10 bab ii. kajian teori docx

7/25/2019 10 BAB II. Kajian Teori Docx

1/55

PRAKTIKUM 2014/2015LABORATORIUM MEKATRONIKA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Dasar Mekatronika

Mekatronika merupakan ilmu yang populer di kalangan masyarakat saat ini.

Penggunaan ilmu mekatronika banyak di aplikasikan dalam berbagai alat rumah

tangga, perkantoran dan industri. Dengan menggunakan ilmu mekatronika semua

alat yang dibuat dapat mempermudah pekerjaan manusia, sehingga banyak orang

mempelajari bahkan mengembangkan ilmu mekatronika ini.

2.1.1 Pengertian Mekatronika

Mekatronika adalah interaksi yang sinergis antara disiplin ilmu mekanika,

elektronika dan sistem kontrol dalam peracangan suatu produk secara otomasi

untuk meringankan pekerjaan manusia.

INC !D"PIC#!$" %I&''M"()#$*NI() + Mekatronika+ iles''- /p0

aganbundar+mekatronika.jpg% '3 M"$4"5*$M)#IN"# INC !D"PIC#!$"

%I&''M"()#$*NI() + Mekatronika+ iles''- /p0 aganbundar+mekatronika.jpg% '3

M"$4"5*$M)#IN"# INC !D"PIC#!$" %I&''M"()#$*NI() +

Mekatronika+ iles''- /p0 aganbundar+mekatronika.jpg% '3 M"$4"5*$M)#IN"#




M"$4"5*$M)#IN"# INC !D"PIC#!$" %I&''M"()#$*NI() +

Mekatronika+ iles''- /p0 aganbundar+mekatronika.jpg% '3 M"$4"5*$M)#IN"#



Kelompok 3 3
http://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpg


2/55



M"$4"5*$M)#IN"#

Gambar 2.1 entuk bagan dari ilmu mekatronika

Gambar 2.1 diatas merupakan bentuk sedehana pembentukan ilmu

mekatronika. #erdiri atas dua lapisan isika dan logika, dan tiga dasar ilmu utama

elektronika, in ormatika dan mekanika .

2.1.2 6istem Mekatronika

6istem Mekatronika merupakan sistem sederhana yang membentuk suatu

ungsi yang cerdas, yang terdiri dari&

a. 6ensor b. (ontroler c. )ktuator.

Gambar 2.2 6istem mekatronika

Kelompok 3 4
http://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpghttp://candrayasa.blogdetik.com/wiki/Berkas:Baganbundar_mekatronika.jpg


3/55


Dari Gambar 2.1.2 dapat dilihat bah7a sensor yang mendeteksi dan

memberikan sinyal kepada kontroler. 6inyal dari sensor diteruskan ke kontroler

untuk diolah. (emudian diteruskan ke aktuator sebagai pengeksekusi sinyal.

6istem mekatronika sangat terkait erat dengan&

1. *tomasi dari Produk dan Proses

*tomasi adalah aspek mental, seperti menga7asi, mengendalikan

akti8asi dilakukan oleh sistem, sedangkan mekanisasi adalah aspek isik

yang digantikan oleh mesin.

Misalnya pada mesin bubut adalah mekanisasi dari suatu proses pemesinan, sedangkan mesin bubut CNC 9pengendalian proses bubut

dilakukan oleh mesin: adalah otomasi suatu proses pemesinan.

2. 6istem (ontrol

6istem kontrol adalah sistem yang menjaga suatu besaran keluaran

9temperatur, ketinggian air, putaran: relati konstan.

De enisi sistem pada sistem kontrol ditunjukkan pada suatu kotak hitam

yang memiliki input dan output .

Misalnya motor dapat dipandang sebagai suatu sistem dengan input

energi listrik dan energi mekanik 9gerak rotasi : sebagai output .

6istem kontrol dibedakan menjadi dua, yaitu sistem kendali loop

terbuka dan sistem kendali loop tertutup.

a. 6istem (ontrol Loop #erbuka

6istem kontrol terbuka adalah proses pengendalian dimana 8ariabel

input mempengaruhi output yang dihasilkan.

Gambar 2.3 6kema 6istem (ontrol #erbuka

Kelompok 3 5


4/55


Dari Gambar 2.3 dapat dipahami tidak ada in ormasi yang dibeikan

oleh peralatan output kepada bagian proses sehingga tidak diketahui

apakah hasil output sesuai dengan yang kita kehendaki.

b. 6istem (ontrol Loop #ertutup.

6istem kontrol loop tertutup adalah suatu proses pengendalian

dimana 8ariabel yang dikendalikan 9 output : disensor secara kontiniu,

kemudian dibandingkan dengan besaran acuan.

Misalnya pada pendingin ruangan )C 9sistem slip dengan

pengaturan temperatur: temperatur diset 2/ maka )C akan mati atau

stand-by sendiri.

Gambar 2.4 6kema 6istem (ontrol #ertutup

2.1.2.1 6ensor

6ensor adalah suatu komponen atau alat yang dapat mendeteksi suatu

besaran atau nilai dan dapat menghasilkan sinyal berdasarkan kuantitas dan

kualitas yang diukur.

(arakteristik 6ensor&

1. (ecermatan!kuran terkecil 9skala: yang dapat dirasakan oleh sensor.

2. (eterulangan;ketepatan


5/55


(esesuaian harga yang terukur dengan harga sebenarnya.

