensi dan tutorial. ATmega328 pada Arduino Uno hadir
dengan sebuah bootloader yang memungkinkan kita untuk mengupload kode baru ke
http://digilib.mercubuana.ac.id/
21
ATmega328 tanpa menggunakan pemrogram hardware eksternal. ATmega328
berkomunikasi menggunakan protokol STK500 asli (referensi, file C header).
2.5 ETHERNET SHIELD
Ethernet Shield mengizinkan Arduino terhubung ke internet. Papan
dapat berfungsi sebagai server yang menerima koneksi masuk atau klien yang
membuat yang keluar (www.arduino.cc). Library mendukung hingga empat
koneksi konkuren (masuk atau keluar atau kombinasi). Ethernet library
(Ethernet.h) mengelola chip W5100, sementara Ethernet2 library (Ethernet2.h)
mengelola chip W5500; semua fungsi tetap sama. Mengubah perpustakaan yang
digunakan memungkinkan untuk memasukkan kode yang sama dari Arduino
Ethernet Shield ke Arduino Ethernet 2 Shield atau Arduino Leonardo Ethernet
dan sebaliknya.
Arduino berkomunikasi dengan perisai menggunakan bus SPI. Ini ada pada
pin digital 11, 12, dan 13 di Uno dan pin 50, 51, dan 52 pada Mega. Pada kedua
papan, pin 10 digunakan sebagai SS. Di Mega, pin SS hardware, 53, tidak
digunakan untuk memilih W5100, tapi harus tetap sebagai output atau
antarmuka SPI tidak akan bekerja.
Gambar 2.12 Sketch Ethernet Shield
http://digilib.mercubuana.ac.id/
22
Shield Ethernet memungkinkan menghubungkan pengontrol Ethernet
WizNet ke papan Arduino atau Genuino melalui bus SPI. Menggunakan pin 10,
11, 12, dan 13 untuk koneksi SPI ke WizNet. Kemudian model Shield Ethernet
juga memiliki kartu SD di dalamnya. Pin digital 4 digunakan untuk mengontrol
slave select pin pada kartu SD.
Shiedl harus dihubungkan ke jaringan dengan kabel ethernet. Anda perlu
mengubah pengaturan jaringan dalam program agar sesuai dengan jaringan.
Gambar 2.13 Ethernet Shield
http://digilib.mercubuana.ac.id/
23
Gambar 2.14 Konfigurasi Pin Ethernet Shield
Arduino berkomunikasi dengan kartu W5100 dan SD dengan
menggunakan bus SPI (melalui header ICSP).Ini ada pada pin digital 11, 12,
dan 13 pada Duemilanove dan pin 50, 51, dan 52 pada Mega. Pada keduanya
papan, pin 10 digunakan untuk memilih W5100 dan pin 4 untuk kartu SD. Pin
ini tidak bisa digunakan umum i / o. Di Mega, pin SS hardware, 53, tidak
digunakan untuk memilih W5100 atau kartu SD, Tapi harus tetap dijaga sebagai
output atau antarmuka SPI tidak akan bekerja.Perhatikan bahwa karena kartu
W5100 dan SD berbagi bus SPI, hanya satu yang bisa aktif sekaligus. Jika
Menggunakan kedua periferal dalam program, ini harus ditangani oleh
perpustakaan yang sesuai. Jika tidak menggunakan salah satu perangkat dalam
program , bagaimanapun, harus secara eksplisit membatalkan pilihannya.
Melakukan Ini dengan kartu SD, atur pin 4 sebagai output dan tulislah yang
tinggi untuk itu. Untuk W5100, atur pin digital 10 sebagai output tinggi.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
24
Ethernet Shield ini menyediakan jack ethernet standar RJ45. Tombol
reset pada perisai me-reset kedua papan W5100 dan Arduino. Modul berisi
sejumlah informasi LED:
PWR: menunjukkan bahwa papan dan perisai bertenaga
LINK: menunjukkan adanya tautan jaringan dan berkedip saat perisai
mentransmisikan atau menerima data
FULLD: menunjukkan bahwa koneksi jaringan adalah full duplex
100M: menunjukkan adanya koneksi jaringan 100 Mb / s (berlawanan
dengan 10 Mb / s)
RX: berkedip saat perisai menerima data
TX: berkedip saat perisai mengirim data
COLL: berkedip saat tabrakan jaringan terdeteksi
Jumper solder bertanda "INT" dapat dihubungkan untuk memungkinkan
dewan Arduino menerima interupsi pemberitahuan kejadian dari W5100, tapi
ini tidak didukung oleh perpustakaan Ethernet. Jumper menghubungkan pin
INT dari W5100 ke pin digital 2 dari Arduino.
2.6 MOTOR DC
Pengertian Motor DC Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis
yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini
digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower,
menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor listrik digunakan juga di
rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala
disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motormotor
menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Motor DC memerlukan
suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi
mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak
berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi
putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul
tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga
merupakan tegangan bolak-balik.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
25
2.6.1 Prinsip Kerja
Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari
gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator,
dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang
berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki
kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet
permanen
Gambar 2.15. Motor D.C Sederhana
Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh
komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu
lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah
sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.
Prinsip Dasar Cara Kerja Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan
magnet di sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus
pada konduktor.