Gambar 2.5 Diagram ketepatan dan ketelitian

Dari Gambar 2.5 diatas dapat diketahui bah7a suatu data output dari sensor

dikatakan tepat ketika dari banyak percobaan, keterulangan hasil yang diperoleh

adalah dalam rentang yang sangat dekat. 6edangkan ketelitian suatu data output

dari sensor adalah ketka keterulangan hasil yang diperoleh sangat mendekati data

yang sebenanya 9teori:.

=. 6ensiti8itas(emampuan sensor merasakan suatu perubahan yang kecil.

Gambar 2. 4ra ik sensiti8itas

Kelompok 3 7


6/55


Pada Gambar 2. diatas kita mengetahui bah7a sensiti itas dari suatu sensor

akan semakin tinggi ketika sensor itu bisa membaca input 9perubahan nilai: yang

sangat kecil.

. >isterisis(esalahan atau eror yang terjadi pada pengukuran secara kontinu dari dua

arah yang berla7anan.

Gambar 2.! 4ra ik histerisis

Dari Gambar 2.! dapat dilihat bah7a besar histerisis dapat diketahui ketika

melakukan percobaan dua arah yang berla7anan. Dimana semakin jauh rentang

nilai yang diperoleh dari dua percobaan yang berla7anan itu maka histerisis data

yang kita peroleh akan semakin besar.

6. Non-linearity error (esalahan yang terjadi karena sensor tidak linier 97alaupun secara teoritis

sensor dinyatakan linier:.

Gambar 2." 4ra ik non-linearity error

Dari Gambar 2." diatas dapat diketahui bah7a non linearity error terjadi ketika

data hasil yang kita peroleh tidak berbentuk linear sebagaimana mestinya 9teori:.

7. Range?angkauan nilai atau besaran yang dapat dirasakan oleh sensor.

Kelompok 3 8

error

@


7/55


?enis jenis 6ensor&

erdasarkan kondisi kerja&

1. 6ensor (ontak

)ntara sensor dan besaran atau nilai yang diukur saling berinteraksi dan

saling mempengaruhi. Contoh& metal sensor detector, LVDT Load cell dan Strain

gage.

Gambar 2.# LVDT Load cell

2. 6ensor Non (ontak

)ntara sensor dan besaran atau nilai yang diukur tidak saling berinteraksi dan

besaran atau nilai yang diukur mempengaruhi sensor. Contoh& D$ , P otocell,

termokopel dan t ermistor .

Gambar 2.1$ T ermistor

erdasarkan prinsip kerja&

1. 6ensor Mekanik

6ensor yang berpengaruh terhadap perubahan mekanik. Contoh& Strain

gage dan PieAo elektrik.

Kelompok 3 9


8/55


Gambar 2.11 Strain gage2. 6ensor *ptik

6ensor yang berpengaruh terhadap perubahan cahaya. Contoh& P otocell

dan D$.

Gambar 2.12 D$

-. 6ensor Magnetik

6ensor yang berpengaruh terhadap perubahan secara magnetik. Contoh&

metal sensor detector.

Gambar 2.13 !etal sensor detector

=. 6ensor "lektrik

6ensor yang berpengaruh terhadap perubahan secara elektrik 9arus,

tegangan:. Contoh& potensiometer dan sensor kapasiti .

Gambar 2.14 Potensiometer

Kelompok 3 10


9/55


. 6ensor #emperatur

6ensor yang berpengaruh terhadap perubahan temperatur. Contoh&

T ermisto r dan termokopel.

Gambar 2.15 #ermokopel

2.1.2.2 (ontroler

(ontroler adalah suatu komponen atau alat yang ber ungsi menerima

sinyal dari sensor ,mengolah sinyal tersebut, dan mengambil keputusan dari sinyal

yang diterima, dan memberikan sinyal kepada aktuator.

?enis jenis kontroler&

1. IC 9 "ntergrate #ircuit :IC 9 "ntegrated #ircuit : merupakan suatu komponen semikonduktor

yang di dalamnya terdapat puluhan, ratusan atau ribuan, bahkan lebih

komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor,

transistor, dioda, dan komponen semikonduktor lainnya. (omponen dalam

IC tersebut membentuk suatu rangkaian yang terintegrasi menjadi sebuah

rangkaian berbentuk c ip kecil.

Gambar 2.1 IC 9 "ntergrate #ircui t:

2. MC 9 !icrocontroller :

Kelompok 3 11


10/55


!icrocontroller adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai

masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan

dihapus dengan cara khusus. 6ederhananya, cara kerja microcontroller sebenarnya hanya membaca dan menulis data.

Gambar 2.1! MC 9 !icrocontroller :

-. P C 9 Programabble Logic #ontrol :

De inisi Programmable Logic #ontroller menurut Capiel 91B 2:

adalah sistem elektronik yang beroperasi secara dijital dan didisain untuk

pemakaian di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan

memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal

instruksi instruksi yang mengimplementasikan ungsi ungsi spesi ik

seperti logika, urutan, per7aktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk

mengontrol mesin atau proses melalui modul modul I;* digital maupun

analog.

Gambar 2.1" P C 9 Programabble Logic #ontrol :

=. MP 9 !i$roprocessor :

!i$roprocessor adalah sebuah central processing unit 9CP!:

elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya

di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor .

Kelompok 3 12
http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Komputerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Transistorhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_terintegrasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Semikonduktorhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Komputerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Transistorhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_terintegrasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Semikonduktor


11/55


Gambar 2.1# MP 9 !i$roprocessor :

. PC 9 Personal #omputer :

#omputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut

prosedur yang telah dirumuskan. (ata computer semula dipergunakan

untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan

aritmatika , dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudian

dipindahkan kepada mesin itu sendiri. )sal mulanya, pengolahan

in ormasi hampir eksklusi berhubungan dengan masalah aritmatika, tetapi

computer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan

dengan matematika ..

Gambar 2.2$ PC 9 Personal #omputer :

2.1.2.- )ktuator

Kelompok 3 13
http://id.wikipedia.org/wiki/Datahttp://id.wikipedia.org/wiki/Prosedurhttp://id.wikipedia.org/wiki/Aritmatikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Datahttp://id.wikipedia.org/wiki/Prosedurhttp://id.wikipedia.org/wiki/Aritmatikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematika


12/55


)ktuator adalah suatu komponen atau alat sebagai pengeksekusi sinyal

yang diterima dari kontroller atau menghasilkan sebuah perubahan secara isik.

?enis jenis aktuator&

1. )ktuator "lektromekanik

)ktuator yang menggunakan energi listrik untuk mengasilkan perubahan

secara mekanik 9gerak:. Contoh& motor DC

Gambar 2.21 Motor DC

2. )ktuator Material )kti

)ktuator yang apabila dialiri arus listrik materialnya dapat mengeluarkan

cahaya. Contoh& "D 9 Lig t %miting Dioda :.

Gambar 2.22 "D

-. )ktuator #enaga 5luida

)ktuator yang menggunakan tekanan luida sebagai penyebab gerakan.

)ktuator tenaga luida terbagi atas 2 yaitu&

a. Pnuematic

)ktuator yang menggunakan tekanan udara sebagai penyebab adanya

gerakan. Contohnya & Pnuematic slinder.

Kelompok 3 14


13/55


Gambar 2.23 Pnuematic slinder

b. >idrolik

)ktuator yang menggunakan tekanan cairan sebagai penyebab adanya

gerakan. Contohnya& dongkrak hidrolik.

Gambar 2.24 Dongkrak hidrolik

2.1.- 6inyal

6inyal adalah besaran yang berubah dalam 7aktu dan atau dalam

ruang, dan memba7a suatu in ormasi.

6inyal ada 2 yaitu&

1. 6inyal )nalog 6inyalnya kontinu terhadap ungsi 7aktu. Misalnya sinyal yang

keluar dari sensor analog atau sinyal radio .

Kelompok 3 15


14/55


Gambar 2.25 4ra ik sinyal analog

2. 6inyal Digital

6inyal tidak kontinu 9diskrit: terhadap ungsi 7aktu. iasanya terdiri

dari hanya 2 le8el sinyal seperti hidup;mati, ya;tidak, true&'alse,

open&closed . Misalnya& sinyal yang keluar dari mi$roprocessor .

Gambar 2.2 4ra ik sinyal digital

2.1.= 6istem ilangan

6istem bilangan adalah suatu cara penulisan angka menggunakan simbol

simbol tertentu.

?enis jenis bilangan&

a. ilangan iner

@aitu bilangan yang terdiri dari angka 1 dan /.Contoh&1/11/1 artinya 1 0 2 / 0 2 = 1 0 2 - 1 0 2 2 / 0 2 1 1 0 2 /

/ esimal E 1 0 2 1 0 2 = / 0 2 - / 0 2 2 1 0 2 1 / 0 2 /

E 11//1/ biner

b. ilangan Desimal

@aitu bilangan yang terdiri dari angka /,1,2,-,=, ,F,G, dan B.Contoh &-=F1 artinya - 0 1/ = = 0 1/ - F 0 1/ 2 1 0 1/ 1 0 1/ /

=/ cta E = 0 1 / 0 / E -2 desimal

12 he0a E 1 0 1F 2 2 0 1F 1 11 0 1F / E 2BB desimal

Kelompok 3 16


15/55


c. ilangan >eksa@aitu bilangan berbasis 1F yang terdiri dari angka /, 1, 2, -, =, , F, G, ,

B, ), , C, D, " dan 5.

Contoh &

C artinya 11 0 1F 1 12 0 1F /

/ desimal E - 0 1F 1 2 0 1F /

E -2 heksa

Tabe% 2.1 6istem ilangan .

iner Desimal >eksa *cta

/ / / / / / /

/ / / 1 1 1 1

/ / 1 / 2 2 2

/ / 1 1 - - -

/ 1 / / = = =

/ 1 / 1

/ 1 1 / F F F

/ 1 1 1 G G G

1 / / / 1/

1 / / 1 B B 11

1 / 1/ 1/ ) 12

1 / 1 1 11 1-

1 1 / / 12 C 1=

1 1 / 1 1- D 11 1 1 / 1= " 1F

1 1 1 1 1 5 1G

Kelompok 3 17


16/55


2.2. Teori Dasar Kom&onen 'Im&%ementasi I%m( Mekatronika &a)a

Protot*&e Pen)eteksi Gas Metana Ska%a +aboratori(m Berbasis

Mikrokontro%er Ar)(ino,

2.2.1 (omponen "lektronika

Mekatronika dide inisikan sebagai ilmu yang mempelajari sistem yang

berintegrasi antara elektonika dan mekanika. Dari de inisi itu kita ketahui adanya

perpaduan elektronika dengan mekanika yang akan membentuk suatu produk

yang memiliki banyak kelebihan seperti robot, ) 6 9 (nnloc$ )rea$ Sistem : dan

produkH produk lainnya.