Gambar 2.16. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor lurus.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
26
Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis
fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan
jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan menunjukkan
arah garis fluks. Gambar 3 menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar
konduktor berubah arah karena bentuk U.
Gambar 2.17. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor “U”.
Catatan : Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus
mengalir pada konduktor tersebut. Pada motor listrik konduktor berbentuk U
disebut angker dinamo.
Gambar 2.18. Medan magnet mengelilingi konduktor dan diantara kutub.
Jika konduktor berbentuk U (angker dinamo) diletakkan di antara kutub uatara
dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan medan
magnet kutub. Lihat gambar 5
http://digilib.mercubuana.ac.id/
27
Gambar 2.19. Reaksi garis fluks
Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang
dilengkungkan (looped conductor). Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar
melalui ujung B. Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah medan
pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan
berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor B
yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan
menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha untuk
bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut.
Gaya-gaya tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum : ƒ Arus listrik dalam
medan magnet akan memberikan gaya. ƒ Jika kawat yang membawa arus
dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran / loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada
sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan. ƒ
Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutar kumparan. ƒ
Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga
putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan
elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Pada motor dc, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan
menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah
tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun
sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet
disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus sebagai
tempat berlangsungnya proses perubahan energi, daerah tersebut dapat dilihat pada
gambar di bawah ini :
http://digilib.mercubuana.ac.id/
28
Gambar 2.20. Prinsip kerja motor dc
Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara sempurna,
maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan
reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang dilindungi oleh
medan maka menimbulkan perputaran pada motor. Dalam memahami sebuah motor,
penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban dalam hal ini
mengacu kepada keluaran tenaga putar / torque sesuai dengan kecepatan yang
diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan ke dalam tiga kelompok : ƒ
Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya
bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torquenya tidak bervariasi.
Contoh beban dengan torque konstan adalah corveyors, rotary kilns, dan
pompa displacement konstan. ƒ
Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi
dengan kecepatn operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa
sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan). Peralatan
Energi Listrik : Motor Listrik.
Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang
berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban
dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
2.6.2. Prinsip Arah Putaran Motor
Untuk menentukan arah putaran motor digunakan kaedah Flamming tangan
kiri. Kutub-kutub magnet akan menghasilkan medan magnet dengan arah dari kutub
http://digilib.mercubuana.ac.id/
29
utara ke kutub selatan. Jika medan magnet memotong sebuah kawat penghantar yang
dialiri arus searah dengan empat jari, maka akan timbul gerak searah ibu jari. Gaya
ini disebut gaya Lorentz, yang besarnya sama dengan F. Prinsip motor : aliran arus di
dalam penghantar yang berada di dalam pengaruh medan magnet akan menghasilkan
gerakan. Besarnya gaya pada penghantar akan bertambah besar jika arus yang
melalui penghantar bertambah besar. Contoh :
Sebuah motor DC mempunyai kerapatan medan magnet 0,8 T. Di bawah
pengaruh medan magnet terdapat 400 kawat penghantar dengan arus 10A. Jika
panjang penghantar seluruhnya 150 mm, tentukan gaya yang ada pada armature.
Jawab : F = B.I.ℓ.z = 0,8 (Vs/m2). 10A. 0,15 m.400
= 480 (Vs.A/m)
= 480 (Ws/m) = 480 N
2.6.3. Kelebihan Motor DC
Keuntungan utama motor DC adalah dalam hal pengendalian kecepatan motor
DC tersebut, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat
dikendalikan dengan mengatur :
Tegangan kumparan motor DC – meningkatkan tegangan kumparan motor
DC akan meningkatkan kecepatan
Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya
dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah
hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah
dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga,
motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak
berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya.
Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC. Hubungan antara kecepatan, flux
medan dan tegangan kumparan motor DC ditunjukkan dalam persamaan berikut :
http://digilib.mercubuana.ac.id/
30
Gaya elektromagnetik :
E=KΦN
Torque :
T = K Φ Ia
Dimana:
E = gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal kumparan motor DC
(volt)
Φ= flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N= kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T=torqueelectromagnetik
Ia = arus kumparan motor DC
K = konstanta persamaan
2.6.4. Jenis-Jenis Motor DC
Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok
dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately
excited.
Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited, Pada jenis motor DC sumber daya
sendiri di bagi menjadi 3 tipe sebagi berikut :
1.Motor DC Tipe Shunt
Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara
paralel dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu total arus dalam jalur
merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.
Karakter kecepatan motor DC tipe shunt adalah :
Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga
torque tertentu setelah kecepatannya berkurang) dan oleh karena itu cocok
untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan
mesin.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
31
Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan
seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan
pada arus medan (kecepatan bertambah).
2. Motor DC Tipe Seri
Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri
dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus
dinamo.
Karakter kecepatan dari motor DC tipe seri adalah :
Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM
Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan
mempercepat tanpa terkendali.
3. Motor DC Tipe Kompon/Gabungan
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor
kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan
gulungan dinamo (A). Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal
yang bagus dan kecepatan yang stabil.
Karakter dari motor DC tipe kompon/gabungan ini adalah, makin tinggi persentase
penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri),
makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini.
http://digilib.mercubuana.ac.id/