!ntuk mempelajari ilmu mekatronika ini kita harus mengetahui komponenH

komponen mekanik dan elektroniknya. Dan disini kita akan membahas komponen

H komponen elektronikanya. Diantara komponenHkomponen itu antara lain&

2.2.1.1 $esistor

$esistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk memba

tasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. 6esuai dengan namanyaresistor bersi at resisti dan umumnya terbuat dari bahan karbon. >ukum *hm

9 :&

V * "R

Dimana&V E tegangan

" E )rus

R E >ambatan

6imbolnya yaitu&

Kelompok 3 18

$


17/55


Gambar 2.2! $esistor

$esistansi dari suatu resistor terbagi menjadi 2 jenis, yaitu&

1. $esistor #etap

a. Precision +ire ound Resistor $esistor tetap adalah resistor yang mempunyai nilai tahanan yang

tetap. Merupakan tipe resistor yang mempunyai tingkat keakuratan sangat

tinggi yaitu sampai /,// J dan #C$ 9#emperature Coe isient o

$esistance: sangat rendah. 6ehingga sangat cocok untuk digunakan

sebagai aplikasi DC yang membutuhkan tingkat keakuratan sangat tinggi.

Namun jangan menggunakan tipe ini untuk aplikasi r 9radio reKuency:

karena resistor jenis ini mempunyai L resonant 're uency yang rendah.

Contoh aplikasi yang menggunakan resistor ini adalah D# !easuring

e uipment dan Re'erence Resistor untuk Voltage Regulators dan Decoding

Net or$.

Gambar 2.2" Precision +ire ound Resistor

b. N"ST Standard Resistor NI6# Nasional "nstitute Standard o' Tec nology/ merupakan tipe

resistor dengan keakuratan paling tinggi yaitu /,//1J , #C$ yang rendah

dan sangat stabil dibandingkan dengan Precision +ire ound Resistor .

(omponen ini biasanya digunakan sebagai setandar didalam 8eri ikasi

keakuratan dari suatu alat ukur resisti0e .

Kelompok 3 19


18/55


Gambar 2.2# N"ST Standard Resistor

c. Po er +ire ound Resistor iasanya resistor ini digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan

daya yang sangat besar. $esistor jenis ini dapat mengatasi daya yang

sangat besar dibandingkan jenis lain. (arena panas yang ditimbulkan cuup

besar, biasanya resistor ini dilapisi dengan bahan seperti ceramic tube,

ceramic rods, anodi1ed aluminium, 'iberglass mandels , dll.

Gambar 2.3$ +ire +ound 2ig Po er Resistor

d. 3use Resistor $esistor jenis ini selain ber ungsi sebagai penghambat arus juga

sebagai sekering. $esistor jenis ini didesain sedemikian rupa sehingga bila

ada arus yang sangat besar melaluinya, maka hambatanya menjadi tak

terhingga.

Gambar 2.31 3use Resistor

Kelompok 3 20


19/55


e. #arbon 3ilm Resistor $esistor jenis ini mempunyai karakteristik yang hampir saman dengan

resistor carbon composition, tetapi noise, koe isien tegangan, koe isien

temperatur nilainya lebih rendah. Carbon 5ilm $esistor dibuat dengan

memotong batangan keramik yang panjang kemudian dicampur dengan

material karbon. 5rekuensi respon resistor ini jauh lebih bagus di

bandingkan dengan 7ire7ound dan jauh lebih bagus lagi dengan carbon

composition. Diman 7ire7ound akan menjadi suatu induktansi ketika

rekuensinya rendah dan akan menjadi kapasitansi apabila rekuensinya

tinggi. Dan untuk carbon composition hanya menjadi kapasitansi apabila

dilalui oleh rekuensi tinggi dan rendah.

Gambar 2.32 #arbon 3ilm Resistor

Gambar 2.33 6truktur Penyusun #arbon 3ilm Resistor

'. !etal 3ilm Resistor !etal 'ilm resistor merupakan pilihan terbaik dari jenis carbon

composition dan carbon ilm. (arena resistor ini lebih akurat dan tidak mempunyai koe isien tegangan, noise, dan koe isien temperatur yang lebih

rendah. #etapi resistor ini tidak sebagus jenis precision ire ound . ahan

dasar pembuat resistor ini adalah metal dan keramik, bahan ini mirip

dengan bahan untuk membuat carbon ilm resistor.

Kelompok 3 21


20/55


Gambar 2.35 !etal #arbon 3ilmResistor

Gambar 2.3 6truktur Penyusun !etal #arbon Resistor

g. 3oil Resistor $esistor ini mempunyai karakteristik yang sama dengan resistor ilm.

(elebihan utamanya adalah pada tingkat kestabilan yang tinggi, #C$

paling kecil, dan rekuensi respon yang tinggi. 6elain kelebihan terdapat

pula kelemahan yaitu nilai resistansi maksimum dari resistor ini lebih kecil

dari pada resistor ilm. $esistor ini biasanya dipakai dalam strain gauge ,

dimana nilai strain dapat diukur berdasarkan perbahan resistansinya.

Gambar 2.3! 3oil Resistor

. Po er 3ilm Resistor Material yang digunakan untuk membuat resistor ini sama dengan

jenis metal ilm dan carbon 'ilm . Namun dengan karakteristik daya yang

tinggi. Po7er ilm resistor mempunyai nilai yang lebih tinggi dan

rekuensi respon yang lebih baik dibandingkan po er ire ound resistor ,

dan biasanya resistor ini mempunyai nilai toleransi yang cukup besar.

Kelompok 3 22


21/55


Gambar 2.3" Po er 3ilm Resistor

2. $esistor 8ariabel

$esistor 8ariable adalah resistor yang mempunyai nilai tahanan yang bisa

dirubah rubah. $esistor jenis ini terbagi atas dua macam yaitu&

a. Potensiometer $esistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk

pembagi tegangan dapat disetel. ?ika hanya dua terminal yang digunakan

9salah satu terminal tetap dan terminal geser:, potensiometer berperan

sebagai resistor 8ariabel atau $heostat. Potensiometer biasanya digunakan

untuk mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada

penguat.

Gambar 2.3# Potensiometer Gambar 2.4$ 6imbol Potensiometer

eberapa jenis potensiometer& Potensiometer liniar Potensiometer logaritmik Potensiometer digital.

b. #rimpot

Kelompok 3 23


22/55


$esistor yang nilai hambatannya dapat diubah ubah dengan cara

memutar porosnya dengan menggunakan obeng. !ntuk mengetahui nilai

hambatan dari suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot tersebut.

#rimpot dan Potensiometer, keduanya merupakan komponen dasar

elektronika yaitu masuk kategori resistor 8ariable. $esistor 8ariable ialah

resistor yang nilai hambatannya dapat diubah ubah atau tidak tetap.

Gambar 2.41 #rimpot Gambar 2.42 6imbol #rimpot

c. N#C dan P#C N#C merupakan kependekan dari Negati0e Temperature #oe''isient ,

yaitu resistor yang nilai resistansinya dapat berubah ubah sesuai dengan

perubahan temperatur terhadapnya. ?ika temperaturnya makin tinggi maka

nilai resistansinya kecil dan sebaliknya bila temperaturnya makin rendah

maka nilai resistansinya makin besar.P#C merupakan kependekan dari Positi0e Temperature #oe''isient ,

yaitu resistor yang nilai resistansinya dapat berubah ubah sesuai dengan

perubahan temperatur terhadapnya. ?ika temperaturnya makin tinggi maka

nilai resistansinya besar dan sebaliknya bila temperaturnya makin rendah

maka nilai resistansinya makin kecil.

Gambar 2.43 N#C dan P#C

d. Lig t Dependent Resistor 9 D$:

Kelompok 3 24


23/55


D$ 9 Lig t Dependent Resistor :, ialah jenis $esistor yang berubah

hambatannya karena pengaruh cahaya. ila cahaya gelap nilai tahanannya

semakin besar, sedangkan cahayanya terang nilainya menjadi semakinkecil.

Gambar 2.44 Lig t Dependent Resistor 9 D$ ,

Gambar 2.45 6imbol Lig t Dependent Resistor 9 D$:

e.


24/55


Gambar 2.4 ubungkan kedua probe multimeter pada kedua ujung resistor boleh

terbalik.. aca hasil ukur pada multimeter, pastikan nilai penunjukan multimeter

sama dengan nilai yang ditunjukkan oleh gelang 7arna resistor.

Kelompok 3 26


25/55


!ntuk mengukur nilai hambatan sebuah resistor 8ariabel dapat dilakukan

dengan langkah langkah diba7ah ini&

1. )tur 6elektor pada posisi *hmmeter.2. Pilih skala batas ukur berdasarkan nilai 8ariabel resistor 9ubungkan kedua probe multimeter pada kedua ujung resistor boleh

terbalik.

. 6ambil membaca hasil ukur pada multimeter, putar;geser posisi 8ariabelresistor dan pastikan penunjukan jarum multimeter berubah sesuai dengan

putaran


26/55


27/55


Gambar 2.51 $angkaian Paralel $esistor

Dalam perhitungan tahapan ini dapat digabungkan menjadi tahapan seri

paralel dan dapat juga diilustrasikan seperti Gambar 2.52 diba7ah ini&

Gambar 2.52 $angkaian 6eri Paralel $esistor

2.2.1.3 (apasitor

(apasitor adalah alat yang mampu menyimpan elektron elektron atau

atau tenaga listrik. (apasitor terdiri dari dua plat dimana diantara terdapat

larutan di elektrik. (emampuan menyimpan muatan listrik pada kapasitor

disebut dengan kapasitansi atau kapasitas.

$umus kapasitansi pada kapasitor&

6eri

Gambar 2.53 $angkaian 6eri (apasitor

Kelompok 3 29


28/55


1;Cs E 1;C 1 1;C 2 1;C - ...


29/55


Pada kapasitor umumnya terdapat - angka untuk menyatakan nilai

kapasitansi kapasitor. )ngka satu dan dua menunjukkan nilai dan angka ke -

adalah pengali dengan satuan piko arad 9 5' :.

Contoh & kapasitor dengan nilai 1=-

Maka 1=.1/ - 53 E 1=.1/// 53 E 1= 3 E /,/1= 43 . ila kapasitansi O 1 4' E

kapsitor elektrolit 9elco:. (apasitor memiliki polaritas 9 , 2 : dan biasa disebut

dengan tegangan kerjanya.

2: (apasitor tidak tetap

(apsitor tidak tetap adalah kapasitor dengan nilai kapasitansi yang dapat

diubah ubah. ?enis kapasitor ini terdiri dari&

a. (apasitor trimmer Nilai kapasitansi di ubah dengan memutar poros dengan obeng

Gambar 2.5 Trimmer dan simbolnya

b. Variable capasitor 98arco: Nilai kapsitansi yang di ubah dengan memutar poros yang tersedia.

Gambar 2.5!


30/55


(apasitor juga dapat dibedakan berdasarkan bahan yang digunakan

sebagai lapisan diantara lempeng lempeng logam yang disebut dielektrium.

Dielektrium tersebut dapat berupa keramik, mika, milar, kertas, polyester ataupunilm. Pada umumnya kapasitor yang terbuat dari bahan diatas nilainya kurang dari

1mikro arad 91m5:.

eberapa jenis kapasitor menurut bahan dielektriknya antara lain&

a. (apasitor "lektrolit merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari

elektrolit.

Gambar 2.5" (apasitor elektrolit

b. (apasitor #antalun merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari

tantanun.

Gambar 2.5# (apasitor tantalun

c. (apasitor Polister ilm merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari

polister ilm.

Gambar 2. $ (apasitor polister ilm

d. (apasitor Poliprolyene merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari

poliprolyene.

Kelompok 3 32


31/55


Gambar 2. 1 (apasitor poliprolyene

e. (apasitor (ertas merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari kertas.

Gambar 2. 2 (apasitor kertas

. (apasitor Mica merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari mica.

Gambar 2. 3 (apasaitor mica

g. (apasitor (eramik merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari

keramik.

Gambar 2. 4 (apasitor keramik

h. (apasitor "po0y merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari epo0y.

Gambar 2. 5 (apasitor epo0y

Kelompok 3 33


32/55


i. (apasitor ubungkan probe ke masing masing kaki " C* 9bolak balik sama

saja:

-. ihat penunjukan jarum pada papan skala.

Gambar 2. ! Pengukuran pada (apasitor

(esimpulan >asil Pengukuran&

?arum menunjuk angka Q kembali ke tempat semula& elco baik

?arum menunjuk angka Q tidak kembali ke tempat semula& elco bocor

?arum tidak bergerak sama sekali& elco putus

?arum menunjuk angka nol& elco short

Mengukur (apasitor Non Polar Dengan Multitester 6ebenarnya cara ini

juga kurang pas untuk cek kapasitor, dan cara yg tepat mengukur elco adalah

Kelompok 3 34
http://3.bp.blogspot.com/_nKPCU2VKyDY/S6GwzznY8HI/AAAAAAAAA1Q/4YJssvYix-w/s1600-h/1.JPG


33/55


dengan Capasitance Meter, dan dia akan menunjukkan kapasitas yg sebenarnya yg

dimiliki elco itu.

#api cara ini juga lumayan cukup membantu, berikut caranya&

1. Putar batas ukur pada *hmmeter 1( ; 1/(

2. >ubungkan probe ke masing masing kaki kapasitor 9bolak balik sama saja:

-. ihat penunjukan jarum pada papan skala.

(esimpulan >asil Pengukuran

?arum menunjuk angka kemudian Q ke tempat semula berarti kapasitor baik

?arum menunjuk angka tdk kembali ke tempat semula berarti kapasitor bocor

?arum tidak bergerak berarti kapasitor putus

?arum menunjuk angka nol berarti kapasitor short

2.2.1.- Dioda

Dioda adalah piranti semikonduktor dengan bahan tipe n yang

menyediakan elektron elektron bebas dan bahan tipe p yang disatukan 9P N

junction:. Dioda merupakan suatu piranti dua elektroda dengan arah arus yang

tertentu, dapat juga dikatakan dioda bekerja sebagai penghantar bila tegangan

listrik diberikan dalam arah tertentu tetapi dioda akan bekerja sebagai isolator bila

tegangan yang diberikan dalam arah berla7anan dari pergerakan elektron

pembentuknya.

(ristal pn sebagai penyusun dioda akan bekerja jika arus didalamnya

hanya dapat mengalir dalam satu arah dan tidak sebaliknya. >ubungan ini disebut

dengan rangkaian prategangan maju 9 or7ard bias:. Pada dioda, kita mengenal

potensial barrier yaitu beda potensial pada persambungan. eda potensial ini

menjadi cukup besar untuk menghalangi proses penyebaran di usi selanjutnya dari

elektron elektron bebas. Pada suhu ruangan potensial barrier bekerja sekitar /,G


34/55


?enis H jenis dioda antara lain&

a. Dioda Penyearah;>ubungan 9 Recti'ier :

Dioda penyearah adalah jenis dioda yang terbuat dari bahan 6ilikon

yang ber ungsi sebagai penyearah tegangan atau arus dari arus bolak balik

9)C: ke arus searah 9DC: atau mengubah arus ac menjadi dc. 6ecara

umum dioda ini disimbolnya.

Gambar 2. # Dioda

b. Dioda Aener

Dioda Rener merupakan dioda junction P dan N yang terbuat dari

bahan dasar silikon. Dioda ini dikenal juga sebagai


35/55


T*ptoelectronicU. 6edangkan elektroda elektrodanya sama seperti dioda

lainnya, yaitu anoda 9 : dan (atoda 9 :. )da tiga kategori umum

penggunaan "D, yaitu& sebagai lampu indikator, untuk transmisi sinyalcahaya yang dimodulasikan dalam suatu jarak tertentu, dan sebagai

penggandeng rangkaian elektronik yang terisolir secara total. 6imbol,

bangun isiknya dan konstruksinya diperlihatkan pada Gambar 2.!1 berikut.

Gambar 2.!1 6imbol Q entuk 5isik "D

ahan dasar yang digunakan dalam pembuatan "D adalah bahan

4alium )rsenida 94a)s: atau 4alium )rsenida Phospida 94a)sP: atau

juga 4alium Phospida 94aP:, bahan bahan ini memancarkan cahaya

dengan 7arna yang berbeda beda. ahan 4a)s memancarkan cahayain ra merah, ahan 4a)sP memancarkan cahaya merah atau kuning,

sedangkan bahan 4aP memancarkan cahaya merah atau hijau.

6eperti halnya piranti elektronik lainnya, "D mempunyai nilai

besaran terbatas dimana tegangan majunya dibedakan atas jenis 7arna.

Gambar 2.!2 Varna Dioda

Tabe% 2.2 - arna +e) Dan Te/an/ann*a

arna Te/an/an Ma0(

Kelompok 3 37


36/55


Merah 1. 8olt

*range 2./ 8olt

(uning 2.1 8olt

>ijau 2.2 8olt

6edangkan besar arus maju suatu "D standard adalah sekitar 2/ m( .

(arena dapat mengeluarkan cahaya, maka pengujian "D ini mudah,

cukup dengan menggabungkan dengan sumber tegangan dc kecil saja atau

dengan ohmmeter dengan polaritas yang sesuai dengan elektrodanya.

d. Dioda Cahaya 9Photo Diode:

6ecara umum dioda cahaya ini mirip dengan PN ?unction,

perbedaannya terletak pada persambungan yang diberi celah agar cahaya

dapat masuk padanya. Dioda cahaya ini bekerja pada daerah re8erse, jadi

hanya arus bocor saja yang mele7atinya. Dalam keadaan gelap, arus yang

mengalir sekitar 1/ ) untuk dioda cahaya dengan bahan dasar germanium

dan 1 ) untuk bahan silikon. (uat cahaya dan temperature keliling dapat

menaikkan arus bocor tersebut karena dapat mengubah nilai resistansinya

dimana semakin kuat cahaya yang menyinari semakin kecil nilai resistansi

dioda cahaya tersebut.

Penggunaan dioda cahaya diantaranya adalah sebagai sensor dalam

pembacaan pita data berlubang 9Punch #ape:, dimana pita berlubang

tersebut terletak diantara sumber cahaya dan dioda cahaya. ?ika setiap

lubang pita itu mele7ati antara tadi, maka cahaya yang memasuki lubang

tersebut akan diterima oleh dioda cahaya dan diubah dalam bentuk signal

listrik. 6edangkan penggunaan lainnya adalah dalam alat pengukur kuat

cahaya 9 u0 Meter:, dimana dalam keadaan gelap resistansi dioda cahaya

ini tinggi sedangkan jika disinari cahaya akan berubah rendah. 6elain itu

banyak juga dioda cahaya ini digunakan sebagai sensor sistem pengaman

9security: misal dalam penggunaan alarm.

Kelompok 3 38


37/55


Gambar 2.!3 Dioda Cahaya 9Photodiode: Gambar 2.!4 6imbol Photodiode

e. Dioda


38/55


tertutup

Gambar 2.!! )rus kon8entional

6eperti kebanyakan, komponan dengan ka7at penghubung dioda

mempunyai kapasitansi besar yang mempengaruhi kerja pada rekuensi

tinggi, kapasitansi luar ini biasanya lebih kecil dari 1 p' , yang lebih

penting dari kapasitansi luar ini adalah kapasitansi dalam jungtion dioda.

(apasitansi dalam ini disebut juga kapasitansi peralihan Ct. (ata peralihan

disini menunjukkan peralihan dari bahan tipa P ke tipa N. Preparasikepasitansi peralihan dikenal juga sebagai kapasitansi lapisan

pengosongan, kapasitansi barier dan kapasitansi juntion.

Pada dioda dibias or7ard, elektron pita konduksi mele7ati

junction dan jatuh ke dalam hole. Pada saat elektron jatuh dari pita

konduksi ke pita 8alensi, maka memancarkan energi pada dioda

penyearah, energi dipancarkan;dikeluarkan sebagai panas, tetapi pada "D

energi dipancarkan sebagai cahaya.

Dengan menggunakan unsur unsur seperti garium,arsen, dan

phospor, pabrik dapat menjual "D yang memancarkan 7arna merah,

kuning, dan in ra merah. "D yang menghasilkan pancaran yang kelihatan

dapat berguna pada display peralatan. mesin hitung jam digital dan lain

lain. "D in ra merah dapat digunakan dalam sistem tanda cahaya pencuri

dan ruang lingkup lain yang membutuhkan pancaran yang tidak kelihatan.

Dioda Aener penggunaanya sangat luas, dioda silikon

dioptimumkan untuk bekerja pada daerah break do7n. Dioda Aener adalah

tulang punggung regulator tegangan.

2.2.1.4 I (H-bridge 298 ,

L 89 ( dual 2 )ridge Dri0er "# adalah sebuah IC > bridge yang

mampu mengendalikan beban beban indukti seperti relay, solenoid, motor

DC dan motor stepper. IC 2B mempunyai 2 buah > bridge di dalamnya

Kelompok 3 40
http://ontage.blogspot.com/2013/05/prinsip-kerja-h-bridge.htmlhttp://ontage.blogspot.com/2013/05/prinsip-kerja-h-bridge.html


39/55


sehingga bisa mengendalikan kecepatan dan arah 2 buah motor DC dengan

arus 2 )mps setiap > bridge nya. (edua > bridge di dalam IC ini bisa di

parallel untuk meningkatkan kemampuan menopang arus mencapai = )mp.

Dalam penggunaan nya IC 2B biasanya dipasangi heat sink untuk

mecegah terjadinya o8er temperature. IC 2B ini sering digunakan untuk

robot line 'ollo er , robot ($I ataupun ($CI karena praktis dan mele7atkan

arus yang cukup besar.

Gambar 2.!" . IC Dri8er motor 2B

S&esi ikasi I Bri)/e +2#" &

a: #egangan operasi mencapai =F 8olts b: Mampu mengendalikan motor stepper bipolar 2 ampsc: Mampu mengontrol arah motor DC dengan arus maks 2 amps setiap h bridged: Mampu mengendalikan motor DC = amp dengan memparalelkan kedua >

bridge di dalam IC 2Be: Mendukung control PVM dengan rekuensi mencapai 2/ (>A

: Mempunyai sensor arus keluarang: Mempunyai Proteksi o8er temperature6upply 8oltage&


40/55


Gambar 2.!# $angkaian dri8er motor 2B

Tabe% 2.3 #ruth #able 2B

Input 5unction

enab%e6

IN1E> W IN2E 5or7ard

IN1E W IN2E> $eser8e

IN1EIN2 5ast Motor 6top

enab%e6+ IN1E0 W IN2E0 5ree $unning Motor 6top

2.2.1.5 aterai Nim >

Nickel metal hydride, atau NiM>, merupakan jenis baterai isi ulang

mirip dengan baterai NiCad, tetapi dibuat dengan komponen yang lebih

terjangkau dan ramah lingkungan. aterai NiM> semakin populer, terutama

untuk digunakan dalam berbagai barang elektronik karena jangka hidup yang

relati lama dengan harga relati terjangkau. aterai NiM> sering dianggap

alternati untuk baterai lithium ion.

Kelompok 3 42


41/55


Gambar 2."$ aterai NiM>

aterai NiM> menggunakan ion hidrogen untuk menyimpan energi, tidak

seperti baterai lithium ion yang menggunakan ion lithium.

aterai NiM> $echargeable memiliki kelemahan, yakni 6el Discharge

nya relati besar hingga mencapai 2/J;bulan, karenanya cocok buat orang yang

pemakaian baterainya sedikitnya = pcs;biji per bulan, misalnya untuk 5lash atau

6ha8er.

2.2.1. Modul luetooth MC /

Modul luetooth to 6erial >C / adalah Modul luetoth yang dapat di set

sebagai Master ataupun sebagai 6la8e, >C/ adalah Master;6la8e luetooth

Module. luetooth to 6erial >C / adalah 8ersi pengembangan dari Modul

luetooth to 6erial >C/F. Modul luetooth to 6erial >C/ ini dapat di set

sebagai Master ataupun di 6et sebagai 6la8e, berbeda dengan Modul >C/F yang

hanya dapat di gunakan sebagai 6la8e.

2.2.2 6ensor 96ensor 4as Metana ML =:

ML = adalah komponen elektronika untuk mendeteksi kadar gas alam

terkompresi;CN4 9 compressed natural gas : utamanya mengandung gas metana

9methane, C> =: yang merupakan bentuk paling sederhana dari hidrokarbon.

Valaupun tidak bersi at racun, gas metana dapat berbahaya karena mudah

terbakar 9 combusti0e&'lammable gas :. 4as ini tidak berbau dan tidak ber7arna,

menjadikannya sulit untuk dideteksi secara langsung oleh manusia.

Kelompok 3 43
http://tokoone.com/modul-bluetooth-modul-serialhttp://tokoone.com/modul-bluetooth-modul-serial


42/55


Dengan menggunakan ML = Methane CN4 6ensor Module ini, )nda

dapat mendeteksi kadar gas metana dalam udara dengan menyambungkan sensor

ini ke mikrokontroler ;de0elopment board semacam )rduino . Dari situ )nda bisamembuat program untuk menentukan aksi berdasarkan data yang terbaca,

misalnya menyalakan alarm saat kadar gas metana ini mencapai ambang batas

tertentu yang membahayakan, atau sekedar menampilkan kadar ppm 9 parts per

illion : gas tersebut di layar tampilan.

Gambar 2."1 6ensor ML =

6ensor ML = merupakan sensor yang sangat sensiti terhadap CN4 dan

dapat mendeteksi konsentrat gas alam di udara mulai dari 2// ppm hingga 1/.///

ppm. (eluaran sensor ini berupa resistansi analog yang dengan mudah dapat

dikon8ersi menjadi tegangan dengan menambahkan satu resistor biasa. Dengan

mengkon8ersi impedansi ini menjadi tegangan, hasil bacaan sensor dapat dibaca

oleh pin )DC 9 analog to digital con0erter : pada mikrokontroler.

Kelompok 3 44
http://www.vcc2gnd.com/2013/11/ATmega328P.htmlhttp://www.vcc2gnd.com/p/arduino.htmlhttp://www.vcc2gnd.com/2013/11/ATmega328P.htmlhttp://www.vcc2gnd.com/p/arduino.html


43/55


Gambar 2."2 (omponen 6ensor ML =

2.2.3 (ontroller 9 !icrocontroller (rduino :no :

)rduino !no sebenarnya adalah salah satu kit mikrokontroler yang

berbasis pada )#mega2 . Modul ini sudah dilengkapi dengan berbagai hal

yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler untuk bekerja, tinggal

colokkan ke po7er suply atau sambungkan melalui kabel !6 ke PCmu

)rduino !no ini sudah siap sedia. )rduino !no ini memilki 1= pin digital

input;output, F analog input, sebuah resonator keramik 1FM>A, koneksi !6 ,

colokan po7er input, IC6P header, dan sebuah tombol reset.

)rduino !no $- adalah seri terakhir dan terbaru dari seri )rduino !6 .

Kelompok 3 45
http://ndoware.com/apa-itu-mikrokontroler-dan-mikroprosesor.htmlhttp://ndoware.com/apa-itu-mikrokontroler-dan-mikroprosesor.html


44/55


Gambar 2."3 )rduino !no

S&esi ikasi Ar)(ino Uno

Mikrokontroler )#mega-2

Catu Daya

10 bab ii. kajian teori docx

Documents